中低温SCR脱销工艺及催化剂应用
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新型SCR脱硝催化剂在低温烟气脱硝领域的应用安徽晨晰洁净科技有限公司联合中国科学院过程工程研究所,历经多年实验室研发、工业化测试及应用,成功研发出一款非钒钛体系,适用于超低温、低硫环境的新型SCR脱硝催化剂填补了国内超低温脱硝技术的空白。
1、背景SCR脱硝作为大气环保治理的重要一环,其工艺已成熟,但SCR脱硝的核心——催化剂,还存在诸多不足。
如传统催化剂基本是钒钛体系,其起活温度在180℃以上,但现实中存在着大量排放温度低于180℃的烟气,或经脱硫、除尘治理后温度低于180℃的各类烟气进行脱硝处理时,在不改变原有工艺设备的基础上,传统钒钛体系催化剂无法满足此类装置的脱硝需求,因此亟需一款超低温、高活性的新型SCR脱硝催化剂来解决这一问题。
针对超低温脱硝领域催化剂的空缺,安徽晨晰洁净科技有限公司联合中国科学院过程工程研究所,历经多年实验室研发、工业化测试及应用,成功研发出一款非钒钛体系,适用于超低温、低硫环境的新型SCR脱硝催化剂(催化剂型号:CDM-2CXTX,专利号:ZL:201610257241.3),填补了国内超低温脱硝技术的空白。
2、CDM-2CXTX催化剂的研发历程2017~2018年:对CDM-2CXTX催化剂进行立项,并开展催化剂的配方小试和催化剂成型、制作方法等研究;2018~2019年:完成CDM-2CXTX催化剂成型配方确定、放大试验,并完成中试平台搭建、产品评价等研究;2019~2021年:完成三联供机组超低温SCR脱硝、催化剂制作焙烧工段脱硝、隧道窑烟气除尘及超低温脱硝等工业化应用案例。
同期,完成催化剂工业化厂房建设并实现催化剂量产。
3、CDM-2CXTX催化剂性能指标4、CDM-2CXTX催化剂性能检测及工业化测试4.1 中石化催化剂工程研究院性能检测4.1.1 检测条件200mg催化剂,40~60目,500 ppm NO,500 ppm NH3,5%O2,N2平衡,反应气总流量500ml/min,空速约6000h-1。
应 用·APPLICATION96中温和低温SCR催化剂在垃圾焚烧发电厂的应用文_石春光 胡付祥 张铭 龙净能源发展有限公司摘要:调研中温和低温选择性催化还原(SCR)催化剂在垃圾焚烧发电厂烟气净化系统中的应用情况,并通过实际工程对其在垃圾焚烧发电厂烟气净化系统中的建设和运行成本进行分析,为垃圾焚烧发电厂烟气治理工作提供借鉴和参考。
关键词:垃圾焚烧;脱硝;SCR催化剂Application of Medium and Low T emperature SCR Catalyst in W aste Incineration Power PlantSHI Chun-guang HU Fu-xiang ZHANG Ming[ Abstract ] This paper investigates the application of medium temperature and low temperature selective catalytic reduction (SCR) catalyst in the flue gas purification system of waste incineration power plant, and analyzes its construction and operation cost in the flue gas purification system of waste incineration power plant through practical engineering, so as to provide reference for the flue gas treatment of waste incineration power plant.[ Key words ] waste incineration; denitration; SCR catalystNOx是垃圾焚烧发电厂排放的主要气体污染物之一,《生活垃圾焚烧污染控制标准(GB18485-2014)》与欧盟2010 标准的NOx排放标准分别为250mg/m3(日均值) 与200 mg/m3(日均值)。
