中高温SCR脱硝催化剂
本公司自2006年开始自主研发SCR脱硝催化剂,得到国家科技部基金项目支持,与浙江大学合作,通过大量试验研究并借助OM、SEM、EDS、BET、Rama、FT-IR、TG-DCS、H2-TPR、XPS等表征分析,获得突破性科研成果与高性能催化剂配方,产品应用价值高。 除了得到成熟的中高温V-Ti基(300~420℃)催化剂外,还相继研发成功高-低温Mix-Me-Ti-Re基(200~420℃),中低温Me-Ti-Hv-Re基(150~300℃)、低温Me-Nd-Sm-Co-Mo-W-Ti基(120~260℃),高温CO-Ni/Cr基(400~600℃),无V基无毒基,低V低毒基等催化剂配方与工艺技术。
一、SCR反应机理
在选择催化还原(SCR)脱硝催化剂的作用下,通过加氨(NH3)可以把氮氧化物(NOx)转化为氮气(N2)和水(H2O)。NH3首先被催化剂活化成氨基,再与烟气中的NO偶合,形成极易降解为N2和H2O的亚硝基中间产物。随着还原态的催化剂被烟气中的氧气所氧化,催化剂得到复原,实现了催化循环。
主要的化学反应方程式如下:
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O
4NH3+6NO→5N2+6H2O
8NH3+6NO2→7N2+12H2O
主要副反应:
2SO2+O2→2SO3
SO3+NH3+H2O→NH4HSO4
反应机理
化学反应过程
二、催化剂产品
烧成的催化剂
组装完成的催化剂模块
三、蜂窝式脱硝催化剂规格
1、蜂窝式SCR催化剂截面尺寸:150mm×150mm。
2、蜂窝孔数:15×15~45×45,常用孔数范围16×16~21×21。
3、内孔大小:衡量催化剂堵塞特征的重要指标,原则上节距越大,防堵灰特性越好,压降越小。
4、壁厚:催化剂壁越薄,单位体积的催化剂比表面积越大,催化剂体积越小;但在高尘条件下,在设计时须充分考虑飞份对催化剂的冲刷磨损问题。
5、节距:由内孔尺寸和壁厚决定。
6、催化剂选择时需考虑的主要因素:
(1) 形式的确定:烟气温度、流速、空间、含尘量、灰的磨损特性等;
(2) 节距的确定:布置方式、烟气含尘量、灰尘的粒径分布等;
(3) 体积的确定:烟气量、NOx浓度、CaO及其他介质含量、锅炉型式。
四、典型的蜂窝式脱硝催化剂性能
NOx脱除率 | NH3逃逸浓度 | SO2/SO3转化率 | 系统可用率 | 轴向强度 | 侧向强度 | 化学寿命 | 机械寿命 |
最高达90%以上 | <3ppm | ≤1% | ≥98% | ≥2.5MPa | ≥0.8MPa | 24000hr | 10y |
五、瀚昱催化剂性能优点
1)采用优化配方,NOx脱除率保持较高水平,化学寿命长。
2)配方中含稀土等特殊组分,可降低SO2/SO3转换率,降低铵盐形成,防止催化剂蜂窝孔堵塞。
3)催化剂单体入口端进行硬化处理,提高耐磨性,延长机械寿命。
4)模具材料及工艺优化设计,合理选择节距,提高强度和抗堵塞能力,压力降减小。
5)采用稀土和贵金属Co、Mo等提高抗中毒能力。
六、应用场合
SCR脱硝催化剂在燃煤电厂、燃油电厂、燃气电厂、生物质发电厂、垃圾焚烧电厂、钢铁厂、焦化厂、化工厂、水泥厂、玻璃制造厂等工业领域得到广泛应用。依据SCR脱硝反应器相对的安装位置,SCR脱硝催化剂可采用高尘、低尘和尾端布置方式。
常见SCR脱硝工艺流程(高尘布置方式)
1)高尘布置
SCR反应器布置在锅炉省煤器和空气预热器之间。
优点:
①反应温度较高(烟气温度300~420℃,为金属氧化物催化剂的最佳反应温度),可获得较高的NOx脱除效果,可选择的催化剂种类较多;
②投资和运行成本较低;
③运行经验非常丰富,是目前火电厂广泛应用的烟气脱硝工艺。
但是,由于粉尘浓度较高,所以粉尘对催化剂的冲蚀较严重,影响催化剂寿命;由于流程长,容易发生氨泄漏;过程中可能生成硫酸铵(或者硫酸氢铵)盐物质,容易腐蚀后续设备。
2)低尘布置
SCR反应器布置在高温电除尘和空气预热器之后。
优点:
①烟气经尘器后,粉尘浓度下降,可防止对催化剂的污染、磨损与堵塞,可以延长催化剂的使用寿命;
②与锅炉本体独立,不影响锅炉的正常运行;
③氨的泄漏量小于高尘布置方式的泄漏量。
但是,与高粉尘布置一样,过程中可能生成硫酸铵(或者硫酸氢铵)盐物质,容易腐蚀后续设备;可供选择的催化剂的种类较少。
3)尾端布置
SCR反应器布置在电除尘器和脱硫装置(FGD)之后。
优点:
① 烟气经过除尘脱硫后,不易使催化剂中毒,并且可以采用更大的流速和空速,从而使催化剂的消耗量大大地减少;
② 氨的逃逸量是最少的,并且不会腐蚀构筑物(烟囱需采用防腐烟囱);
③ 不会产生SO3,可防止二次污染。
但是,需要设置烟气再热系统,增加了投资和运行成本;符合反应条件的催化剂较少。(瀚昱公司可生产此类催化剂。)
七、催化剂车间生产
大型挤出成型机
催化剂干燥设备
催化剂焙烧设备
生产线DCS控制系统
八、催化剂安装现场