低温SCR催化剂课件资料

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脱硝SCR法(中低温)

脱硝SCR法(中低温)

脱硝SCR工艺介绍第一章脱硝技术介绍SCR 脱硝系统是利用催化剂,在一定温度下,使烟气中的NOx 与氨气供应系统注入的氨气混合后发生还原反应,生成氮气和水,从而降低NOx 的排放量,减少烟气对环境的污染。

其中SCR 反应器中发生反应如下:4NO + 4NH3 + O2催化剂4N2 + 6H2O (1)6NO2 + 8NH3催化剂7N2 + 12H2O (2)NO + NO2 + 2NH3催化剂2N2 + 3H2O (3) SCR 脱硝工艺系统可分为氨水储运系统、氨气制备和供应系统、氨/空气混合系统、氨喷射系统、烟气系统、SCR 反应器系统和废水吸收处理系统等。

其中由氨水槽车运送氨水,氨水由槽车输入储氨罐内,并依靠氨水泵将储氨罐中的氨水输送到氨水蒸发罐内蒸发为氨气,与稀释风机鼓入的稀释空气在氨/空气混合器中混合后,送达氨喷射系统。

在SCR 入口烟道处,喷射出的氨气和来自焦炉出口的烟气混合后进入SCR 反应器,通过两层催化剂进行脱硝反应,最终通过出口烟道回至余热锅炉,达到脱硝的目的。

第二章方案编制输入条件1. 概述1.1 编制依据(1) 中华人民共和国国家标准GB 16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》和临汾大气污染防治文件。

(2) 中华人民共和国的有关法律、法规、部门规章及工程所在地的地方法规;(3) 现行有关的国家标准、规范,行业标准、规范及自治区级有关标准、规范;(4)业主提供的设计资料。

1.2 主要设计原则(1)选择符合环保要求的最经济合适的烟气脱硝工艺方案,烟气脱硝系统不能影响系统正常运行;(2)烟气脱硝工程尽可能按现有设备状况及场地条件进行布置,力求工艺流程和设施布置合理、操作安全、简便,对原机组设施的影响最少;(3)对脱硝副产物的处理应符合环境保护的长远要求,尽量避免脱硝副产物的二次污染,脱硝工艺应尽可能减少噪音对环境的影响;(4)脱硝工程应尽量节约能源和水源,降低脱硝系统的投资和运行费用;(5)脱硝系统年运行小时数按8000小时,脱硝系统可利用率98%以上;(6)SCR装置按反应器出口NO x含量150mg/Nm3以下达到环保要求。

低温SCR脱硝技术

低温SCR脱硝技术
低温SCR脱硝技术
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
• 引言 • 低温SCR脱硝技术原理 • 低温SCR脱硝技术应用 • 低温SCR脱硝技术发展前景 • 结论
目录
CONTENTS
01
引言
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
催化剂的载体通常为陶瓷材料,如Al2O3、SiO2和ZrO2等,它们能够提供足够的表 面积和稳定性,支持催化剂活性成分的分散和附着。
03
低温SCR脱硝技术应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
应用领域
01
02
03
电力行业
适用于燃煤、燃气和燃油 发电厂,以及工业锅炉和 窑炉等。
THANKS
感谢观看
该反应是选择性催化还原反应,只有 在合适的温度和催化剂的作用下才能 发生。
主要的化学反应方程式为:4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O。
催化剂的作用
催化剂是低温SCR脱硝技术的核心组成部分,它能够加速化学反应的速率,降低反 应温度。
催化剂的活性成分通常是金属氧化物或混合金属氧化物,如V2O5、WO3和TiO2等。
将低温SCR脱硝技术应用于更多的工业领域,如钢铁、电力、化工等,扩大技术的应用范 围。
加强低温SCR脱硝技术的国际合作与交流
通过国际合作与交流,推动低温SCR脱硝技术的全球推广和应用。
技术发展对环境的影响
减少氮氧化物的排放
低温SCR脱硝技术的应用将有效减少氮氧化物的排放,减轻对环 境的污染。
提高空气质量

SCR脱硝高温型和低温型催化剂

SCR脱硝高温型和低温型催化剂

SCR脱硝高温型和低温型催化剂按工作温度不同催化剂分为高温型和低温型。

高温型催化剂以TiO2、V2O5为主要成分,适用工作温度为280~400℃,适用于燃煤电厂、燃重油电厂和燃气电厂。

低温型催化剂以TiO2、V2O5、MnO 为主要成分,适用工作温度为大于180℃,已用于燃油、燃气电厂,韩国进行了燃煤电厂的工业应用试验。

SCR低温催化剂可分为4类:贵金属催化剂、分子筛催化剂、金属氧化物催化剂和碳基材料催化剂。

1 贵金属催化剂贵金属催化剂优点为具有较为优良的低温活性,缺点是生产成本高,同时催化剂易发生氧抑制和硫中毒等。

该类催化剂通常是采用Pt、Rh、Pd 等贵金属,以氧化铝等整体式陶瓷作为载体的催化剂,是SCR 反应中最早使用的催化剂,在20世纪70年代就已经作为排放控制类的催化剂而得到发展,但因易发生氧抑制和硫中毒等缺点,因此,在上个世纪八九十年代以后逐渐被金属氧化物类催化剂所取代,现阶段仅应用于天然气燃烧后尾气中以及低温条件下NO 的脱除。

