延长SCR脱硝催化剂使用寿命的措施探讨

延长SCR脱硝催化剂使用寿命的措施探讨
延长SCR脱硝催化剂使用寿命的措施探讨

scr脱硝催化剂介绍[整理版]

scr脱硝催化剂介绍[整理版] SCR脱硝催化剂介绍 1(催化剂的化学组成 商业SCR催化剂活性组分为VO,载体为锐钛矿型的TiO,252WO或MoO作助催剂。SCR催化剂成分及比例,根据烟气中成分含33 量以及脱硝性能保证值的不同而不同。表2-2列出了典型催化剂的成分及比例。 表2-2 典型催化剂的成分及比例催化剂成分比例(,) TiO 78 2 主要原材料 WO 9 3 MoO 0.5,1 3 活性剂 VO 0,3 25 SiO7.5 2 AlO1.5 23 纤维(机械稳定性) CaO 1 NaO,KO 0.1 22 活性组分是多元催化剂的主体,是必备的组分,没有它就缺乏所需的催化作用。助催化剂本身没有活性或活性很小,但却能显著地改善催化剂性能。研究发现WO与MoO均可提高催化剂的热稳定性,33 并能改善VO与TiO之间的电子作用,提高催化剂的活性、选择性252 和机械强度。除此以外,MoO还可以增强催化剂的抗AsO中毒能323 力。

载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用,同时TiO2本身也有微弱的催化能力。选用锐钛矿型的TiO作为SCR催化剂的2 载体,与其他氧化物(如AlO、ZrO)载体相比,TiO抑制SO氧化23222的能力强,能很好的分散表面的钒物种和TiO的半导体本质。2 2(对SCR催化剂的要求 理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件: (1) 活性高为满足国家严格的排放标准,需要达到80%,90%的脱硝率,即要求催化剂有很高的SCR活性; (2) 选择性强还原剂NH主要是被NO氧化成N和HO,而3x22不是被O氧化。催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率,降2 低运行成本; (3) 机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式,SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损,并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求; (4) 抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物,催化剂需要耐毒物的长期侵蚀,长久保持理想的活性; (5) 其他 SCR催化剂对SO的氧化率低,良好的化学、机械和2 热稳定性,较大的比表面积和良好的孔结构,压降低、价格低、寿命长。此外,还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。 3(催化剂类型 电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式,结构如图2-23所示。蜂窝式催化剂表面积大、活性高、体积小,目前占据了80,的市场份额,平板式催化剂比例其次,波纹板最少。

SCR烟气脱硝催化剂生产与应用现状

SCR烟气脱硝催化剂生产与应用现状 0 引言 氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物,主要包括NO、NO2、N2O等,可以引起酸雨、光化学烟雾、温室效应及臭氧层的破坏。自然界中的NOx63%来自工业污染和交通污染,是自然发生源的2倍,其中电力工业和汽车尾气的排放各占40%,其他工业污染源占20%。在通常的燃烧温度下,燃烧过程产生的NOx中90%以上是NO,NO2占5%~10%,另有极少量的N2O。NO排到大气中很快被氧化成NO2,引起呼吸道疾病,对人类健康造成危害。 火电厂产生的NOx主要是燃料在燃烧过程中产生的。其中一部分是由燃料中的含氮化合物在燃烧过程中氧化而成,称燃料型NOx;另一部分由空气中的氮高温氧化所致,即热力型NOx,化学反应为: N2+O2→2NO(1) NO+1/2O2→NO2(2) 还有极少部分是在燃烧的早期阶段由碳氢化合物与氮通过中间产物HCN、CN转化为NOx,简称瞬态型NOx[1]。 减少NOx排放有燃烧过程控制和燃烧后烟气脱硝2条途径。现阶段主要通过控制燃烧过程NOx的生成,通过各类低氮燃烧器得以实现[2-3]。这是一个既经济又可靠的方法,对大部分煤质通过燃烧过程控制可以满足目前排放标准。 1 烟气脱硝工艺 1.1 相关化学反应 NO的分解反应(式(1)的逆反应)在较低温度下反应速度非常缓慢,迄今为止还没有找到有效的催化剂。因此,要将NO还原成N2,需要加入还原剂。氨(NH3)是至今已发现的最有效的还原剂。有氧气存在时,在900~1100℃,NH3可以将NO和NO2还原成 N2和H2O,反应如式(3)、(4)所示[4]。还有一个副反应,生成副产物N2O,N2O 是温室气体,因此,式(5)的反应是不希望发生的。4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(3)2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O(4)4NO+4NH3+3O2→4N2O+6H2O(5)在900℃时,NH3还可以被氧气氧化,如式(6)~(8)所示。 2NH3+3/2O2→N2+3H2O(6)2NH3+2O2→N2O+3H2O(7) 2NH3+5/2O2→2NO+3H2O(8)这就意味着NH3除了担任NO、NO2的还原剂外,还有

低温SCR催化剂课件资料

低温SCR催化剂 催化剂是SCR技术的核心,其中MMNOx/TiO2、 MNOx-CeO2/TiO2,MNOx/AI2O3、CuO/Tio2等在中低温范围内都表现良好的脱硝活性。研究表明,以锰铈氧化物为活性组分的催化剂具有较高的催化活性和N2选择性,是低温SCR催化剂研究的焦点。 活性组分 催化剂的活性组分在低温SCR反应过程中,对反应物的吸附以及电子传递起着至关重要的作用,直接决定着反应能否顺利进行,影响着催化活性和N2选择性的高低。常见的低温SCR催化剂活性组分主要有活性氧化锰和二氧化铈二种。 活性氧化锰 MNOx的晶格中含有大量的活性氧,能有效促进低温SCR脱硝反应的进行。常见的锰的氧化物主要有MnO2、Mn2O3、M3O4和Mn5O8等,它们在SCR脱硝反应中的作用各不相同。Kapteijn等研究发现MnO2催化剂具有较好的低温活性,而Mn2O3则具有较高的N2选择性。锰氧化物的催化活性顺序为: MnO2>Mn5O8>Mn2O3>Mn3O4。研究发现,虽然纯的MNOx低温活性较高,但其N2选择性较差,且易受烟气中SO2和H2O的影响导致催化剂中毒。通常将MNOx与其他氧化物结合,制备双金属或复合氧化物催化剂,以提高催化剂的活性和N2选择性,延长催化剂的使用寿命。 二氧化铈

