电厂SCR脱硝系统上的催化剂
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scr脱硝催化剂参数
SCR脱硝催化剂参数包括以下几个方面:
1.活性成分:SCR脱硝催化剂通常以钒(V)、钼(VI)、铌(V)等
为活性成分,这些活性成分可以与氨气或尿素反应生成氨基钒酸铵、氨基钼酸铵或氨基铌酸铵等活性物质。
2.载体材料:SCR催化剂的载体材料一般选用陶瓷或金属材料,如γ-Al2O3、TiO2、SiO2等,以提高催化剂的表面积和稳定性。
3.催化剂形状:SCR催化剂的形状有颗粒状、块状、蜂窝状等
多种形式,不同形状的催化剂适用于不同的脱硝设备和工艺条件。
4.催化剂活性温度范围:SCR催化剂具有一定的活性温度范围,一般在200℃-550℃之间,催化剂需要在适宜的温度下才能有
效催化脱硝反应。
5.氨气/尿素投入量:SCR脱硝过程中,氨气或尿素的投入量
对脱硝效率起着重要作用,合理的投入量可以提高脱硝效果,而过量的投入量则可能造成氨气逃逸和催化剂失活。
6.催化剂的寿命:SCR催化剂的寿命取决于催化剂本身的稳定
性和工况条件,一般情况下,催化剂可以使用几年至十几年不等,但也会受到颗粒磨损、硫中毒、灰堵塞等因素的影响而失
活。
因此,定期检查催化剂的状况,必要时进行清洗或更换是保持SCR脱硝系统正常运行的关键。
SCR脱硝催化剂的各项指标剖析催化剂作为SCR脱硝反响的焦点,其质量和机能直接关系到脱硝效力的高下,所以,在火电厂脱硝工程中, 除了反响器及烟道的设计不容疏忽外,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,即根据项目烟气成分.特征,效力以及客户请求来定的. 催化剂的机能(包含活性.选择性.稳固性和再素性)无法直接量化,而是分解表如今一些参数上,重要有:活性温度.几何特征参数.机械强度参数.化学成分含量.工艺机能指标等.1活性温度催化剂的活性温度规模是最重要的指标.反响温度不但决议反响物的反响速度,并且决议催化剂的反响活性.如V2O5-WO3/TiO2催化剂,反响温度大多设在280~420℃之间.假如温渡过低,反响速度慢,甚至生成晦气于NOx降解的副反响;如温渡过高,则会消失催化剂活性微晶高温烧结的现象.2几何特征参数 2.1节距/间距这是催化剂的一个重要指标,平日以P 暗示.其大小直接影响到催化反响的压降和反响逗留时光,同时还会影响催化剂孔道是否会产生堵塞.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 对平板和波浪式催化剂,如板与板之间宽为d,板的厚度为t,则:P=d+t 因为SCR装配一般装配在空预器之前,飞灰浓度可大于15g/m3(干,标态),假如催化剂间隙过小,就会造成飞灰堵塞,从而阻拦烟气与催化剂接触,效力降低,磨损加重.一般情形下,蜂窝式催化剂堵灰要比平板式轻微些,须要恰当地加大孔径.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,一致前提下,板式催化剂间距可以比蜂窝式稍小些. 2.2比概况积比概况积是指单位质量催化剂所吐露的总概况积,或用单位体积催化剂所失去的概况积来暗示.因为脱硝反响是一个多相催化反响,且产生在固体催化剂的概况,所以催化剂概况积的大小直接影响到催化活性的高下,将催化剂制成高度疏散的多孔颗粒为反响供给了伟大的概况积.蜂窝式催化剂的比概况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全部颗粒体积之比.孔隙率是催化剂构造最直接的一个量化指标,决议了孔径和比概况积的大小.