在贵金属催化剂中,对Pt 的研究较为深入,化学反应过程为NO 在Pt的活性位上脱氧,然后碳氢化合物再将Pt-O还原。

Pt催化剂效率高,但其有效温度区间较窄限制了它的应用。

Kang M 等对1%(质量分数,下同)Pt /A12O3、20%Cu/A12O3及1%Pt+20%Cu/A12O3 3 种催化剂的活性作了对比研究试验。

实验结果表明,在3种催化剂中,Pt/A12O3催化剂的活性最高,并且水的存在会降低催化剂的活性及NO的氧化率。

他们采用Pt/A12O3和Cu/A12O3制备了双层催化剂,在O2存在情况下,Pt/A12O3首先促使NO氧化成NO2,而Cu/A12O3随后促进催化NO2脱除,以上2 种活性成分协调分工使得双层催化剂显著提高了SCR 的活性。

在200℃反应环境温度以下,双层催化剂的脱硝率大于80%。

SekerE等采用溶胶-凝胶法制备2%Pt/A O 催化剂,在150℃时NOx 转化率最高可达到99%,但当温度高于350℃时由于一些含氮物质氧化生成NO 和NO2,转化率则出现负值。

SCR技术介绍ppt课件

SCR技术介绍ppt课件
器的旁路
29
四、SCR技术介绍-催化剂选择
2020/3/26
30
Forming of Ammonium-Sulphate
四、SCR技术介绍-催化剂选择
1,05
Relative Activity K/K0 [-]
1,00
0,95
0,90
0,85 0
5
10
15
20
25
30
35
H2O Concentration [Vol%]
25
四、SCR技术介绍-催化剂选择
相对活性
催化剂失活的主要原因
1
化学钝化 砷中毒 碱金属中毒 磷中毒 SiF4 / SiO2中毒
机械钝化 堵塞 小颗粒沉积
0
0
5000 10,000 15,000 20,000 25,000
运行时数
26
四、SCR技术介绍-催化剂选择
SO2向 SO3 氧化
- 几乎极大部分催化剂的配方中都含有五氧化二 钒以加强反应性。
- 钒也是SO2 氧化成SO3的催化剂 - SO3 和 NH3 的存在会导致形成氨盐 - 增加的SO3 会增加 H2SO4 形成的可能性 - 腐蚀
与酸雾“蓝”羽形烟
27
四、SCR技术介绍-催化剂选择
2,2
2
SO2/SO3 Conversion Rate [%]
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
板式 蜂窝式
1992-1993
1995-1998
1999
17
四、SCR技术介绍-催化剂选择
烟气条件 流量 烟气温度 组成: H2O, NOx, O2, SO2 含尘量 (间距, 磨损)

低温SCR技术

低温SCR技术

低温SCR工业锅炉脱硝技术包括低温SCR催化剂配方与蜂窝状整体催化剂成型技术、工业锅炉SCR装备设计和系统模拟技术、SCR脱硝系统控制技术和工程安装技术。

该成套技术隶属于环境工程所属领域,可以应用于工业锅炉、冶金烧结炉、化工裂解炉等水泥和玻璃窑炉等窑炉的NOx排放控制,也应用于硝酸生产、己内酰胺生产以及酸洗等工业过程,该项技术填补了我国低温SCR技术空白。

北京工业大学针对大气污染控制领域的重大需求,在五年前就开始对锅炉脱硝的原理、工艺技术、发展和应用工程范例的深入研究,在掌握和分析大量文献的基础上,提出开发适合工业锅炉脱硝的低温SCR催化剂和其工艺技术。

经过几年的努力工作,我们成功的掌握了低温SCR催化剂的配方技术和蜂窝状整体催化剂成型技术,并在燃煤锅炉、LED玻璃窑炉和钛板酸洗废气等领域完成了四项脱硝系统工程的建设,结果表明该系列技术具有比较高的脱硝性能和技术经济性。

北京工业大学开发的低温SCR催化剂具有很好的低温活性,在160℃时,NO的转化率为80-97%,在大部分配方的催化剂上,160℃的NO净化率为90以上。

如此高活性的SCR催化剂尚未见文献报道。

该技术的创新点是:(1)利用TiO2的修饰技术,提高了V2O5-W/TiO2 催化剂的低温活性,使之可以用于工业锅炉等脱硝工程;(2)采用具有自主知识产权的成型配方技术,可以生产各种规格的SCR催化剂; (3) 避免使用尿素分解炉,降低的脱硝设备的投资。

该技术生产SCR催化剂的性能指标为:脱硝效率:>80%;SO2氧化率:<1% 催化剂层压降:(300~700Pa)2层;氨逃逸率:<5 mg/Nm3;催化剂寿命:28000小时;工作温度:165~380 ℃;空速:3000-6000 h-1;接触时间:200ms。

低温SCR技术的开发2.1 燃煤电站SCR技术原理目前世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种。