CeO2在低温SCR反应中具有良好的活性,在催化加入Ce元素,可提高催化剂的储氧能力,从而提高催化剂的活性。贺泓等通过浸渍法制备了Ce/TiO2催化剂并考察了反应性能。吴忠标等通过溶胶-凝胶法在MNOx/TiO2中添加Ce元素制备了MNOx-CeO2/TiO2催化剂,研究发现Ce的添加有助于提高NO的转换率。顾婷婷等研究硫酸化改性后CeO2催化剂活性。前人研究表明,CeO2具有较强的表面酸性和储存氧的能力,可以促进NH3在催化剂表面的活化和吸附。 催化剂载体 载体是催化剂成型的关键,良好的催化剂载体不仅可以促进底物的吸附,提高催化活性,而且有助于催化剂的规模化生产和工业应用。低温SCR催化剂的载体主要有二氧化钛、氧化铝活性炭、沸石分子筛等。 二氧化钛 TiO2是常见的催化剂载体,不易被酸化,且能提高低温SCR催化反应的活性、N2选择性和抗硫性。TiO2通常有锐钛矿、金红石和板钛矿三种晶型,其中锐钛矿型TiO2常被用来选作脱硝催化剂的载体。Qi等将Mn、Cu、V、Fe等过渡金属负载在TiO2上考察催化剂的活性,其中通过浸渍法把Mn负载在TiO2上的催化剂活性较好。吴忠标采用溶胶-凝胶法制备了Mn/TiO2催化剂并用Fe、Cu、Zn、V等过渡金属对其进行改性,结果表明,催化剂活性在150度时均能达到95%以上。徐文青等通过浸渍法制备了Ce/TiO2催化剂,在

SCR脱硝技术简介

SCR 兑硝技术 SCR ( Selective Catalytic Reduction )即为选择性催化还原技术, 近几年来发展较快, 在西欧和日本得到了广泛的应用,目前氨催化还原法是应用得最多的技术。它没有副产物, 不形成二次污染,装置结构简单,并且脱除效率高(可达 90鳩上),运行可靠,便于维护等 优点。 选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下, NH 犹先和NOx 发生还原脱除反应, 生成氮气和水,而不和烟气中的氧进行氧化反应,其主要反应式为: 4NO 4NH 3 O 2 > 4N 2 6H 2O 2NO 2 4NH 3 O 2 > 3N 2 6H 2O 在没有催化剂的情况下,上述化学反应只是在很窄的温度范围内( 980C 左右)进行, 采用催化剂时其反应温度可控制在 300- 400C 下进行,相当于锅炉省煤器与空气预热器之间 的烟气温度,上述反应为放热反应,由于 NOx 在烟气中的浓度较低, 故反应引起催化剂温 度的升高可以忽略。 下图是SCR 法烟气脱硝工艺流程示意图 SCR 脱硝原理 SCR 技术脱硝原理为:在催化剂作用下,向温度约280?420 C 的烟气中喷入氨,将NO X 还原成N 2和H 20。 吿毓恤翔

且主要反应如卩: ANO +4NH2 + 6 T 4 恥 + 6M? +4AW3 ->5^2 + 6 円2。 6N6 +8A7/3 T INCh +12血0 2NO2 + 42^3 + 6 T 咖 + 6H10 反应原理如图所示; 惟化剂 - - - - - —— - J - 1 e *NO.烟 气"L NO. 幺X*** N H) € . ?NO. Q X-* N % N0( $ K ? NH31 ? —> () ? > Nj ?” Hi 0 》N; ? 脱硝催化剂: 催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以,在火电厂脱硝工程中,除了反应器及烟道的设计不容忽视外,催化剂的参数设计同样至关重要。 一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据项目烟气成分、特性,效率以及客户要求来定的。催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。 催化剂的形式有:波纹板式,蜂窝式,板式 脱硝原理

SCR脱硝催化剂介绍

SCR脱硝催化剂介绍 1.催化剂的化学组成 商业SCR催化剂活性组分为VO,载体为锐钛矿型的TiO,WO3252或MoO作助催剂。SCR催化剂成分及比例,根据烟气中成分含量以及3脱硝性能保证值的不同而不同。表2-2列出了典型催化剂的成分及比例。 表2-2 典型催化剂的成分及比例

)1 活性组分是多元催化剂的主体,是必备的组分,没有它就缺乏所需的催化作用。助催化剂本身没有活性或活性很小,但却能显著地改善催化剂性能。研究发现WO与MoO均可提高催化剂的热稳定性,并 33能改善VO与TiO之间的电子作用,提高催化剂的活性、选择性和机225械强度。除此以外,MoO还可以增强催化剂的抗AsO 中毒能力。323. 载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用,同时TiO2本 身也有微弱的催化能力。选用锐钛矿型的TiO作为SCR催化剂的载 2体,与其他氧化物(如AlO、ZrO)载体相比,TiO抑制SO氧化的能22322力强,能很好的分散表面的钒物种和TiO的半导体本质。22.对SCR催化剂的要求 理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件: (1) 活性高为满足国家严格的排放标准,需要达到80%~90%的脱硝率,即要求催化剂有很高的SCR活性;