一种低温SCR脱硝催化剂及其制备和应用方法摘要:本文首先简单介绍了低温SCR脱硝催化剂的一些相关概念。
然后选择了一种催化剂作为介绍对象,具体分析了应该如何制备和应用的方法。
关键词:低温SCR脱硝;催化剂制备;催化剂应用我国的污染状况越来越严重,为了解决这个问题,人们发明了很多新的科学技术。
低温SCR脱硝催化剂就是其中的一种,其对于氮氯化物的污染治理有着很好的效果。
一、低温SCR脱硝催化剂相关概念简述脱硝,顾名思义就是将硝脱离出来,当前主要有两种脱硝工艺,一是SCR (Selective Catalytic Reduction),即选择性催化还原法。
一种是SNCR(selective non-catalytic reduction),即选择性非催化还原法。
其中前者是当前世界主流的脱硝技术研究方向,也是发展最成熟的脱硝技术。
从过程上来讲,其属于炉后脱硝技术。
其作用时,需要含氧气氛、催化剂和氨、尿素等还原剂才能将烟气中的NOx还原成N2和水。
传统的SCR脱硝技术进行的温度多在三百摄氏度及以上,这就要求催化剂在布置时必须安排在高温的环境中,然而现实中,催化剂的放置地中存在大量的粉尘等物,非常容易出现催化剂中毒。
同时受历史因素的影响,我国火电机组中也没有预留其位置。
另外,我国的燃煤总体质量不高,严重损害了SCR的装置和催化剂。
低温SCR脱硝技术的进行温度在三百摄氏度以下,能够有效解决上述传统SCR脱硝技术存在的问题。
其反应机理目前尚未有一个比较统一的说法,因此此处所介绍的反应机理只是众多说法中比较流行的一种。
这种说法认为,低温SCR脱硝技术在进行过程中主要遵循的机理有两种,一种是LH机理,一种是ER机理,这两者不同时存在。
当前主要的低温SCR脱硝催化剂有锰、铜等金属氧化物制备的非负载型催化剂组分和负载型催化剂。
本文主要介绍的就是负载型锰基氧化物催化剂中的Mn/TiO2催化剂的制备和其在NH3作为还原剂时的应用情况。
低温SCR脱硝催化剂的研究低温SCR脱硝催化剂是一种新型的环保材料,它可以有效地降低燃煤和燃气锅炉排放的氮氧化物(NOx),具有重要的应用价值。
近年来,低温SCR脱硝催化剂的研究成为环保领域的热点之一,下面将从催化剂原理和研究进展两个方面进行探讨。
一、催化剂原理低温SCR脱硝催化剂是一种通过催化反应将NOx转化为N2和H2O的材料。
其基本原理是将氮氧化物与还原剂(如氨气或尿素溶液)在催化剂的存在下通过氧化还原反应进行催化转化,生成氮气和水蒸气。
催化剂通常由过渡金属(如V、Co、Fe等)与载体(如TiO2、WO3、Al2O3等)组成,其中载体扮演着提高催化剂活性和稳定性的角色。
过渡金属是催化剂的主要活性组分,它的选择直接影响催化剂的性能和其适用范围。
二、研究进展近年来,低温SCR脱硝催化剂的研究主要围绕催化剂的合成、活性中心的构建和催化剂的应用等方面展开,主要取得了以下进展:(1)催化剂的合成:研究者通过控制合成条件、调节催化剂成分比例等手段提高催化剂的活性和稳定性,使催化剂在低温条件下也能够高效地去除NOx。
(2)活性中心的构建:研究者探究了各种活性中心的构建方式,如采用金属氧化物、硝酸盐和金属-非金属协同催化等方式,以提高催化剂的催化活性和选择性。
(3)催化剂的应用:研究者将低温SCR催化剂应用于锅炉、汽车尾气处理、化工废气排放等领域,在实际应用中取得了显著的降低NOx排放的效果。
低温SCR脱硝催化剂的研究不断创新,逐步完善。
未来,需要进一步深入研究催化剂的性质、原理和机制,并加强与实际应用的结合,推动这一环保材料的广泛应用。