一般催化剂的活性随孔隙率的增大而进步,但机械强度会随之降低.比孔体积则指单位质量催化剂的孔隙体积. 2.4平均孔径和孔径散布平日所说的孔径是由实验室测得的比孔体积与比概况比拟得到的平均孔径.催化剂中的孔径散布很重要 ,反响物在微孔中集中时,假如遍地孔径散布不合,会表示出差别很大的活性,只有大部分孔径接近平均孔径时,后果最佳.3机械强度参数重要表现了催化剂抵抗气流产生的冲击力.摩擦力.耐受上层催化剂的负荷感化.温度变更感化.及相变应力感化的才能.机械强度参数共有3个指标,即轴向机械强度.横向机械强度和磨耗率.前2个分离是指单位面积催化剂在轴向和横向可推却的重量.磨耗率则是用必定的实验仪器和办法测定得到的单位质量催化剂在特定前提小的损耗值,用于比较不合催化剂的抗磨损才能.4化学成分含量即指活性组分及载体,如V2O5-WO3/TiO2催化剂中各成分的质量百分数.这个中症结为起催化感化的量, 助催化与载体的配比量也同样重要.根据不合用户的情形,含量会有所不合.一般情形下,V2O5占1% ~5%,WO3占5%~10%,TiO2占其余绝大部分比例.5工艺机能指标包含表现催化剂活性的脱硝效力.SO2/SO3转化率.NH3逃逸率以及压降等分解机能指标.这些指标一般在催化剂成品完成后须要在实验室现实烟气工况下进行检测,以确认各指标相符请求.5.1脱硝效力指进入反响器前.后烟气中NOx的质量浓度差除以反响器进口前的NOx浓度(浓度均换算到统一氧量下), 直接反应了催化剂对NOx的脱除效力.一般情形下,脱硝工程会设计初期脱硝率和远期脱硝率,经由过程初置和预留若干催化剂层,往后逐层添加来知足将来可能日益严厉的排放请求.5.2SO2/SO3转化率指烟气中SO2转化成SO3的比例.SO2/SO3转化率越高,催化剂活性越好,所须要催化剂量越少,但转化率过高会导致空预器堵灰及后续装备腐化,并且会造成催化剂中毒.是以,一般请求SO2/SO3转化率小于1%. 在钒钛催化剂中参加钨.钼等成分,可有用地克制SO2转化成SO3.5.3NH3逃逸率催化剂反响器出口烟气中NH3的体积分数,它反应了未介入反响的NH3.假如该值高,一是会增长临盆成本 ,造成NH3的二次污染;二是NH3与烟气中的SO3反响生成NH4HSO4和(NH4)2SO4等物资,会腐化下流装备,并增大体系阻力.5.4压降烟气经由催化剂层后的压力损掉.全部脱硝体系的压降是由催化剂压降以及反响器及烟道等压降构成,这个压降应当越小越好,不然会直接影响汽锅主机和引风机的安然运行.在催化剂设计中合理选择催化剂孔径和构造情势,是降低催化剂本身压降的重要手腕.5.5其他除了以上物理.化学和工艺机能指标外,各特定SCR脱硝项目工程所采取的催化剂还有体积.尺寸等合同指标,在催化剂评标.验收中也作为很重要的参数须要予以审核.。
SCR 区脱硝系统组成整个SCR 区脱硝系统主要有以下部分组成:催化剂、反应器、烟道、稀释风系统、吹灰系统等。
每一部分作用及特征在以下的章节中分别描述。
A .催化剂本工程共计两台机组,每台机组2个反应器,每个反应器安装两层催化剂。
B .SCR 反应器xxxxxx 发电有限公司2×300MW 机组#1脱硝改造工程采用高尘布置方式,反应器垂直布置,m 。
反应器内布置三层催化剂安装空间,首次安装两层催化剂,备用层在已装两层催化剂活性不能满足要求时安装。
催化剂模块通过电动葫芦提升到反应器所需层平台上,并通过每层的催化剂安装门进入反应器,催化剂在反应器内的移动通过手动推车和手动葫芦进行。
在每层催化剂上方均安装了一套声波吹灰器和蒸汽吹扫,用于保持催化剂的清洁。
在SCR 反应器每层催化剂层均设置了人孔门,用于检修期间对催化剂的检查。
SCR 反应器中,催化剂层间的压力差可以测量并传输到电厂DCS 中连续监视。