(2) 选择性强还原剂NH主要是被NO氧化成N和HO,而不是2x23被O氧化。催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率,降低运行 2成本; (3) 机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式,SCR催化剂需 长期受大气流和粉尘的冲刷磨损,并且安装过程对催化剂的机械强度 也有一定的要求; (4) 抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物,催化剂需要耐毒物 的长期侵蚀,长久保持理想的活性; (5) 其他 SCR催化剂对SO的氧化率低,良好的化学、机械和热2 稳定性,较大的比表面积和良好的孔结构,压降低、价格低、寿命长。 此外,还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。 3.催化剂类型 电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式,结构所示。 蜂窝式催化剂表面积大、活性高、体积小,目前占2-23如图 80%的市场份额,平板式催化剂比例其次,波纹板最少。据了 波纹式板式蜂窝式催化剂结 构图2-23 列出了蜂窝式与板式、波纹式催化剂主要性能对比。表2-3催化剂 的性能比较不同类型SCR表2-3 波纹式催化波纹状纤维作成分表面积介 于蜂窝催化剂表面积小、活性比表面积大、式与平板式之间,质体积大;生产简便,高、所需催化剂体积量轻;生产自动化程自动化程度高;烟气小;催化活性

SCR脱硝催化剂介绍

SCR脱硝催化剂介绍 i ?催化剂的化学组成 商业SCR催化剂活性组分为MQ,载体为锐钛矿型的TiO2, WO或MoO乍助催剂。SCR 催化剂成分及比例,根据烟气中成分含量以及脱硝性能保证值的不同而不同。表2-2列出了典型催化剂的成分及比例。 表2-2典型催化剂的成分及比例 活性组分是多元催化剂的主体,是必备的组分,没有它就缺乏所需的催化作用。助催 化剂本身没有活性或活性很小,但却能显着地改善催化剂性能。研究发现WO与MoO均可

提高催化剂的热稳定性,并能改善MQ与TiO2之间的电子作用,提高催化剂的活性、选择 性和机械强度。除此以外,MoQ还可以增强催化剂的抗A&Q中毒能力 载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用,同时TiO2本身也有微弱的催化能力。选用锐钛矿型的TiO2作为SCR催化剂的载体,与其他氧化物(如AI2O、ZrO)载体相比,TiO2抑制SQ氧化的能力强,能很好的分散表面的钒物种和TiO2的半导体本质。 2?对SCR催化剂的要求 理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件: (1)活性高为满足国家严格的排放标准,需要达到80%- 90%勺脱硝率,即要求催化剂有很高的SCR 舌性; (2)选择性强还原剂NH主要是被NQ氧化成N和HQ,而不是被Q氧化。催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率,降低运行成本; (3)机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式,SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损,并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求; (4)抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物,催化剂需要耐毒物的长期侵蚀,长久保持理想的活性; (5)其他SCR催化剂对SO的氧化率低,良好的化学、机械和热稳定性,较大的比表 面积和良好的孔结构,压降低、价格低、寿命长。此外,还要求SCR催化剂结构简单、占 地省、易于拆卸或装填。 3.催化剂类型 电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式,结构如图2-23 所示。蜂窝

SCR脱硝催化剂及密封件安装

山东华鲁恒升化工股份有限公司1-4#CFB锅炉SCR脱硝改造项目 分 项 工 程 质 量 报 验 福建龙净环保股份有限公司

催化剂安装报验申请表表单编号FJLJ/ 10C-0302.1版本编号Ⅰ 页修订次0 保存期限长期 项目名称山东华鲁恒升化工股份有 限公司1-4#CFB锅炉SCR 脱硝改造项目 致:山东华鲁恒升化工股份有限公司 我方承担的山东华鲁恒升化工股份有限公司1-4#CFB锅炉SCR脱硝改造项目,#1炉催化剂及密封件安装已完成,现将上报工程报验申请表,请予以审查和验收。 附: 1、分项工程施工质量验收表 2、催化剂模块安装记录 承包单位(章): 项目经理: 日期:年月日审查意见: 建设单位:(章) 项目负责人: 日期:年月日

分项工程施工质量验收表 工程编号:性质:主控表工程名称山东华鲁恒升化工股份有限公司1-4#CFB锅炉SCR脱硝改造工程分项工程名称热动#1炉脱硝改造催化剂及密封件安装 工序检验项目性质单位质量标准质量检验结果结论 设备检查 外观检查主控 催化剂无裂纹、碎裂、损伤、 受潮等,催化剂单体之间隔 层材料完好未松动,介质通 道内无杂物,催化剂及催化 剂模块编号完好、清晰 符合要求合格 模块外形尺寸 mm 符合图纸要求符合要求合格 对角线差≤10 符合要求合格 催化剂节距mm 符合厂家设计要求符合要求合格 催化剂材质主控符合厂家设计要求符合要求合格 模块包装件合金材质无错用无错用合格厂家焊缝 高度符合设计要求,焊接无 咬边、气孔、裂纹等缺陷, 成型良好 符合要求合格 设备安装 安装时间主控h 烟气清洁系统的温态运行 (烘炉)后进行安装 符合要求合格安装前检查 炉膛至反应器内部无水渍、 浮锈、积灰等杂物 符合要求合格催化剂模块转运 催化剂模块内催化剂单体方 向与车辆前进方向一致 符合要求合格模块位置、数量主控 符合厂家设计图纸,安装记 录详细、全面 符合要求合格模块间隙误差mm ≤5 符合要求合格催化剂本体 安装过程中无机械损伤、受 潮现象 符合要求合格模块滤网安装 滤网无锈蚀、损坏,无明显 凹凸不平,固定牢固 符合要求合格