SCR低温脱硝催化剂

SCR低温脱硝催化剂

SCR低温脱硝催化剂一、技术背景我国烟气脱硝市场中,选择性催化还原(SCR)技术是电站锅炉NOX排放控制的主要技术,SCR反应的完成需要使用催化剂.目前商业上应用比较广泛的是运行温度处于320—450℃的中温催化剂,因此催化还原脱硝的反应温度应控制在320— 400℃。

当反应温度低于300℃时,在催化剂表面会发生副反应,NH3与S03和H20反应生成(NH4)2S04或NH4HSO4减少与NOx的反应,生成物附着在催化剂表面,堵塞催化剂的通道和微孔,降低催化剂的活性。

另外,如果反应温度高于催化剂的适用温度,催化剂通道和微孔发生变形,从而使催化剂失活。

因此,保证合适的反应温度是选择性催化还原法(SCR)正常运行的关键。

由于电站锅炉在大气温度较低和低负荷运行时,烟气温度会低于SCR适用温度。

由于锅炉设计方面的原因,在低气温和低负荷条件下亚临界和超高压汽包锅炉烟气温度的缺口可以达到20℃以上,比直流和超临界锅炉更大,此时SCR停运,烟气排放浓度将不能满足国家环保要求。

我国目前尚没有成熟的低温SCR脱硝技术,需要使用复杂的换热系统才能应用SCR脱硝增加了能耗和设备投资,因此面临着艰巨的NOX减排困难.根据环保部《火电厂大气污染物排放标准》是国家强制标准,火电厂在任何运行负荷时,都必须达标排放。

脱硝系统无法运行导致的氮氧化物排放浓度高于排放限值要求的,应认定为超标排放,并依法予以处罚.目前全工况脱硝技术已经成熟,火电厂现有脱硝系统与运行负荷变化不匹配、不能正常运行、造成超标排放的,应进行改造,提高投运率和脱硝效率。

二、技术现状SCR低温脱硝催化剂,是洛阳万山高新技术应用工程有限公司为了解决汽包锅炉某些工况烟气温度过低和SCR低负荷运行时,导致SCR脱硝无法正常运行的技术难题,该技术是结合现有SCR脱硝工艺,从而实现SCR低温脱硝催化剂低温脱硝,SCR低温脱硝催化剂最为简单有效,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。

低温SCR脱硝催化剂介绍--上海瀚昱环保2012

低温SCR脱硝催化剂介绍--上海瀚昱环保2012

150×150 150×150 150×150 150×150 150×150 150×150 150×150 150×150 150×150 150×150
6.35 6.0 5.55 5.30 4.85 4.35 3.75 3.2 2.9 2.56
1.0 1.0 0.9 0.65 0.85 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4
十、瀚昱蜂窝式低温SCR脱硝催化剂规格
孔数 (个) 横截面尺寸 (mm2) 内孔径 (mm) 壁厚 (mm) 接触面积 (m2/m3) 节距 (mm) 最大长度 (mm)
HIYO E-P M TER L U A IA
适用范围
20×20 21×21 23×23 25×25 26×26 30×30 35×35 40×40 45×45 50×50
451 470 522 589 577 696 816 920 1044 1137
7.35 7.0 6.45 5.95 5.7 4.95 4.25 3.7 3.3 2.96
1000 1000 1000 700 1000 800 700 1000 700 800
高灰 高灰 高灰 低灰 低灰 低灰 天然气 天然气 天然气 天然气
标准气体及钢瓶减压阀 99.999%N2,99.99%NO, 99.999%SO2,99.999%NH3
八、瀚昱低温SCR脱硝催化剂性能检测
Ø
HIYO E-P M TER L U A IA
脱硝效率测试结果: 温度 (℃) 效率 (%)
100
125
150
175
200
225
250
275
65.4
78.7
八、瀚昱低温SCR脱硝催化剂性能检测
Ø

低温SCR脱硝技术ppt课件

低温SCR脱硝技术ppt课件
12
SCR催化剂反应器形式和安装位置SCR反Biblioteka 器安装在预热器之后13
缺点: 固定投资大,设备比较复杂,使用催化剂 优点: 脱硝效率可以达到90%以上,可以满足更严格的排放标准 可以按照排放标准和原排浓度设计NH3/NOx值,比值低,可 以低于0.9, 一般不大于1. 运行成本较低
14
应用于电站锅炉的SCR系统与技术
特点: 排烟温度较高, 工况稳定 烟尘含量高 催化剂工作温度 380-400℃ 成熟的SCR工艺 需要尿素分解炉 用户单位资金充裕, 投资大
不具有自主的知识产权
15
工业锅炉的脱硝遭遇到的困难:
关键障碍
特点 排烟温度低, 省煤器之后 150-180 ℃ 低温脱硝催化剂 运行工况不稳定
旧锅炉的场地有限, 情况复杂 引高温烟气则破坏热量衡算, 耗能提高, (如使用电厂 SCR技术) 用户资金紧张, 不愿意多投资
无机原料 成型助剂
捏合
陈化冷却
真空练泥
高温焙烧
干燥
挤出成型
陈腐
最终成型
19
北京工业大学的SCR催化技术
SCR催化工程技术开发
云南钛业酸洗线氮氧化物净化系统
20
北京工业大学的SCR催化技术
SCR催化工程技术开发
4
相关标准
颁布年代 1985
排放标准
《水泥工业污染物排放标准》 GB4915-85
NOx限值 mg/m3 无限制
1996 2004 2010 2003 2012
《水泥厂大气污染物排放标准》
800
GB4915-1996
《水泥工业大气污染物排放标准》
800
GB4915-2004
《水泥工业大气污染物排放标准》 550(新建水泥窑) DB44/818-2010(广东)