C .烟道系统烟道主要是用来连接省煤器出口及反应器入口及反应器出口到空预器入口的装置。
催化剂单元烟气系统中,根据流场模型计算及试验结果,布置了导流板,用于使烟气阻力降到较低水平。
SCR入口的NOx、O2含量通过分析仪来监视。
NOx、O2分析仪数据信号传输到电厂DCS上显示,并参与脱硝系统计算与控制。
同时在每个反应器入口烟道上,布置了3个热电偶,用于监测入口烟道的温度。
SCR出口烟道上布置有NOx、O2分析仪。
NOx、O2分析仪数据信号传输到电厂DCS上显示,并参与脱硝系统计算与控制。
在反应器入口烟道中,布置了小灰斗,用于紧急排放烟道中的积灰。
D、稀释风及喷氨系统喷入反应器烟道的氨气为经稀释风机空气稀释后的含5%左右氨气的混合气体,气氨、空气经氨气/空气混合器混合后,通过布置在反应器入口烟道垂直段上的喷氨格栅,喷入烟道内。
为保证氨气和烟气混合均匀,喷氨格栅前管道设置手动流量调节阀,能根据烟气不同的工况进行调节(在系统运行初期进行流量分布调节,待氨分布均匀后锁定运行)。
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脱硝工程应用催化剂型式可分为三种:板式、蜂窝式和波纹板式。
火力发电厂SCR脱硝技术催化剂及其工程应用发布时间:2022-09-22T07:26:26.183Z 来源:《科学与技术》2022年第5月10期作者:南荀[导读] 对火电厂的生产实践做分析可知大量的煤炭燃烧会产生非常多的烟气南荀国能龙源内蒙古环保有限公司内蒙古乌海 016000摘要:对火电厂的生产实践做分析可知大量的煤炭燃烧会产生非常多的烟气,且这些烟气中含有非常多的硫化物、氮氧化物,如果不对烟气进行处理便做直接排放,势必会产生非常严重的空气污染,因此在实践中需要对火电厂的排放的烟气进行脱硝。
SCR工艺是火电厂烟气脱硝中利用的核心工艺,在SCR工艺应用的过程中,催化剂的重要性是不言而喻的,所以通过工艺利用对不同的催化剂应用效果进行分析,这样可以遴选出更加合适的催化剂,从而使火力发电厂的烟气脱硝效果更加显著。
文章对火力发电厂SCR脱硝技术催化剂及其应用做分析,旨在指导实践。
关键词:火力发电厂;SCR脱硝技术;催化剂空气污染问题在目前的社会实践中表现的比较突出,其对环境的可持续发展以及经济可持续发展、人们的健康生活等产生了显著影响,所以在实践中积极的分析空气污染问题并对污染治理进行强调有突出的现实意义。
结合目前的实践进行分析,火电厂烟气排放是造成大气污染的重要原因之一,所以要在空气污染治理的过程中获得不错的效果,需要对火电厂的烟气排放进行治理。
从目前的研究来看,火电厂烟气排放之所以造成了空气污染,主要是因为烟气中存在着大量的氮氧化物、硫化物以及颗粒粉尘,通过专业技术的利用消除废气中的氮氧化物等污染物,这样可以有效减少烟气污染。
在硝化物的处理中,SCR脱硝技术的现实应用效果是显著的,不过其效果和催化剂的具体使用有显著关系,所以需要对SCR脱硝技术应用中的催化剂使用进行分析与讨论。
一、SCR脱硝概述对目前的国内火电厂运行做分析可知新建电站锅炉所采用的是低氮氧化物燃烧技术。
对此类技术的具体应用做分析可知其能够将烟气当中的氮氧化物排放浓度降低30%——60%,最低可达300——400mg/m3。
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。
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scr脱硝催化剂风速设计scr脱硝催化剂风速设计导语:在现代工业生产中,空气污染已经成为一个全球性问题。