低温SCR脱硝催化剂的研究前言SCR脱硝技术是工业废气脱硝的一种重要方法。
其中,低温SCR脱硝技术在工业生产中得到了广泛应用。
低温SCR脱硝催化剂是该技术的核心组成部分。
本文将对低温SCR脱硝催化剂的研究进行探讨,并分析其在实际应用中的优缺点。
低温SCR脱硝催化剂的研究历程低温SCR脱硝催化剂的研究历程可以追溯到上世纪80年代。
当时,人们开始研究在低温下如何将氮氧化物熔融性重超标排放的燃料中进行脱除。
随着科技的发展,人们逐渐发现铜以及铜系复合氧化物催化剂能够有效地提高SCR脱硝的活性,形成了具有独特性能的低温SCR催化剂。
目前,低温SCR脱硝催化剂的研究主要集中在优化组分、载体和加工工艺。
随着技术的发展,人们已经成功地开发出了一批高效、稳定、耐腐蚀、耐高温、低氨选择性的催化剂。
在用于空气净化等方面,取得了良好的应用效果。
低温SCR脱硝催化剂的优缺点低温SCR脱硝催化剂的优点:1.可在低温下起到明显的催化作用,降低了能源消耗,提高了工程的经济性;2.具有很高的选择性,减少了对其他气体组分的影响,对一些有害的副产物可以起到很好的净化作用;3.在反应过程中不会产生二氧化硫等有害物质,更加环保。
低温SCR脱硝催化剂的缺点:1.对氨气的含量和空气中水蒸气的含量有较高的要求;2.不同催化剂的适用范围不同,需要选择合适的催化剂;3.对氨选择性、抗空气干燥等性能要求较高。
因此,需要在实际应用中根据不同的实际情况进行催化剂选择和应用,以实现最优的脱硝效果。
结语总的来说,低温SCR脱硝催化剂的研究取得了很大的进展,其具有的优势得到了广泛的应用。
但是,在实际应用中也存在一些问题和局限性,需要注意选择合适的催化剂以达到理想的脱硝效果。
SCR脱硝催化剂现状及成型工艺分析介绍了国内外钢钛系SCR脱硝催化剂的应用现状,阐述了低温钵系SCR脱硝催化剂的研究进展与工程探索情况,总结了商用蜂窝状、板式和波纹式SCR催化剂的成型工艺,并针对不同行业特性提出了脱硝催化剂研究方向。
选择性催化还原技术(ive catalytic reduction, SCR)是控制氮氧化物(NOx) 排放的最为关键的技术,广泛应用于热电厂、焚烧厂等工业烟气脱硝,以及柴油机动车尾气净化。
该技术以尿素、氨水或液氨产生的NH3为还原剂,核心是催化活性好、选择性高、机械强度高且运行稳定的脱硝催化剂。
SCR催化剂从最初电力脱硝行业的传统车凡钛催化剂的普及应用,到目前应用于钢铁、玻璃等非电行业的低温催化剂的广泛研究,其发展和应用得到突破性进展。
传统钢钛催化剂的发展已经相对成熟,但应用范围窄,条件苛刻;低温催化剂存在易中毒、寿命低、工况适用性等问题亟需解决。
SCR催化剂成型工艺是其应用与工业推广的关键所在,我国在传统催化剂成型技术取得全面性普及与推广,但相比国外催化剂的应用效果不佳;近几年低温SCR 催化剂的研究工作取得突破性成果,应用和推广有待工程校验。
因此,通过深入研究催化剂生产技术和成型工艺,研发经得住实际工程考验的具有自主知识产权催化剂是未来SCR技术发展的重要环节。
1传统SCR脱硝催化剂发展历程1.1国外SCR催化剂的应用美国Engelhard公司在1957年首次成功研发SCR催化剂,由Pt、Rh和Pb等贵金属构成,具有很高的催化活性,但造价昂贵、温度区间窄、易中毒,不适于工业应用。
日本日立、三菱重工等生产的V205(W03)/Ti02 (车凡钛系)催化剂较早实现商业化应用。
20世纪七八十年代,日本和欧美相继建造多套脱硝系统,钢钛系SCR催化剂的商业应用趋于成熟,主要应用于电力行业烟气污染控制。
近30年SCR催化剂在研究和应用方面都取得一定进展,具体发展过程如图1。
SCR脱硝催化剂再生技术的发展及应用SCR脱硝催化剂是一种重要的大气污染治理技朧,主要用于减少燃煤电厂和柴油发动机等工业设施排放的氮氧化物(NOx)污染物。
