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低温新疆脱硝催化剂的研究进展

低温新疆脱硝催化剂的研究进展

发布日期:2021-11-25 00:00 来源: 点击:

跟着国家节能减排等战略的持续推动,燃煤电厂新疆脱硝催化剂的烟气脱硝技术已渐趋老练。大气治理中非电力工作份额逐步上升,而其间的部分工作排放的烟气温度较低,例如焦化、水泥、玻璃、工业锅炉、废物燃烧等工作,因此研讨高效的低温脱硝技术是现在脱硝工艺的重要方向。


现在商用催化剂主要是V2O5-WO3、MoO3 /TiO2,以TiO2为载体、V2O5为活性组分、WO3或MoO3为活性助剂,活性助剂的增加前进了催化剂的高低温活性并有用按捺副反应的发生。该催化剂归于中高温催化剂,活性温度窗口在300~400℃,在低于或高于此温度范围内,催化剂脱硝活性初步下降,并发生可逆/不可逆中毒失活,不能满意排放烟气温度在300℃以下工业的需求,若采用烟气再加热后脱硝的工艺,则会导致能源消耗增大。利用低温SCR脱硝能够将脱硝工艺放在除尘或脱硫工艺之后,减少烟尘对催化剂的磨损和中毒效应、防止烟气再加热,然后前进能效、节省运转本钱。因此,研讨高效的低温脱硝催化剂功用对低温脱硝工作有着十分重要的意义。


1低温催化剂研发方向


低温脱硝催化剂难点:


(1)脱硝活性低:脱硝催化剂活性一般跟着烟气温度的下降而下降,当温度低于200℃时,现有低温催化剂的活性较低,会构成脱硝功率不合格,还会导致氨逃逸超支等二次污染问题;


(2)抗硫中毒功用差:烟气中的SO2和SO3,会和催化剂活性位发生反应,导致活性位数量的减少以及脱硝功用的下降。


(3)堵塞中毒严重:烟气中的SO2经氧化构成的SO3会和NH3反应生成硫铵盐,附着在催化剂外表,构成催化剂活性位的覆盖,并且硫铵盐会进一步吸附烟气中的飞灰,加重堵塞,导致催化剂快速失活。


(4)水蒸汽耐受性差:低温SCR脱硝过程中,烟气中存在的水蒸气,会通过物理竞争吸赞同化学吸附搅扰反应,影响催化剂的脱硝功率。


低温SCR脱硝催化剂在选择性催化、使用寿命、功用安稳、催化作用等方面还处于研讨阶段。研讨过程中,SO2和水蒸汽对催化剂有必定的毒害作用,通过改善催化剂的制备办法、选择适合的催化剂活性成分和载体,前进催化剂的SO2和水蒸汽耐受性。因此,需在展开低温SCR脱硝催化剂抗水蒸汽、抗SO2功用上进行深入研讨。


1钒基低温催化剂技术发展


针对低温SCR脱硝,北京华电光大环境股份有限公司研发出华北电力大学国家生物质试验室,通过对催化剂理论分析、功用评价和试验表征,分析各组分赋存形状与催化剂功用之间的联系,解释催化剂抗中毒机理,成功地研发出高效的低温平新疆脱硝催化剂板式钒基脱硝催化剂。


1.1技术突破点


(1)优化催化剂配方:通过理论核算和试验研讨,开宣告不易发生活性中心硫酸化的催化剂配方。


(2)控制前驱物和负载量,改善制备办法。


(3)改善助剂配方和制备工艺:改善助剂与活性组分之间的交互作用,构成按捺SO2氧化的结构,防止硫酸氢铵在催化剂外表的沉积。


1.2优势


(1)低温下脱硝活性高


在150-280℃温度区间内都具有出色的催化活性:(a)通过调整加工办法优化了催化剂孔结构,适合的孔结构前进了氧气的扩散,增加了氧分子的吸附。(b)配方优化,增加了晶格缺点,增加了晶格氧(O2-),前进了反应氧的量。(c)通过催化剂的酸化,增加酸性位,尤其是增加B酸的酸位,有利于进一步增加化学吸附氧。


图1 低温催化剂与常规催化剂脱销功率比较


(2)抗低温硫中毒才干强


从下降二氧化硫氧化率和减少硫酸氢铵生成两方面入手,前进催化剂的抗SO2、H2O中毒才干,减少使用寿命周期内的催化剂的再生频率,下降硫铵的生成。


图2 抗低温硫中毒才干研讨


低温催化剂经半工业化试验验证,在烟气温度150℃烟尘主要为钾盐和钠盐的条件下,连续运转三个月仍然坚持有较高的脱硝功率(80~90%)和抗碱中毒功才干。一起,华电光大致力于低温区、抗堵塞、抗中毒SCR脱硝催化剂的研发,具有完全自主知识产权和专利群,并在2019年荣获国家科学前进二等奖和教育部科学技术前进一等奖。


低温脱硝催化剂适用范围广,在150-280℃的温度区间内能坚持较好的活性;SO2转化率极低,硫铵盐生成量低;需用反应器体积小,初出资少;可针对客户所供给的烟气参数量身定制Z佳催化剂计划,开宣告适用于焦炉、水泥、玻璃、烧结机、工业锅炉等工作的脱硝系统


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