为了保护环境、减少污染物排放,SCR(Selective Catalytic Reduction)脱硝技术已经被广泛应用于燃煤电厂、工业锅炉等领域。
而在SCR脱硝系统中,催化剂是起到关键性作用的组成部分。
而且在催化剂的使用过程中,合理的风速设计是确保催化效率和系统运行稳定性的重要因素之一。
一、scr脱硝催化剂风速概述1. scr脱硝催化剂风速的定义scr脱硝催化剂风速指的是SCR系统中,催化剂床层中气体的流速。
风速的高低直接影响着催化剂颗粒的分布、局部温度、氨逃逸和氨的吸附等因素。
合理的风速设计对于催化剂的使用寿命、脱硝效率和系统的经济性都有着重要的影响。
2. 催化剂风速的影响因素(1)催化剂颗粒的分布:风速过高会导致催化剂颗粒悬浮在气流中,催化剂的分布不均匀;风速过低则会造成催化剂颗粒沉积在床层中,同样影响催化剂的分布均匀性。
(2)催化剂表面温度:合理的风速设计可以促使床层中气体的有效混合,使催化剂表面温度均匀分布,增加有效接触面积,提高脱硝效率。
(3)氨逃逸和氨的吸附:风速过高会造成氨逃逸,风速过低则会增加氨的吸附量,降低氨的利用率。
合理的风速设计能够使氨逃逸率和氨吸附量在一个合适的范围内。
二、scr脱硝催化剂风速设计原则1. 适应催化剂特性和床层结构催化剂的特性和床层结构是确定风速设计的重要因素。
通常来说,对于低比表面积的催化剂,需使用较高的风速,以保证床层中气体的有效流动;对于高比表面积的催化剂,风速可以适当降低,以避免过分剧烈的流动引起催化剂颗粒的破碎。
2. 控制氨逃逸和氨吸附合理的风速设计应能够有效控制氨的逃逸和吸附。
一般来说,风速过高容易造成氨的逃逸,而风速过低则容易导致氨的吸附,降低脱硝效率。
需要根据具体情况,确定一个适当的风速范围。
3. 确保气体混合均匀合理的风速设计应能够有效促使床层中气体的混合,以确保催化剂表面温度的均匀性。
电厂SCR脱硝系统上的催化剂一、背景我国目前氮氧化物的排放来自汽车、锅炉燃烧、工业生产等多方面。
其中2010年的统计数据表明,火电厂已成为NOX排放的最大污染源,约占排放总量的39.6%。
不同的燃料对NOX排放量的贡献不同,在各种燃料中,燃煤是NOX产生的最大来源,占各种燃料对NOX排放总量的66.9%.《国家环境保护“十一五”科技发展规划》中,电力行业脱硝被列入新型工业化过程中重点解决的环境科技问题,氮氧化物(NOX)的控制技术和对策则被列入区域大气污染物控制重点解决的环境科技问题。
催化剂的生产属于环保产业,在对环保产业的发展上,国家给予了积极鼓励的扶持政策。
在《国家环境保护“十一五”科技发展规划》中,“鼓励企业自主开展和国际科技合作的科技发展计划项目”,《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》中指示“积极发展环保产业”,“重点发展具有自主知识产权的重要环保技术装备和基础装备,在立足自主研发的基础上,通过引进消化吸收,努力掌握环保核心技术和关键技术”。
“推动环境科技进步”,“组织对污水深度处理、燃煤电厂脱硫脱硝、洁净煤、汽车尾气净化等重点难点技术的攻关,加强高新技术在环保领域的应用”。
这些政策给环保产业创造了宽松的发展环境并指明了环保产业的发展方向,同时对如何建立催化剂生产线具有一定的指导作用。
对催化剂的需求源自氮氧化物的控制需求。
我国火电厂氮氧化物的排放控制刚刚处于起步阶段,随着国家标准的逐渐变严,越来越多的火电厂将面临着必须脱硝的严峻任务。
氮氧化物对人体健康和环境都有很大的危害。
对人体的直接危害最大的是NO2,它能破坏呼吸系统,引起支气管炎和肺气肿。