SCR基本介绍PPT课件

SCR基本介绍PPT课件
• 目前世界上对于催化剂可以分为3类:蜂窝式 催化剂,板式催化剂,波纹板式催化剂。
.
14
序 号
名称
基材
适用灰尘浓度 (g/Nm3)
主要生产 厂家

1
蜂窝式 催化剂
Honeycomb
体 挤 压 成

≤50
江苏龙源 Cormetech 触媒化成
Agillon
SK 东锅凯特瑞
2
板式催化 剂
Plate
不 锈 钢 网
– 3.4 氨水还原剂的特点
– 1.4 SCR基本化学反应原理 • 4.本公司脱硝工艺的技术特点
– 1.5 SCR基本布置方案
– 4.1 脱硝工艺的技术特点
• 2.催化剂相关专题
– 2.1 催化剂的基本介绍 – 2.2 催化剂的中毒机理
– 4.2 主要技术专利
• 5.工艺系统介绍
– 5.1 烟气系统 – 5.2 声波吹灰系统
• NOx的危害 • NOx对人体的致毒作用; • NOx对植物的损害作用; • NOx在大气中积累,造成环境酸化,是形成酸雨、酸雾的重要原因; • NOx与碳氢化合物形成光化学烟雾,造成二次污染; • N2O造成高层大气污染,参与臭氧层的破坏。
.
4
1.2 烟气脱硝工艺
• 目前国内外应用的最为成熟和广泛的烟气脱 硝技术主要有两种:一是选择性催化还原技 术(简称SCR);二是选择性非催化还原技术 (简称SNCR)。
• 系统相对复杂 • 能耗相对高 • 初期设备投资相对高 • 安全性很高,特别是位于人口密集区的电厂
.
24
3.4 氨水还原剂的特点
• 系统简单 • 能耗相对高 • 安全性高 • 单位体积氨气所需原料最大,储存和运输成本最高

低温催化剂

低温催化剂

SCR烟气脱硝技术存在的问题

基于上述原因,研究和开发具有低温(<l50℃)活性的 SCR催化剂具有重要的经济和实际意义,并得到国际 上许多研究工作者的重视。低温SCR反应器可直接配 置于除尘或脱硫床之后,这具有以下优点: (1)便于与现有锅炉系统匹配,而不对其它相关装置 产生大的影响; (2)避免飞灰中的K,Na,Ca,As(砷)等微量元 素对催化剂的污染或中毒,缓解SO2引起的催化剂失活 和催化剂寿命减少; (3)避免了许多情况下对烟气的预热,节省了能量消 耗和增加装置的费用。
低温SCR反应机理研究

反应过程机理如下:
6
二 氧 化 硫 对 低 温 S C R 催 化 剂 的 影 响
二氧化硫对低温SCR催化剂的影响

尽管低温SCR系统是放置于脱硫或除尘装置之后的, 但是烟气中的二氧化硫并没有被完全去除,该工艺段 的烟气中仍然会含有低浓度的残余SO2,因此研究SO2 对低温SCR工艺的影响尤其是对低温SCR催化剂活性的 影响是非常有必要的,SCR催化剂的低温抗SO2毒化性 能是其能否实现工业化应用的关键。
低尘烟气SCR(Low- Dust SCR)

SCR反应器置于静电除尘器之后,脱硫装置之前。

优点:减少烟尘对SCR催化剂的磨损和毒化作用,延
长催化剂的使用寿命。

缺点:1.要求在SCR床前需配置高温静电除尘器(或者
布袋除尘器); 2.经过除尘后的烟气中的SO2并没有除去,它和 烟气中的NH3反应生成硫酸氨而发生堵塞的可能性仍然 存在。
SCR烟气脱硝技术研究现状