在SCR脱硝过程中,氨气(NH3)作为还原剂与NOx在催化剂的作用下发生反应,生成氮气(N2)和水(H2O),从而实现降低NOx排放的目的。
然而,随着SCR脱硝技术的广泛应用,催化剂表面会逐渐积累吸附物和活性物质,使得催化剂活性逐渐降低,因此需要对催化剂进行再生。
SCR脱硝催化剂再生技术的发展主要包括物理方法、化学方法和生物方法三大类。
物理方法主要是通过高温氧化还原(HTOR)处理,将积碳、硫和钾等物质氧化还原为无害物质,恢复催化剂的活性。
化学方法主要是采用酸洗法或溶剂法,通过将催化剂浸泡在酸溶液或溶剂中,去除积碳和硫等物质,然后再进行还原处理。
生物方法则是利用微生物对催化剂进行降解处理,将积碳和硫等物质降解为无害物质,从而恢复催化剂的活性。
随着SCR脱硝催化剂再生技术的不断发展,其应用范围也在逐渐扩大。
目前,SCR脱硝催化剂再生技术已经广泛应用于燃煤电厂、燃气锅炉、石油化工等工业领域,有效降低了NOx排放量,保护了环境。
在未来,随着环保要求的不断提高,SCR脱硝催化剂再生技术将会进一步完善和推广,成为治理大气污染的重要手段之一值得注意的是,虽然SCR脱硝催化剂再生技术在大气污染治理中具有重要意义,但在实际应用中仍存在一些挑战和问题。
首先,催化剂再生成本较高,需要经济上的支持。
其次,高温氧化还原处理可能导致催化剂结构破坏和活性降低。
同时,催化剂再生处理过程中的废水废气处理也需要考虑,以避免对环境造成二次污染。
为了更好地应对这些挑战和问题,未来可以进一步深入研究SCR脱硝催化剂再生技术,提高再生效率,降低成本,减少再生过程对催化剂性能的影响。
同时,加强催化剂再生技术与环保法规政策的结合,促进技术应用和推广。
通过不断创新和改进,SCR脱硝催化剂再生技术将更好地为大气污染治理做出贡献,保护人类健康和环境安全。
SCR、SNCR、PNCR、臭氧脱硝技术比对目前烟气脱硝技术可分为干法和湿法两大类,其中干法脱硝中的选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术是市场应用最广(约占60%烟气脱硝市场)、技术最成熟的脱硝技术。
其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有NH¬3自由基的还原剂,在高温下直接(或催化剂的协同下)与烟气中的NOx发生氧化还原反应,把NOx还原成氮气和水。
但该技术也有其巨大的局限性,由于化学反应需要在高温下进行,而对于中小型锅炉以及工业锅炉来说,排烟温度远不能达到化学反应所需要的高温。
一、低温脱硝技术低温烟气脱硝技术以低温氧化技术(LoTOx)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,需引入较强的氧化剂,在众多氧化剂中,臭氧是最环保清洁的强氧化剂,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•OH、•HO2 等,工作环境恶劣,自由基存活时间非常短,能耗较高,O3的生存周期相对较长,将少量氧气或空气电离后产生O3,然后送入烟气中,可显著降低能耗。
新大陆臭氧脱硝技术比传统烟气脱硫脱硝工艺更适应环保日益严格的要求,通过特殊工艺控制脱硝反应过程,使碱液吸收反应的产物以固体形式存在,实现了气态污染物(氮氧化物)的固化处理,不产生二次污染。
采用臭氧的高级氧化技术不仅对NOX具有良好的脱除效果,而且对烟气中的其他有害污染物,比如重金属汞也有一定的去除能力;在低温下进行氧化吸收等脱硝过程,有利于锅炉的能源回收利用,降低工程施工难度。
利用国内现有较为成熟的湿法脱硫工艺并加以改进,使脱硫脱硝同时进行。
低温脱硝技术是今后脱硝技术的发展方向。
二、SCR(选择性催化还原)、SNCR(非选择性催化还原)两种技术1、SCR主要应用在大型锅炉等的烟气处理,脱硝率可达80%以上,但投资大,维护成本高,催化剂3年一换;SCR多为国外引进。