SCR催化剂简介

SCR催化剂简介 泛指应用在电厂SCR(selective catalytic reduction)脱硝系统上的催化剂(Catalyst),在SCR反应中,促使还原剂选择性地与烟气中的氮氧化物在一定温度下发生化学反应的物质。 目前最常用的催化剂为V2O5-WO3(MoO3)/TiO2系列(TiO2作为主要载体、V2O5为主要活性成分)。 组成介绍 目前SCR商用催化剂基本都是以TiO2为基材,以V2O5为主要活性成份,以WO3、MoO3为抗氧化、抗毒化辅助成份。化剂型式可分为三种:板式、蜂窝式和波纹板式。 板式催化剂以不锈钢金属板压成的金属网为基材,将TiO2、V2O5等的混合物黏附在不锈钢网上,经过压制、锻烧后,将催化剂板组装成催化剂模块。 蜂窝式催化剂一般为均质催化剂。将TiO2、V2O5、WO3等混合物通过一种陶瓷挤出设备,制成截面为150mmX150mm,长度不等的催化剂元件,然后组装成为截面约为2m´1m的标准模块。 波纹板式催化剂的制造工艺一般以用玻璃纤维加强的TiO2为基材,将WO3、V2O5等活性成份浸渍到催化剂的表面,以达到提高催化剂活性、降低SO2氧化率的目的。 发展简史 催化剂是SCR技术的核心部分,决定了SCR系统的脱硝效率和经济性,其建设成本占烟气脱硝工程成本的20%以上,运行成本占30%以上。近年来,美、日、德等发达国家不断投入大量人力、物力和资金,研究开发高效率、低成本的烟气脱硝催化剂,重视在催化剂专利技术、技术转让、生产许可过程中的知识产权保护工作。 最初的催化剂是Pt-Rh和Pt等金属类催化剂,以氧化铝等整体式陶瓷做载体,具有活性较高和反应温度较低的特点,但是昂贵的价格限制了其在发电厂中的应用。 因此,从20世纪60年代末期开始,日本日立、三菱、武田化工三家公司通过不断的研发,研制了TiO2基材的催化剂,并逐渐取代了Pt-Rh和Pt系列催化剂。该类催化剂的成分主要由V2O5(WO3)、Fe2O3、CuO、CrOx、MnOx、MgO、MoO3、NiO等金属氧化物或起联合作用的混和物构成,通常以TiO2、Al2O3、ZrO2、SiO2、活性炭(AC)等作为载体,与SCR系统中的液氨或尿素等还原剂发生还原反应,目前成为了电厂SCR脱硝工程应用

脱硝催化剂安装运行维护手册

发电有限公司 1、2 号机组脱硝改造工程 选择性催化还原法(SCR) 烟气脱硝蜂窝式催化剂 产品操作手册 环保科技股份有限公司 2013.11

目录 目录 (2) 范围 (1) 1. SCR概述 (2) 1.1 SCR系统概述 (2) 1.2 SCR化学反应 (2) 1.3 SCR催化剂 (3) 2. 安全 (4) 2.1 人员安全 (4) 2 . 1 . 1人员保护措施 (4) 2.1.2应急处理措施 (5) 2. 1 .3搬运催化剂时的保护措施 (5) 3. .......................................................................................................................................................... 催化剂的操作说明.. (6) 3.1 单个催化剂单元的操作 (6) 3.1.1催化剂单元的接收 (6) 3. 1 .2催化剂单元的存储 (6) 3.1.3催化剂单元的搬运 (6) 3 . 1 . 4催化剂单元的替换程序 (6) 3.2 催化剂模块的操作 (7) 3.2.1 催化剂模块的包装及储存 (7) 3.2.2催化剂模块的装卸及运输 (8) 3.2.3催化剂模块的安装 (9) 3.3 SCR催化剂的运行和维护 (12) 3.3.1催化剂系统的启动 (12) 3.3.2催化剂系统的正常运行 (13) 3.3.3催化剂系统的停机维护 (14) 3.3.4偏差标准 (15) 3.3.5催化剂机械寿命的保证 (16) 3.4 催化剂的年度取样 (16) 附录 (17) 附件1 -产品化学技术说明书 (17) 附件2:设计条件和限制条件 (19) 附件3-催化剂失活机理 (21)

SCR低温脱硝催化剂

SCR低温脱硝催化剂 一、技术背景 我国烟气脱硝市场中,选择性催化还原(SCR)技术是电站锅炉NO X排放控制的主要技术,SCR反应的完成需要使用催化剂。目前商业上应用比较广泛的是运行温度处于320-450℃的中温催化剂,因此催化还原脱硝的反应温度应控制在320- 400℃。当反应温度低于300℃时,在催化剂表面会发生副反应,NH3与S03和H20反应生成(NH4)2S04或NH4HSO4减少与NOx的反应,生成物附着在催化剂表面,堵塞催化剂的通道和微孔,降低催化剂的活性。另外,如果反应温度高于催化剂的适用温度,催化剂通道和微孔发生变形,从而使催化剂失活。因此,保证合适的反应温度是选择性催化还原法(SCR)正常运行的关键。 由于电站锅炉在大气温度较低和低负荷运行时,烟气温度会低于SCR适用温度。由于锅炉设计方面的原因,在低气温和低负荷条件下亚临界和超高压汽包锅炉烟气温度的缺口可以达到20℃以上,比直流和超临界锅炉更大,此时SCR 停运,烟气排放浓度将不能满足国家环保要求。我国目前尚没有成熟的低温SCR 脱硝技术,需要使用复杂的换热系统才能应用SCR脱硝增加了能耗和设备投资,因此面临着艰巨的NO X减排困难。 根据环保部《火电厂大气污染物排放标准》是国家强制标准,火电厂在任何运行负荷时,都必须达标排放。脱硝系统无法运行导致的氮氧化物排放浓度高于排放限值要求的,应认定为超标排放,并依法予以处罚。目前全工况脱硝技术已经成熟,火电厂现有脱硝系统与运行负荷变化不匹配、不能正常运行、造成超标排放的,应进行改造,提高投运率和脱硝效率。 二、技术现状