目前用于SCR反应的还原剂主要有氨(气态氨和 尿素)、碳氢化合物和CO,脱除固定源(如电厂 和工业锅炉)排放的NO使用较多的工艺是以氨 气作还原剂的SCR工艺。

低温scr及湿法脱酸

低温scr及湿法脱酸
循环泵
循环泵使用双相不锈钢合金或橡胶内衬。因中和用的 NaOH 从泵的吸入侧注 入,所以不会产生腐蚀。其主要技术规格参数如下:
冷却液循环泵 数量:8 台(4 用 4 备) 流量:560m3/h 扬程:30m
减湿液循环泵 数量:8 台(4 用 4 备) 流量:495m3/h 扬程:35m
湿法塔系统的控制 主要的控制:盐浓度控制、水位控制、PH 值控制、脱酸塔出口烟气温度控 制、氢氧化钠稀释控制。
4.3.3.7 低温 SCR 脱硝反应系统 (1)概述 选择性催化还原(SCR)是指在 O2(氧气)和非均相催化剂存在条件下, 用还原剂 NH3(氨气)将烟气中的 NO(锘,有放射性) 还原为无害的 N2(氮气)和水的工艺。烟气中 O2 的存在能促进反应,是反应系
统中不可缺少的部分。 SCR 脱硝的还原剂主要是氨,氨水由蒸发器蒸发后喷入系统中,在催化剂(本
及 SCR 系统)。该储罐配有泄漏报警,呼吸阀,液位计和顶部液位满溢开关以及
顶部压力变送器。
氨水加注泵单元
氨水加注泵单元的主要功能是从氨水槽罐车中将氨水泵送入储罐。该模块主
要设备为自吸式离心泵,其技术规格参数如下:
离心泵
数量:
1台
额定流量:
25m3/h
扬程:
28m
功率:
4kW
氨水输送泵单元(TPU-C) 氨水输送泵单元(TPU)将 20%氨水从氨水储存区加压输送至 SCR 反应器计 量分配单元,该单元主要设备为 2 台离心泵,1 用 1 备。
吸收减湿部 在冷却部冷却及吸收酸性烟气后,为了进一步提高吸收效果,在吸收减湿部 进行酸性烟气吸收及减湿。被吸收了有害气体的烟气从除雾器均匀地流入填充层。 吸收冷水循环液由液体分散器变成喷淋状,均匀地经过填充层流下,进行气 体-液体接触,烟气被冷却。材质方面,吸收部本体是树脂衬层,填充物采用聚 丙烯制造,是耐腐蚀的结构。

低温SCR介绍

低温SCR介绍

低温SCR脱硝系统1. SCR反应原理选择性催化还原(SCR)法,即在装有催化剂的反应器内用氨作为还原剂来脱除氮氧化物。

烟气中的氮氧化物一般由体积相对浓度约95%的NO和5%的NO2组成。

脱硝反应按照下面的基本反应转化成分子态的氮气和水蒸气。

SCR主要反应方程式如下:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O上面第一个反应是主要的,因为烟气中几乎95%的NO X以NO的形式存在。

图7.6.2-1 SCR脱硝反应示意图以尿素为还原剂的SCR主要反应方程式如下:NH2CONH2 + H2O →2NH3 + CO24NO + 4NH3 + O2→4N2 + 6H2O2NO2 + 4NH3 + O2 →3N2 + 6H2ONO + NO2 + 2NH3→2N2 + 3H2O2. 低温SCR反应原理常规SCR(选择性催化还原法)脱硝催化剂的反应温度窗口300~400℃,低温脱硝反应温度区间为160℃~200℃,属于低温脱硝范畴。

该催化剂具有催化反应温度窗口宽、SO2转化率和NH3逃逸率低、抗硫性好、脱除效率高、比表面积大、结构强度高、寿命长等特点。

低温SCR脱硝反应主要工艺流程如下:经过除尘及脱硫后的焚烧炉烟气在经过蒸汽换热器加热后,温度被加热至160~200℃左右。

烟气与设置在低温SCR 反应器进口前的喷尿素格栅喷出来的尿素在静态混合器里进行充分混合,然后混合好的烟气从低温SCR反应器进口进入,经过烟气均流板进入低温SCR反应区与中低温催化剂进行SCR脱硝反应,脱除NOx后的烟气温度大约为160~200℃,NOx浓度≤80mg/Nm3,从低温SCR反应器出口排放至烟囱。

当系统运行一定时间后,为了使催化剂活性稳定(防止催化剂表面沉积较多粘稠状硫酸氢铵),可采用再生热解析系统对催化剂进行离线再生。

离线热解析系统利用热风炉加热得到350~400℃左右的热风,热风通过SCR系统,将SCR 催化剂中沉积的硫酸氢氨吹脱。

SCR低温催化剂

SCR低温催化剂

SCR低温脱硝催化剂在国家科技部基金项目的支持下,上海瀚昱环保材料有限公司利用自主研发的技术,设计并制造均质的MnOx-CoOx(CeOx)/TiO2蜂窝催化剂和堆垛式棒状催化剂,应用于低温SCR脱硝工艺中。

催化剂的适应温度为130℃~260℃。

最高脱硝效率可达90%以上。

低温催化剂的特点:低温SCR脱硝催化装置布置于锅炉或工业炉的尾部,具有以下优点:(1)布于地面上,受空间和管道的局限性小,易于与锅炉系统匹配,对其它相关装置影响小,建筑成本低,反应器材料耐温要求低,因此,脱硝装置总体成本可大幅度下降。