对环境的危害主要是能够形成“光化学烟雾”,从而对生态系统造成损害并对人体健康造成间接损害,此外氮氧化物也是造成酸雨污染的主要物质之一,因此必须对氮氧化物的排放进行控制。
氮氧化物(NOx)是在燃烧工艺过程中由于氮的氧化而产生的气体,它不仅刺激人的呼吸系统,损害动植物,破坏臭氧层,而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一。
世界各地对NOx的排放限制要求都趋于严格,而火电厂、垃圾焚烧厂和水泥厂等作为NOx气体排放的最主要来源,其减排更是受到格外的重视。
目前全世界降低电厂锅炉NOX排放行之有效的主要方法大致可分为以下四种:(1)低氮燃烧技术,即在燃烧过程中控制氮氧化物的生成,主要适用于大型燃煤锅炉等;低NOX燃烧技术只能降低 NOX 排放值的30~50%,要进一步降低NOX 的排放, 必须采用烟气脱硝技术。
(2)选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction ,SCR),主要用于大型燃煤锅炉,是目前我国烟气脱硝技术中应用最多的;(3)选择性非催化还原技术(SNCR,Selective Non-Catalytic Reduction),主要用于垃圾焚烧厂等中、小型锅炉,技术成熟,但其效率低于SCR法;投资小,建设周期短。
(4)选择性催化还原技术(SCR)+选择性非催化还原技术(SNCR),主要用于大型燃煤锅炉低NOx排放和场地受限情况,也比较适合于旧锅炉改造项目二、SCR简介1、SCR工作原理选择性催化剂还原法(Selective Catalytic Reduction)简称SCR,指在一定的温度和催化剂的作用下,以液氨或尿素作为还原剂,有选择性地与烟气中的氮氧化物反应并生成无毒无污染的氮气和水。
该技术可使用液氨或尿素为脱硝还原剂。
SCR脱硝工艺采用催化剂使氮氧化物发生还原反应,反应温度较低(300~450℃)。
其方法是,将还原剂喷入装有催化剂的反应器内,烟气通过催化剂与之产生化学反应进行脱硝。
此工艺的脱硝效率可达90%以上,是国内外电厂应用最多,技术最成熟的一种烟气脱硝技术2、SCR系统组成SCR脱硝系统主要由烟气系统、脱硝反应器、还原剂制备系统、电气控制系统等几部分组成。
3、SCR工艺流程①、燃煤锅炉烟气脱硝:锅炉—>省煤器—>脱硝反应器—>空预器—>除尘脱硫装置—>引风机—>烟囱②、工业窑炉烟气脱硝:窑炉—>余热锅炉前段—>脱硝反应器—>余热锅炉后段—>除尘脱硫装置—>引风机—>烟囱脱硝反应器通常设置在锅炉省煤器和空气预热器之间。
脱硝反应器入口与锅炉省煤器出口通过烟道连接,出口与空气预热器通过烟道连接,烟气由上至下垂直通过脱硝反应器催化剂层。
4、SCR反应过程①主反应NO+NO2+2NH3-->2N2+3H2O4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2—>3N2+6H2O②副反应2SO2+O2—>2SO35 、SCR的技术特点:SCR技术具有脱硝率高、氨逃逸低等显著特点,因此目前锅炉烟气脱硝措施中,由于SCR是最为成熟的商业性NOx控制处理技术,国内更多是采用SCR脱硝技术。
但该技术也有着明显的缺点,就是投资巨大、运行费用高昂。
此外,SCR技术需要的反应温度为300℃~450℃,在反应温度较高时,催化剂会产生烧结及(或)结晶现象;在反应温度较低时,催化剂的活性会因为硫酸铵在催化剂表面凝结堵塞催化剂的微孔而降低。
三、催化剂介绍1组成介绍: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)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2macute;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。