SCR低温脱硝催化剂,是洛阳万山高新技术应用工程有限公司为了解决汽包锅炉某些工况烟气温度过低和SCR低负荷运行时,导致SCR脱硝无法正常运行的技术难题,该技术是结合现有SCR脱硝工艺,从而实现SCR低温脱硝催化剂低温脱硝,SCR低温脱硝催化剂最为简单有效,由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO(占95%),NO难溶于水,而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3,溶解能力大大提高,很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。将烟气中的NO转化为高价态,需引入较强的SCR低温脱硝催化剂,在众多催化剂中,SCR低温脱硝催化剂是最环保最清洁的SCR低温脱硝催化剂,它以低温脱硝催化技术最为简单有效,在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物,另外不同于其它催化剂,工作环境恶劣,自由基存活时间非常短,能耗较高,SCR低温脱硝催化剂的生存周期相对较长,能将少量氧气或空气电离后产生催化氧化,然后送入烟气中,可显著降低能耗。 三、技术原理 SCR低温脱硝催化剂具有很强的催化性,完全有能力将烟气恶劣环境中的NO氧化成高价态,提高烟气中氮氧化物的水溶性,从而将NO脱除。利用SCR 低温脱硝催化剂将NO催化为高价态的氮氧化物后,需要进一步地吸收。常见的吸收液有Ca(OH)2、CaCo3等碱液。不同的吸收剂脱除的NO效果会有一定的差异。例如有人在利用水吸收尾气时,NO的脱除效率可达到80%以上,这是利用气体在水中的溶解度进行吸收,也有试验利用吸收液将高价氮氧化物还原成为N2后直接排入大气中。 四、技术性能 采用SCR低温脱硝催化剂脱硝技术可得到较高的NO X脱除率,典型的低温

SCR脱硝催化剂介绍

SCR脱硝催化剂介绍1.催化剂的化学组成 商业SCR催化剂活性组分为V 2O 5 ,载体为锐钛矿型的TiO 2 ,WO 3 或MoO 3 作助催剂。SCR 催化剂成分及比例,根据烟气中成分含量以及脱硝性能保证值的不同而不同。表2-2列出了典型催化剂的成分及比例。 表2-2 典型催化剂的成分及比例 活性组分是多元催化剂的主体,是必备的组分,没有它就缺乏所需的催化作用。助催 化剂本身没有活性或活性很小,但却能显着地改善催化剂性能。研究发现WO 3与MoO 3 均可 提高催化剂的热稳定性,并能改善V 2O 5 与TiO 2 之间的电子作用,提高催化剂的活性、选择

性和机械强度。除此以外,MoO 3还可以增强催化剂的抗As 2 O 3 中毒能力。 载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用,同时TiO 2 本身也有微弱的催化 能力。选用锐钛矿型的TiO 2作为SCR催化剂的载体,与其他氧化物(如Al 2 O 3 、ZrO 2 )载体相 比,TiO 2抑制SO 2 氧化的能力强,能很好的分散表面的钒物种和TiO 2 的半导体本质。 2.对SCR催化剂的要求 理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件: (1) 活性高为满足国家严格的排放标准,需要达到80%~90%的脱硝率,即要求催化剂有很高的SCR活性; (2) 选择性强还原剂NH 3主要是被NO x 氧化成N 2 和H 2 O,而不是被O 2 氧化。催化剂的 高选择性有助于提高还原剂的利用率,降低运行成本; (3) 机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式,SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损,并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求; (4) 抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物,催化剂需要耐毒物的长期侵蚀,长久保持理想的活性; (5) 其他 SCR催化剂对SO 2 的氧化率低,良好的化学、机械和热稳定性,较大的比表面积和良好的孔结构,压降低、价格低、寿命长。此外,还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。 3.催化剂类型 电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式,结构如图2-23所示。蜂窝

脱硝催化剂的选择

生产培训教案 主讲人:高小春 技术职称:工程师 所在生产岗位:硫化点检长 讲课时间: 2011 年 6月1 日

培训题目:脱硝催化剂的选择 培训目的:1、了解脱硝催化剂的种类和相关重要性能参数 2、了解国内外脱硝催化剂的主要生产单位和相关信息。内容摘要: 一、脱硝催化剂种类 二、催化剂的材料和制作工艺 三、国内脱硝催化剂的主要供应商 四、国外脱硝催化剂的主要供应商 五、进口催化剂和国产催化剂价格对比 六、业绩 七、催化剂选择 培训内容: 脱硝催化剂选择讲座 1 脱硝催化剂种类 催化剂一般由基材、载体和活性成分组成。基材是催化剂形状的骨架,主要由钢或陶瓷构成;载体用于承载活性金属,现在很多蜂窝状催化剂则是把载体材料本身作为基材制成蜂窝状;活性成分一般有V2O5、WO3、MoO3等。目前工业催化剂主要是以TiO2为载体的V2O5基催化剂,通常包括V2O5/TiO2、V2O5/TiO2-SiO2、V2O5-WO3/ TiO2以及V2O5-MoO3/TiO2等类型。目前的商用催化剂按其结构划分,有