特别适用于现有的电厂脱硝改造。

(2)由于其位于除尘装置之后,因此烟气具有低温、低尘(或低硫)的特性,解决了催化剂的堵塞、磨损等问题,维护成本降低,使用寿命提高。

(3)减轻飞灰中的K、Na、Ca、As等微量元素对催化剂的污染或中毒,若在脱硫之后还可缓解SO2引起的催化剂失活等问题。

根据烟气条件可以对催化剂形式和反应器结构进行不同的设计。

本公司低温催化剂的结构有蜂窝式、三叶圆筒式、棒状、粒状等多种形式。

布置方式有两种堆垛横向式和蜂窝式。

其中堆垛横向反应器由反应器箱体和高活性催化剂组成,烟气经过堆垛横向反应器处理可使氮氧化物排放值小于10~50ppmv,氨逃逸小于5~10ppmv。

该系统为管道末端技术,由于采用低温下高活性的催化剂,可以方便安装在烟囱的前部,避免对前端设备及运行操作方面所产生的消极影响。

独特的布置方式方便催化剂的在线再生处理。

该系统可用于去除硝酸、己内酰胺制造厂以及燃气涡轮机、燃煤锅炉、垃圾焚烧炉、发动机尾气中的氮氧化物。

脱二恶英催化剂城市生活垃圾焚烧处理方法目前已成为各国处理废弃物最主要的和最有效的技术之一。

垃圾焚烧处理不但能将垃圾变废为宝,汽电共生使能量资源得到再生利用,而且能减少约90%的废物体积。

但是,焚烧过程中不可避免地会产生大量的污染物,如颗粒物、酸性气体、重金属以及二恶英。

SCR催化剂简介

SCR催化剂简介

SCR脱硝系统,主要是在催化剂作用下,还原剂NH3在相对较低的温度下讲NO和NO2还原成,而几乎不发生NH3的氧化反应,从而提高了脱硝效率,减少了NH3的消耗。

SCR系统由氨供应系统、氨气/空气喷射系统、催化反应系统以及吹灰系统等组成,催化反应系统中的催化剂是SCR工艺的核心。

目前商业上应用比较广泛的是运行温度处于320~450℃的中温催化剂,该催化剂以TiO2为载体,上面负载钒、钨和钼等主催化剂或助催化剂。

SCR催化剂生产工艺通常将催化剂固定在不锈钢板表面或制成蜂窝陶瓷状,形成了不锈钢波纹板式和蜂窝陶瓷的结构形式。

板式催化剂的生产过程为,将催化剂原料(载体、活性成分与助催化剂)混合后均匀地碾压在不锈钢板上,切割并压制成带有褶皱的单板,煅烧后组装成模块,便于安装和运输。

蜂窝式催化剂的主要生产步骤为,将催化剂原料混合均匀,通过挤出成型设备按所要求的孔径制成蜂窝状长方体,进行干燥和煅烧,再切割成一定长度的蜂窝式催化剂单体,组装成模块。

SCR催化剂重要指标1、温度活性。

催化剂的活性温度范围是最重要的指标。

反应温度不仅决定反应物的反应速度,而且决定催化剂的反应活性。

如V2O5-WO3/TiO2催化剂,反应温度大多设在280~420℃之间。

如果温度过低,反应速度慢,甚至生成不利于NOx 降解的副反应;如温度过高,则会出现催化剂活性微晶高温烧结的现象。

2、几何参数○1节距。

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:P=d+t。

对平板和波纹式催化剂,如板与板之间宽为d,板的厚度为t,则:P=d+t○2比表面积。

比表面积是指单位质量催化剂所暴露的总表面积,或用单位体积催化剂所拥有的表面积来表示。

2.3孔隙率和比孔体积。

孔隙率是催化剂中孔隙体积与整个颗粒体积之比。

比孔体积则指单位质量催化剂的孔隙体积。

2.4平均孔径和孔径分布。

通常所说的孔径是由实验室测得的比孔体积与比表面相比得到的平均孔径。

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低温SCR催化剂催化剂是SCR技术的核心,其中MMNOx/TiO2、MNOx-CeO2/TiO2,MNOx/AI2O3、CuO/Tio2等在中低温范围内都表现良好的脱硝活性。