2、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脱硝工程应用的主流催化剂产品。
3、催化剂材料的选型催化剂型式可分为三种:板式、蜂窝式和波纹板式。
三种催化剂在燃煤SCR上都拥有业绩,其中板式和蜂窝式较多,波纹板式较少。
催化剂的设计就是要选取一定反应面积的催化剂,以满足在省煤器出口烟气流量、温度、压力、成份条件下达到脱硝效率、氨逃逸率等SCR基本性能的设计要求;在灰分条件多变的环境下,其防堵和防磨损性能是保证SCR设备长期安全和稳定运行的关键。
在防堵灰方面,对于一定的反应器截面,在相同的催化剂节距下,板式催化剂的通流面积最大,一般在85%以上,蜂窝式催化剂次之,流通面积一般在80%左右,波纹板式催化剂的流通面积与蜂窝式催化剂相近。
在相同的设计条件下,适当的选取大节距的蜂窝式催化剂,其防堵效果可接近板式催化剂。
三种催化剂以结构来看,板式的壁面夹角数量最少,且流通面积最大,最不容易堵灰;蜂窝式的催化剂流通面积一般,但每个催化剂壁面夹角都是90°直角,在恶劣的烟气条件中,容易产生灰分搭桥而引起催化剂的堵塞;波纹板式催化剂流通截面积一般,但其壁面夹角很小而且其数量又相对较多,为三种结构中最容易积灰的版型。
四、脱硝催化剂在电厂的应用的行业分析。
随着我国电力建设的迅速发展,大气和酸雨污染日益严重。
特别是近年来,大城市NOx 污染严重,区域性NOx 污染逐渐加剧;同时,酸雨污染呈现出新的特征: NO-3 的相对贡献在增加,由以硫型为主向硫酸和硝酸复合型转变。
其主要原因在于我国在控制SO2 排放的同时并没有有效地控制NOx 的排放。
2000 年,我国对《环境空气质量标准》进行了修改,这次修改淡化了NOx 的污染状况,导致放松和忽视了对NOx 排放的控制。
目前催化剂在国内市场上供不应求,市场上供应的基本都是国外产品,国产催化剂的研究与应用刚刚开始。
SCR系统资金投资大,一般都在数千万元的投入,其中催化剂的成本占脱硝工程总成本的40%左右。
基于脱硝催化剂在SCR 系统中的重要性及高回报率,催化剂生产成为烟气脱硝的一个重点, SCR催化剂具有很大的市场空间和良好的社会效益。
2000年4月29日第九届全国人民代表大会常务委员会第十五次会议修订通过的《中华人民共和国大气污染防治法》于2000年9月1日起施行。
其中第三十条明确规定“企业应当对燃料燃烧过程中产生的氮氧化物采取控制措施”。
第十三条规定“向大气排放污染物的,其污染物排放浓度不得超过国家和地方规定的排放标准”。
由于法律规定发电厂必须进行烟气脱硝,从法律上保证了烟气脱硝催化剂的市场。
火电厂多、市场较大资金、市场壁垒不以打破国家法律、政策支持市场竞争者较多火电目前是电力主要组成新兴能源日新月异。
2009年我国燃煤电厂的总装机容量已约为6.57亿千瓦,国家环保总局统计数据显示,2004年我国燃煤锅炉NOX排放量为665.7万吨,预计到2010年,该值将达到850万吨左右,在这样巨大的排放量下,已投入脱硝运行和正在实施脱硝项目的电厂微乎其微,随着国家对环境保护和可持续发展的重视,脱硝方面的环境法规、标准将越来越严,因此脱硝行业面临着一个巨大发展潜力的市场,相应地催化剂生产也面临着一个良好的前景。
根据对国内已建成项目、实施中项目、拟建项目的调查统计结果,可以推算出国内催化剂市场的需求情况。
中国火力发电厂脱硝催化剂需求总量及市场分析一览表目前火电脱硝工程造价在 90 元/KW 左右,具体价格视机组容量大小、脱硝效率要求高低、钢材价格等因素有异。