蜂窝式、平板式以及波纹板式3种。 1.1 板式催化剂 平板式催化剂是将活性材料“镀”在金属骨架上,与蜂窝式相比,平板式催化剂压力损失小,抗腐蚀性高,不易被粉尘污染,机械和热稳定性也较高。而且,平板式催化剂具有金属骨架,强度高,要达到同样的脱硝效率,催化剂层数可以做得较少,即SCR反应器可以更紧凑。但由于其单位体积的表面积小,催化剂需求量较大;另外,平板式催化外层的活性材料在受到机械或热应力作用时容易脱落,且其活性表层也易受磨损。平板式催化剂生产厂家较少,目前提供板式催化剂的厂家有日立和雅佶隆。 1.2 蜂窝催化剂 蜂窝式催化剂是将氧化钛(TiO2)与其它活性组分以及陶瓷原料以均相方式结合在整个催化剂结构中,按照一定配比混合、搓揉均匀后形成模压原料,采用模压工艺挤压成型为蜂窝状单元,最后组装成标准规格的催化剂模块。蜂窝式催化剂单位体积的有效表面积大,要达到相同的脱硝效果,所需的催化剂量较少。目前在世界范围内生产蜂窝催化剂的厂家是最多的。 1.3 波纹板式催化剂 波纹板式催化剂是托普索公司的专利技术,目前只有托普索公司生产该形式的催化剂,主要工艺将催化剂做成波纹板状,其骨架基材是纤维,比板式催化剂的重量要轻,同时加大了催化剂的比表面积,

SCR脱硝催化剂的各项指标分析

SCR脱硝催化剂的各项指标分析催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝 效率的高低,所以,在火电厂脱硝工程中, 除了反应器及烟道的设计 不容忽视外,催化剂的参数设计同样至关重要。 一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据项目烟气 成分、特性,效率以及客户要求来定的。催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。 1活性温度 催化剂的活性温度范围是最重要的指标。反应温度不仅决定反应物的反应速度,而且决定催化剂的反应活性。如V2O5-WO3/TiO2催化剂,反应温度大多设在280~420℃之间。如果温度过低,反应速度慢,甚至生成不利于NOx降解的副反应;如温度过高,则会出现催化剂活性微晶高温烧结的现象。 2几何特性参数 2.1节距/间距 这是催化剂的一个重要指标,通常以P表示。其大小直接影响到催化反应的压降和反应停留时间,同时还会影响催化剂孔道是否会 发生堵塞。对蜂窝式催化剂,如蜂窝孔宽度为(孔径)为d,催化剂内壁壁厚为t, 则: Pd+t

对平板和波纹式催化剂,如板与板之间宽为d,板的厚度为t,则: P=d+t 由于SCR装置一般安装在空预器之前,飞灰浓度可大于 15g/m3(干,标态),如果催化剂间隙过小,就会造成飞灰堵塞,从而阻止烟气与催化剂接触,效率下降,磨损加重。一般情况下,蜂窝式催化剂堵灰要比平板式严重些,需要适当地加大孔径。燃煤电站SCR脱硝工程中的蜂窝式催化剂节距一般在6.3~9.2mm之间,同等条件下,板式催化剂间距可以比蜂窝式稍小些。 2.2比表面积 比表面积是指单位质量催化剂所暴露的总表面积,或用单位体积催化剂所拥有的表面积来表示。由于脱硝反应是一个多相催化反应,且发生在固体催化剂的表面,所以催化剂表面积的大小直接影响到催化活性的高低,将催化剂制成高度分散的多孔颗粒为反应提供了巨大的表面积。蜂窝式催化剂的比表面积比平板式的要大得多,前者一般在427~860m2/m3,后者约为其一半。 2.3孔隙率和比孔体积 孔隙率是催化剂中孔隙体积与整个颗粒体积之比。孔隙率是催化剂结构最直接的一个量化指标,决定了孔径和比表面积的大小。一般催化剂的活性随孔隙率的增大而提高,但机械强度会随之下降。比孔体积则指单位质量催化剂的孔隙体积。 2.4平均孔径和孔径分布 通常所说的孔径是由实验室测得的比孔体积与比表面相比得到

SCR脱硝催化剂应用注意事项

SCR脱硝催化剂应用注意事项 摘要:根据催化剂的特点及我国燃煤特性,指出了脱硝催化剂在使用中应注意催化剂堵塞、活性降低等问题,通过机理分析导致催化剂性能降低的主要原因有碱性金属影响、碱土金属影响、砷中毒、硫及硫铵影响、烧结等因素。介绍了催化剂在工业应用中的注意事项及相应的解决方案。 我国火电厂用煤受我国煤炭资源和燃料供应政策的制约,燃煤的品质通常较差,燃煤的灰分、硫分等有害杂质含量普遍较高。因此在使用SCR催化剂时燃料中的碱金属、碱土金属、砷,以及燃烧后产生的水蒸气、飞灰、硫及硫铵等都对催化剂的使用造成影响,这些成分通过扩散进入催化剂的活性点,占据着催化剂活性点位,催化剂将逐渐被钝化,催化剂的活性随着运行时间的推移而降低,NOx还原效率下降,氨耗量增加,氨逃逸量增加,SCR脱硝系统运行成本将因有害元素的影响而上升。 1 碱金属的影响 碱金属与催化剂表面接触,会使催化剂活性降低。碱金属在催化剂上沉积导致催化剂表面酸性大大降低,相同摩尔浓度的 K 与Na 相比,K 中和效果更强。K 优先配位到或者上的 OH 根上,K20与反应生成,K 干扰了氨活性中间物种 NH4+的形成,从而导致催化剂的钝化。避免催化剂表面水蒸气的凝结,可降低因碱金属在催化剂表面积聚对催化剂活性的影响。