研究表明,以锰铈氧化物为活性组分的催化剂具有较高的催化活性和N2选择性,是低温SCR催化剂研究的焦点。

活性组分催化剂的活性组分在低温SCR反应过程中,对反应物的吸附以及电子传递起着至关重要的作用,直接决定着反应能否顺利进行,影响着催化活性和N2选择性的高低。

常见的低温SCR催化剂活性组分主要有活性氧化锰和二氧化铈二种。

活性氧化锰MNOx的晶格中含有大量的活性氧,能有效促进低温SCR脱硝反应的进行。

常见的锰的氧化物主要有MnO2、Mn2O3、M3O4和Mn5O8等,它们在SCR脱硝反应中的作用各不相同。

Kapteijn等研究发现MnO2催化剂具有较好的低温活性,而Mn2O3则具有较高的N2选择性。

锰氧化物的催化活性顺序为:MnO2>Mn5O8>Mn2O3>Mn3O4。

研究发现,虽然纯的MNOx低温活性较高,但其N2选择性较差,且易受烟气中SO2和H2O的影响导致催化剂中毒。

通常将MNOx与其他氧化物结合,制备双金属或复合氧化物催化剂,以提高催化剂的活性和N2选择性,延长催化剂的使用寿命。

二氧化铈CeO2在低温SCR反应中具有良好的活性,在催化加入Ce元素,可提高催化剂的储氧能力,从而提高催化剂的活性。

贺泓等通过浸渍法制备了Ce/TiO2催化剂并考察了反应性能。

吴忠标等通过溶胶-凝胶法在MNOx/TiO2中添加Ce元素制备了MNOx-CeO2/TiO2催化剂,研究发现Ce的添加有助于提高NO的转换率。

顾婷婷等研究硫酸化改性后CeO2催化剂活性。

前人研究表明,CeO2具有较强的表面酸性和储存氧的能力,可以促进NH3在催化剂表面的活化和吸附。

催化剂载体载体是催化剂成型的关键,良好的催化剂载体不仅可以促进底物的吸附,提高催化活性,而且有助于催化剂的规模化生产和工业应用。

低温SCR催化剂的载体主要有二氧化钛、氧化铝活性炭、沸石分子筛等。

二氧化钛TiO2是常见的催化剂载体,不易被酸化,且能提高低温SCR催化反应的活性、N2选择性和抗硫性。

TiO2通常有锐钛矿、金红石和板钛矿三种晶型,其中锐钛矿型TiO2常被用来选作脱硝催化剂的载体。

Qi等将Mn、Cu、V、Fe等过渡金属负载在TiO2上考察催化剂的活性,其中通过浸渍法把Mn负载在TiO2上的催化剂活性较好。

吴忠标采用溶胶-凝胶法制备了Mn/TiO2催化剂并用Fe、Cu、Zn、V等过渡金属对其进行改性,结果表明,催化剂活性在150度时均能达到95%以上。

徐文青等通过浸渍法制备了Ce/TiO2催化剂,在275-400度之间具有优良的SCR活性,同时该催化剂还具有较高的抗水、抗硫性能。

活性炭活性炭具有较高的比表面积和孔隙结构,是一种常见的吸附剂,同时还是良好的催化剂载体,具有来源丰富、价格低廉、容易再生等特点。

Calvez等研究了钒负载在活性炭上催化剂的性能,发现钒负载后的活性面料催化剂表面酸性点位有一定程度的提高,并且V2O5负载后催化剂的NH3化学吸附能力更强。

An等制备贵金属Pt负载的活性炭催化剂在170-210度时NO的转化率超过90%,并且该催化剂表现出极好的抗水性能,4%H2O存在的条件下NO的转化率没有明显的改变。

沸石分子筛沸石具有一定的SCR活性,但是难以阻挡烟气中的水汽,容易导致催化剂失活。

研究得出沸石分子筛有助于促进SCR催化剂反应的进行。

研究发现通过共浸渍法、离子交换浸渍法制备的Fe-ZSM-5催化剂在SCR反应过程中展现出极好的活性,并且有研究者提出共浸渍法法是最有效地制备方法。

氧化铝AI2O3的热稳定性较高,有利于NOx的吸附和还原,因此AI2O3是较理想的低温SCR催化剂载体。

通过浸渍法制备的MNOx-CeO2/AI2O3催化剂,发现该催化剂具有较大的比表面积、孔容和高浓度的羟基,催化活性随温度的升高而增加,在160度时NO去除率达到98%。

利用浸渍法制备Zr-Mn-Fe/AI2O3催化剂,该催化剂稳定性高、低温催化活性强,在180度时NO的去除率可达到98%左右,是一种低温SCR催化剂,但抗硫性能较差。

催化剂的改性离子掺杂可以有效的缓解催化剂烧结的现象,促进催化剂活性的提高。

研究表明Ca掺杂对SCR催化剂的活性有一定的抑制作用,但同时Ca掺杂对N2O生成的抑制更大,从而促进了催化剂的N2选择性,所以Ca掺杂对催化剂整体性能提升有良好的帮助。

Phil等研究发现适当的Se、Sb、Cu、S掺杂有利于V2O5/TiO2催化活性的提高,在150-400度时,2%的Sb掺杂的V2O5/TiO2催化剂活性最好,同时Sb掺杂的催化剂在有水存在的条件下抗硫性能相对较好。

研究发现低温状态下Cu掺杂可以提高以沸石分子筛为载体的催化剂活性。

把Fe掺杂到Mn/Tio2上,发现Fe对催化剂有促进作用,90度时NO的脱除率就能达到90%。

烟气中的H2O和SO2对催化剂的影响低温SCR脱硝装置一般安装在除尘系统或者脱硫系统之后,布置在除尘后的低温SCR催化剂需要具有抗较高浓度SO2的能力,而布置在脱硫系统之后的催化剂也会受少量SO2的影响,同时需要具备一定的抗H2O能力。

因此,低温SCR催化剂的抗硫和抗水性能是决定催化剂是否能工业化应用的关键因素,也是以往研究者所关注的重点。

H2O对催化剂的影响烟气中的水蒸汽能吸附在催化剂表面的活性点位上,从而抑制催化剂的活性。

水与反应物的共吸附是低温SCR研究的一个重点。

H2O 对催化剂的影响可分为两类:一是可逆的;二是不可逆的。

可逆反应中,随着水蒸汽的去除,水蒸汽对脱硝活性的影响基本能得到恢复;不可逆的反应中,水蒸汽去除后脱硝的活性并不会恢复,但当热处理的温度达到一定的程度后该反应就变成可逆的。

