SCR法脫硝催化劑

　　催化劑是電廠(chǎng)SCR工藝的核心,它約占其投資的l/3。為了使電站安全、經(jīng)濟運行,對SCR工 藝使用的催化劑應達到下列要求:

　　———低溫度時(shí)在較寬溫度范圍具有較高的活性

　　———高選擇性( SO2 向SO3 轉換率和其他方面作用低即副反應少)

　　———對二氧化硫( SO2 ) 、鹵族酸(HCl, HF)和堿金屬(Na2O、K2O)和重金屬(如As)具有化學(xué) 穩定性

　　———克服強烈溫度波動(dòng)的穩定性

　　———對于煙道壓力損失小

　　———壽命長(cháng)、成本低理想的催化劑應具有以下優(yōu)點(diǎn): 1. 高活性; 2.抗中毒能力強; 3. 好的機械強度和耐磨損性; 4. 有合適的工作溫度區間。

　　9.SCR法催化劑基本概念

　　催化劑種類(lèi)

　　形狀:**初開(kāi)發(fā)的催化劑是粒狀的?，F在為了防止催化劑層被粉末堵塞,減少壓力的損失,而采用蜂窩狀催化劑。這種催化劑可根據排氣中粉末濃度選定格子的間距。圖1是蜂窩狀催化劑的外觀(guān)照片

　　組成:一般,催化劑是由①基材(構成催化劑的骨架) 、②載體(使活性金屬成分能夠較好的分散合保持的材料)以及③活性金屬(起催化作用的成分)構成。但現在使用的蜂窩狀催化劑不是用基材的,它是把載體材料本身作為基材制成蜂窩狀。表1為催化劑的結構及其功能。

　　催化劑性能

　　對催化劑性能影響較大的因素有反應溫度、催化劑量、氨的注入量,如圖3所示。由于在250～450 ℃(**好是350～400 ℃) ,催化劑有**佳活性,通常脫硝反應設定在這個(gè)溫度范圍內。當反應溫度不在這個(gè)溫度范圍內時(shí),催化劑的性能將降低,尤其是在高溫區域使用時(shí),由于過(guò)熱促使催化劑的表面被燒結,使催化劑壽命降低。

　　但是,**近隨著(zhù)脫硝裝置適用范圍的擴大,同時(shí)也要求催化劑的使用溫度范圍擴大,如適用于反應溫度200 ℃的垃圾焚化爐(袋濾器出口處設置的脫硝裝置)的低溫催化劑,或者是適用于反應溫度超過(guò)550 ℃的單循環(huán)氣輪機(在氣輪機出口處設置的脫氮裝置)的高溫脫硝催化劑，如圖2所示。催化劑反應溫度的依賴(lài)特性是由催化劑的各種活性成分(V2O5、WO3 等)的含有濃度以及比例所決定的。

　　圖2

　　催化劑量是根據脫硝裝置的設計能力和操作要求來(lái)決定的,增加催化劑量可以提高脫硝性能。在實(shí)際中,催化劑的初期充填量是設計要求的**適量和使用期間的損失量之和。一般用SV 值[ SV值=處理氣體量(m3 (Vn ) /h ) /催化劑量(m3 ) ]來(lái)表示催化劑的充填量指標。脫硝反應時(shí),排放氣體中的NOx 和注入的NH3 幾乎是以1: 1的物質(zhì)的量之比進(jìn)行反應,因此在相同的催化劑充填量下,通過(guò)增加NH3 的注入量,也會(huì )使NH3的泄漏量增加,所以在決定氨濃度和催化劑量時(shí)必須考慮對脫硝裝置后部機器的影響。

　　NH3 量的注入指標用注入的NH3 和處理氣體中的NOx 的物質(zhì)的量(容量)之比(NH3 /NOx )表示,一般根據所要求的脫硝裝置性能來(lái)設定NH3 /NOx。排放氣體中含有的其他成分,如水(H2O)、氧氣(O2 )等,對脫硝性能僅有很小的影響,而SOX、NOx、N2 則沒(méi)有影響。但是,因NH3 的注入量是根據NH3 和NOx 的物質(zhì)的量之比決定的,所以NOx 濃度對NH3 泄漏濃度有影響

　　催化劑性能隨時(shí)間的變化

　　在工業(yè)裝置實(shí)際運行時(shí),隨使用時(shí)間的增加,催化劑性能的下降是不可避免的,其性能下降的

　　程度隨工業(yè)裝置運行條件(燃料性質(zhì)、處理氣體溫度等)而有所不同。通常是以一定反應條件下的反應速度常數(它隨著(zhù)催化劑種類(lèi)和反應溫度而變化)來(lái)評價(jià)催化劑。催化劑的性能隨著(zhù)使用時(shí)間的增加而下降,當其性質(zhì)不能滿(mǎn)足設計要求時(shí),就需要更換催化劑。催化劑從開(kāi)始使用到換用時(shí)為止的時(shí)間被稱(chēng)為催化劑的壽命。但是催化劑的壽命與機械零件的壽命不同,催化劑壽命的長(cháng)短也有很大差異。工業(yè)脫硝中,催化劑壽命隨工業(yè)裝置的種類(lèi)而有所不同,一般燃煤鍋爐為5～6 a,燃油鍋爐為7～8 a,燃氣鍋爐為8～10 a。

　　對于煤粉爐,我們推薦脫硝裝置選用蜂窩狀催化劑,原因如下:

　　1)在燃煤鍋爐的脫硝裝置上,蜂窩狀催化劑應用**廣泛。

　　2)同波紋式、板式催化劑相比,蜂窩狀催化劑有如下優(yōu)點(diǎn),如表2所示。

　　11.工藝流程簡(jiǎn)圖