2 碱土金属的影响 碱土金属使催化剂中毒主要是飞灰中游离的CaO与催化剂表面吸附的反应生成而产生的,引起催化剂表面结垢,会将催化剂表面遮蔽,从而阻止了反应物向催化剂内扩散。通过适当增加吹灰频率,可降低飞灰在催化剂上的沉积量,降低 CaO在催化剂表面的沉积量是减缓催化剂中毒的有效手段 3 砷的影响 砷(As)来源于煤,在烟气中以挥发性的形式存在分散到催化剂中并固化在活性、非活性区域,同时也会吸附在飞灰颗粒上(以氧化物的形式)。在砷中毒的过程中将使反应气体在催化剂内的扩散受到限制,且通道遭到破坏。催化剂发生 As中毒,特别是在液态排渣炉和飞灰再循环的过程中,会导致循环过程中砷的富集。以氧化物为形式的砷为例,它的中毒影响归结于它的碱性。导致OH根被As-OH(分布于表面的砷酸盐)所取代。催化剂砷中毒后,氨不易吸附到中毒的催化剂活性点上,从而导致催化剂活性的降低。 在使用过程中可使催化剂表面对砷不具有活性,通过对催化剂表面的酸性控制,达到吸附保护的目的,使得催化剂表面不吸附氧化砷;另一种方法是改进活性位,通过高温煅烧获得稳定的催化剂表面,主要采用钒和钼的混合氧化物形式,使As吸附的位置不影响SCR的活性位。 4 水蒸气的影响 对于大多数运行中的烟气 SCR脱硝装置中,都应避免水蒸气的

SCR脱硝技术简介

S C R脱硝技术简介-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

SCR脱硝技术 SCR(Selective Catalytic Reduction)即为选择性催化还原技术,近几年来发展较快,在西欧和日本得到了广泛的应用,目前氨催化还原法是应用得最多的技术。它没有副产物,不形成二次污染,装置结构简单,并且脱除效率高(可达90%以上),运行可靠,便于维护等优点。 选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下,NH3优先和NOx发生还原脱除反应,生成氮气和水,而不和烟气中的氧进行氧化反应,其主要反应式为:4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1) 2NO2+4NH3 +O2→ 3N2+6H2O(2) 在没有催化剂的情况下,上述化学反应只是在很窄的温度范围内(980℃左右)进行,采用催化剂时其反应温度可控制在300-400℃下进行,相当于锅炉省煤器与空气预热器之间的烟气温度,上述反应为放热反应,由于NOx在烟气中的浓度较低,故反应引起催化剂温度的升高可以忽略。 下图是SCR法烟气脱硝工艺流程示意图 SCR脱硝原理 SCR 技术脱硝原理为:在催化剂作用下,向温度约280~420 ℃的烟气中喷入氨,将NOX 还原成N2 和H2O。

SCR脱硝催化剂: 催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以,在火电厂脱硝工程中, 除了反应器及烟道的设计不容忽视外,催化剂的参数设计同样至关重要。 一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据项目烟气成分、特性,效率以及客户要求来定的。催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。

SCR脱硝催化剂的重要指标

SCR脱硝催化剂的重要指标 摘要:催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以,在火电厂脱硝工程中, 除了反应器及烟道的设计不容忽视外,催化剂的参数设计同样至关重要 催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以,在火电厂脱硝工程中, 除了反应器及烟道的设计不容忽视外,催化剂的参数设计同样至关重要。 一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据项目烟气成分、特性,效率以及客户要求来定的。催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。 1活性温度 催化剂的活性温度范围是最重要的指标。反应温度不仅决定反应物的反应速度,而且决定催化剂的反应活性。如V2O5-WO3/TiO2催化剂,反应温度大多设在280~420℃之间。如果温度过低,反应速度慢,甚至生成不利于NOx降解的副反应;如温度过高,则会出现催化剂活性微晶高温烧结的现象。 2几何特性参数 2.1节距/间距 这是催化剂的一个重要指标,通常以P表示。其大小直接影响到催化反应的压降和反应停留时间,同时还会影响催化剂孔道是否会发生堵塞。对蜂窝式催化剂,如蜂窝孔宽度为(孔径)为d,催化剂内壁壁厚为t, 则: P=d+t 对平板和波纹式催化剂,如板与板之间宽为d,板的厚度为t,则: P=d+t 由于SCR装置一般安装在空预器之前,飞灰浓度可大于15g/m3(干,标态),如果催化剂间隙过小,就会造成飞灰堵塞,从而阻止烟气与催化剂接触,效率下降,磨损加重。一般情况下,蜂窝式催化剂堵灰要比平板式严重些,需要适当地加大孔径。燃煤电站SCR脱硝工程中的蜂窝式催化剂节距一般在6.3~9.2mm之间,同等条件下,板式催化剂间距可以比蜂窝式稍小些。

铁基中低温SCR脱硝催化剂性能研究.

英文摘要 铁基中低温SCR脱硝催化剂性能研究 摘要 氮氧化物(NOx)对人体、环境的危害很大,是目前国内外急需解决的问题之一。选择性催化还原法具有脱硝效率高、N2选择性好等优点,得到广泛使用。商业化的脱硝催化剂存在价格昂贵,活性温窗窄,活性窗口温度较高且废弃的催化剂易造成二次污染等问题,所以,开发廉价、低温、高效的环境友好型催化剂具有十分重要的意义。铁的氧化物具有环境友好、价格低廉以及还原性强等优点,在NOx 选择催化还原(SCR)脱除领域已经受到了国内外学者的广泛关注。本文主要针对氧化铁脱硝催化剂的制备、表征等各方面进行了研究。 本文首先考察了制备方法、助剂CeO2含量两个因素对非负载型Fe2O3催化剂性能的影响。通过XRD、XPS、H2-TPR、BET比表面积测试、UV-vis DRS等表征手段,对催化剂进行了表征,并且对催化剂的脱硝活性和对氨气的氧化率进行评价。然后,通过XRD、XPS、XRF、BET比表面积测试的表征手段,分析了一种工业级多元金属氧化物(MO)的基本性质,研究了其基础脱硝活性。以XO为催化剂基体,TiO2为载体,Fe2O3为活性组分制备了负载型脱硝催化剂。考察了XO及不同助剂对SCR催化活性的影响。利用XRD、H2-TPR、BET比表面积测试等技术对制备的催化剂进行了表征。 对非负载型Fe2O3催化剂研究表明:模板法比共沉淀制备的催化剂具有更大的比表面积,更强的氧化性和酸性,促进了催化剂脱硝活性的升高;前者比后者的活性温区宽,并且具有较好的高温脱硝活性。对不同含量CeO2催化剂的表征比较发现,当CeO2含量为2 %和4%时具有相对较高的催化活性和相对较小的氨气氧化率,这主要是由催化剂中铁物种氧化性的变化导致的。 对多元金属氧化物基本性质的研究表明,多元金属氧化物中主要有Fe、Si、Al等多种元素,颗粒表面存在Si、Na、Al、V等元素的富集。多元金属氧化物比表面积极低,基础脱硝活性较低,不适合直接作为脱硝催化剂或者活性组分。 制备了XO为催化剂基体,TiO2为载体,Fe2O3为活性组分的催化剂,考察基体对催化剂的影响。实验结果表明,加入多元金属氧化物后,催化剂比表面积减小、氧化性增强。在250 ℃-350 ℃内催化剂的脱硝活性在90 %以上,但是活性温窗较窄。分别使用CeO2、MoO3、WO3对催化剂进行掺杂,实验结果表明:掺杂后催化剂比表面积增大,有利于氨气的吸附,促进SCR反应的进行;CeO2掺杂后催化剂的脱硝活性在整体上提高,但是最佳活性温窗没有变宽或者变化;MoO3、WO3掺杂后催化剂的中低温活性降低,高温活性提高,活性温窗宽,并向高温移动。 III