实践中在湿反应的条件下,不同类型的还原剂也对催化剂的活性有较大的影响。

总体上,在NH3-SCR反应中,H2O对催化剂活性的影响较小。

SO2对催化剂的影响在低温SCR反应中我们还必须注意到一个问题是SO2对催化剂反应的影响。

烟气中的SO2一方面会导致催化剂活性组分的破坏,另一方面会使催化剂表面的活性位点被金属硫酸盐和硫酸铵所覆盖,从而使催化剂彻底失活。

经研究SO2对MNOx/AI2O3催化剂的影响,认为MnSO4的形成是导致催化剂活性下降的主要原因。

通过制备MNOx-CeO2催化剂,研究了SO2和H2O对NO去除率的影响。

把V2O5负载在活性炭上制备得到的催化剂在低温条件下具有较好的抗硫性能。

研究表明,SO2对低温SCR催化系统的影响难以避免,并且活性组分的硫酸化和硫酸铵的沉积效应往往同时存在,也给催化剂的再生造成了一定的困难。

低温SCR催化剂的反应机理催化剂及制备方法不同对低温SCR催化机理有不同的理解。

上海瀚昱环保材料有限公司科技工程研究团队通过研究MNOx-CeO2复合氧化物催化剂发现低温SCR反应有两种反应途径。

一种为气相的NH3首先吸附到催化剂上形成配位态的NH3和NH2,NH2和气相中的NO反应生成NH2NO,然后彻底分解为N2和H2O。

主要的反应机理为:NG=H3(g)—NH3(a)NH3(a)+O2(a)—NH2(a)+OH(a)NH2(a)+NO(g)—NH2NO(a)—N2(g)+H2O(g)另一种是NO在催化剂表面氧化成的HNO2,然后与NH3反应生成NH4NO2,最后分解为N2和H2O。

其反应方机理为:NO(a)+1/2O2(a)—NO2(a)OH(a)+NO2(a)—O(a)+HNO2(a)研究Mn/TiO和Fe改性Mn/TiO2这两个催化剂的低温SCR机理发现:未掺杂的Mn/TiO2 催化剂上的SCR反应属于Eley-Rideal 反应,经Fe掺杂的催化剂的反应有另一条反应途径,NO首先被氧化成双齿硝酸盐类物质,在NH3下转变为单齿硝酸盐和NH4,进一步反应完成NO的还原过程最后生成H2O和N2。

对于低温SCR 的反应机理有很多的解释,其中被普遍认同的是NH3的吸附和活化在反应过程中起到了很大的作用。

概括总结(1)MHOx和CeO2是常见低温SCR活性组分,在低温下具有良好的催化活性。

TiO2是一种良好的低温SCR催化剂载体,具有较大的比表面积和较强的SO2抗性。

金属离子的掺杂有助于催化性能的提高。

(2)低温SCR催化剂的抗SO2性仍不理想,SO2中毒是导致催化剂催化活性下降重要因素,因此在未来的研究中,一方面要根据催化剂中毒的原因,寻找并制备出高抗硫能力的催化剂,另一方面,也要研究低温SCR催化剂合适的再生方法,为低温SCR催化剂的工业化应用打下基础。

(3)低温SCR催化技术也可用于SO2含量较低的工业炉窑或化工尾气,尤其是用于水泥炉窑或者玻璃炉窑时,碱/碱土金属对低温SCR催化剂的影响也需要进一步研究和明确。

上海瀚昱环保材料有限公司研发团队该公司研发团队自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的支持,与浙江大学合作,在掌握国外先进技术基础上,通过大量的试验研究获得可靠成果,借助OM、SEM、EDS、BET、Rama、FT-IR、TG-DCS、H2-TPR、XPS等方法进行分析讨论;掌握原材料及配比与性能的对应关系,各种参数下的性能曲线,经过系列化的小试与中试,获得多个具有应用价值的高性能SCR催化剂配方。

该公司可生产中高温V-Ti基(350~430℃)、中温V-Ti-Re 基(300~400℃)、中低温Mn-Ti-Re基(200~300℃)、低温Mn-Ce-Co-Ti基(130~260℃)的脱硝催化剂;结构形式为蜂窝式、三叶圆筒式、棒状、粒状。

低温SCR脱硝工艺流程低温SCR脱硝系统在电厂中的布置一般采用的是尾部布置。

(详见垃圾发电厂脱二噁英+低温脱硝系统工艺流程图)。

本项目采用100%液氨经蒸发器蒸发气化后或者采用13%稀氨水经蒸发气化后(目前工厂采用13%稀氨水进行SNCR工艺初步脱硝,故本方案采用13%稀氨水经蒸发气化后),与稀释风机提供的空气在混合器内将氨与空气混合均匀后,喷入SCR催化反应器。

NOx 与NH3在催化剂的作用下发生反应,使烟气中的NOx控制在排放限值以内。

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