SCR脫硝反中催化劑的型式
脫硝催化劑泛指應用在電廠SCR(selective catalytic reduction)脫硝系統(tǒng)上的催化劑(Catalyst),,在SCR反應中,促使還原劑選擇性地與煙氣中的氮氧化物在一定溫度下發(fā)生化學反應的物質(zhì),。
目前zui常用的催化劑為V2O5-WO3(MoO3)/TiO2系列(TiO2作為主要載體,、V2O5為主要活性成分)。
目前SCR商用催化劑基本都是以TiO2為基材,,以V2O5為主要活性成份,,以WO3、MoO3為抗氧化,、抗毒化輔助成份,。催化劑型式可分為三種:板式、蜂窩式和波紋板式,。
板式催化劑以不銹鋼金屬板壓成的金屬網(wǎng)為基材,,將TiO2、V2O5等的混合物黏附在不銹鋼網(wǎng)上,,經(jīng)過壓制,、鍛燒后,將催化劑板組裝成催化劑模塊,。
蜂窩式催化劑一般為均質(zhì)催化劑,。將TiO2,、V2O5、WO3等混合物通過一種陶瓷擠出設(shè)備,,制成截面為150mmX150mm,,長度不等的催化劑元件,然后組裝成為截面約為2m´1m的標準模塊,。
波紋板式催化劑的制造工藝一般以用玻璃纖維加強的TiO2為基材,,將WO3、V2O5等活性成份浸漬到催化劑的表面,,以達到提高催化劑活性,、降低SO2氧化率的目的。
催化劑是SCR技術(shù)的核心部分,,決定了SCR系統(tǒng)的脫硝效率和經(jīng)濟性,,其建設(shè)成本占煙氣脫硝工程成本的20%以上,運行成本占30%以上,。近年來,,美、日,、德等發(fā)達國家不斷投入大量人力,、物力和資金,研究開發(fā)率,、低成本的煙氣脫硝催化劑,,重視在催化劑技術(shù)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓,、生產(chǎn)許可過程中的知識產(chǎn)權(quán)保護工作,。
zui初的催化劑是Pt-Rh和Pt等金屬類催化劑,以氧化鋁等整體式陶瓷做載體,,具有活性較高和反應溫度較低的特點,,但是昂貴的價格限制了其在發(fā)電廠中的應用。
因此,,從20世紀60年代末期開始,,日本日立、三菱,、武田化工三家公司通過不斷的研發(fā),,研制了TiO2基材的催化劑,并逐漸取代了Pt-Rh和Pt系列催化劑,。該類催化劑的成分主要由V2O5(WO3)、Fe2O3,、CuO,、CrOx,、MnOx、MgO,、MoO3,、NiO等金屬氧化物或起聯(lián)合作用的混和物構(gòu)成,通常以TiO2,、Al2O3,、ZrO2、SiO2,、活性炭(AC)等作為載體,,與SCR系統(tǒng)中的液氨或尿素等還原劑發(fā)生還原反應,目前成為了電廠SCR脫硝工程應用的主流催化劑產(chǎn)品
催化劑型式可分為三種:板式,、蜂窩式和波紋板式,。三種催化劑在燃煤SCR上都擁有業(yè)績,其中板式和蜂窩式較多,,波紋板式較少,。
催化劑的設(shè)計就是要選取一定反應面積的催化劑,以滿足在省煤器出口煙氣流量,、溫度,、壓力、成份條件下達到脫硝效率,、氨逃逸率等SCR基本性能的設(shè)計要求,;在灰分條件多變的環(huán)境下,其防堵和防磨損性能是保證SCR設(shè)備長期安全和穩(wěn)定運行的關(guān)鍵,。
在防堵灰方面,,對于一定的反應器截面,在相同的催化劑節(jié)距下,,板式催化劑的通流面積zui大,,一般在85%以上,蜂窩式催化劑次之,,流通面積一般在80%左右,,波紋板式催化劑的流通面積與蜂窩式催化劑相近。在相同的設(shè)計條件下,,適當?shù)倪x取大節(jié)距的蜂窩式催化劑,,其防堵效果可接近板式催化劑。三種催化劑以結(jié)構(gòu)來看,,板式的壁面夾角數(shù)量zui少,,且流通面積zui大,zui不容易堵灰;蜂窩式的催化劑流通面積一般,,但每個催化劑壁面夾角都是90°直角,,在惡劣的煙氣條件中,容易產(chǎn)生灰分搭橋而引起催化劑的堵塞,;波紋板式催化劑流通截面積一般,,但其壁面夾角很小而且其數(shù)量又相對較多,為三種結(jié)構(gòu)中zui容易積灰的是版型,。