脱硝催化剂的影响因素与选型

脱硝催化剂的影响因素与选型 电站锅炉系统排放的氮氧化物是促使酸雨形成的主要大气污染物之一。随着最新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的正式颁行,我国对火力发电锅炉及燃气轮机组氮氧化物排放将实行最为严格的规定,其中新建机组的排放标准于2012年1月开始实施,现有机组的排放标准于2014年7月开始强制实施,火电厂烟气脱硝已势在必行。 SCR烟气脱硝催化剂的性能将直接关系到整个SCR系统脱硝效果,其采购、更换与维护成本构成了SCR系统总费用的主要部分。目前,国内的脱硝催化剂一般采取方案竞标的形式采购,因此,如何在众多竞标方案中,科学合理的选择催化剂的型式和催化剂的用量及型号,就成为了SCR脱硝系统的设计关键。以下分析不同工况条件对催化剂设计的影响及选型对策。 1高钙工况 1.1CaO毒害催化剂 当飞灰中CaO含量较高或烟气中SO3的浓度较高时,会产生大量的CaSO4覆盖在催化剂颗粒表面,彼此粘连,进而在催化剂颗粒之间形成架桥,引起催化剂表面的屏蔽。电站锅炉排放出的烟气温度一般都超过300℃,已经发生架桥粘连的催化剂颗粒在此高温环境中运行不长的时间,就会发生大面积烧结,导致催化剂比表面积急剧减小,脱硝活性下降。 催化剂烧结是较严重的催化剂失活现象,因烧结而失效的催化剂目前也没有有效的再生手段恢复其初始活性。而且,严重烧结的催化剂会出现开裂和脆化现象,对催化剂的机械强度几乎是致命的。此类工程事故在国内已不鲜见。 1.2 CaO对催化剂设计的影响 当煤质或飞灰中的CaO含量小于5%时,其对催化剂的设计影响不大。当CaO含量超过5%以后,其对催化剂的设计影响开始变得显著,在同样的工况条件下,催化剂用量受CaO含量影响很大。随着CaO含量的增加,催化剂用量呈线性递增,特别是当CaO含量在30%左右时,催化剂用量比低钙工况下的用量增加25%左右。 在这种工况下进行催化剂设计时,不能过高估计催化剂的活性与老化速度,同时为了保证24000小时的化学寿命,又必须留有充足的设计裕量,最终导致催化剂设计体积数较大。 因此,在高钙工况下进行催化剂选型时,必须综合考虑工况条件,不能盲目追求用量最少的设计方案。如果无视高钙对催化剂运行的影响,无原则的降低设计裕量,高估催化剂活性,虽然可以降低催化剂设计用量,但是由此也会带来较高的运行风险。同时,还应选取含有WO3的催化剂,因为WO3能够有效抑制催化剂颗粒的烧结,延缓烧结速度。 2高飞灰工况 目前市场主流的催化剂有三种型式:蜂窝式、板式和波纹式。波纹式催化剂市场占有率相对较低,还不到5%。一般而言,当烟气中飞灰浓度在50~60g/Nm3,甚至更高时,此时板式催化剂由于其烟气通道截面较蜂窝式大,高飞灰工况下烟气和飞灰的通过性好等优点,选用板式催化剂不易积灰堵塞,运行安全性较高。 但是,当飞灰浓度小于50g/Nm3时,由于板式催化剂几何比表面积比蜂窝式小,同样的工程条件下,板式催化剂用量要比蜂窝式多20%~40%以上,使催化剂初期采购成本增加,同时由于板式催化剂体积大,对反应器等钢结构的要求较高,使得这部分的采购成本也会增加较多。 此时选用蜂窝式催化剂就具有较多的技术优势和成本优势。特别是近年来,随着我国脱硝催化剂产业规模的扩大,有些厂家在引进技术的基础上改进创新,蜂窝式催化剂已在多个飞灰浓度大于50g/Nm3工程中安全运行多年,逐渐打破了高飞灰工况中板式催化剂的垄断地位。 2.1孔数和截距的选择 蜂窝式催化剂的设计特点决定,孔数较多的催化剂,其截距较小、壁厚较薄,具有较大的几何比表面积,因此,所需的催化剂工程用量也较少。通常,当蜂窝式催化剂的孔数每增加一级,如:从18×18孔向上增加为19×19孔时,对于同一工程项目,催化剂的设计用量可以减少在5%以上,由此可以节约催化剂采购成本5%以上。

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