Ceram公司催化剂介绍PPT课件
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催化剂ppt课件
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相转移催化原理：气-液相转移催化反响体系
将典型的相转移催化剂与固体反响物或固体支持物(如硅胶、氧化铝等〉同置于反 响床中，首先在加热条件下构成气-液相转移催化反响体系，然后再经过反响床在 出口处搜集导出产物及未反响的原料气。
例如，当卤代烃经过由脂肪或芳香羧酸盐和季铵盐组成的反响床时，可以得到相 应的羧酸酯。
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3.4.5 三相催化剂及催化作用
三相催化剂被用于腈、醚、卤素交换等反响。 它们比可溶的相转移催化剂 优越之处在于：反响之后易于分别，可再生利用。 缺陷：由于载体的介入，活性想对降低。 三相相转移催化剂的特点： ⒈ 不溶于水、酸、碱和有机溶剂，反响终了后只需简单过滤即可定量回收； ⒉ 可多次反复运用，而活性不降低或略微降低，反响产物从反响体系中的分别提
较贵
易
不困难（依赖于反应条件）
蒸馏
价格 液-液相，液-固相
液-固相
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回收 不重要 反应体 小
重要 大
易 低 蒸馏 液-液相，液-固相 不重要 小
3.4.3 相转移催化机理
相转移催化反响普通属于两相反响，反响过程主要包括反响物从一相向另外一相 的转移以及被转移物质与待转移物质发生化学反响。至今为止开展了多种不同的 催化反响机理
6
3.1.5 催化剂的根本性能
催化活性 催化剂的活性是评价催化剂的一种度量，是指催化剂加快化学反响速度的性能，实
践是指催化反响速度与非催化反响速度之差。
催化活性，指物质的催化作用的才干，是催化剂的重要性质之一。物质的催化活
性是针对给定的化学反响而言的。工业消费上常以每单位容积(或质量)催化剂在单位
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3.1.5 催化剂的根本性能 催化剂选择性 催化剂并不对热力学所允许的一切化学反响都起催化作用，而仅对平行反响或
康宁和CERAM催化剂方面的信息
评定方法评定催化剂质量从以下因素考虑：催化剂活性；最大氨气逃逸量；催化剂寿命；机械稳定性（强度、耐磨性）；适应的灰分，SO2/SO3转换率。
催化剂的主要催化活性是它的脱硝活性，这与催化剂结构是蜂窝状还是板状无关。
催化剂中添加了不同的金属氧化物以加强催化剂的活性。
催化剂的活性可以用一个活性常数K表示，活性常数K受下列因素影响：催化剂材料的物理和化学特性；烟气的化学成分；烟气的温度；以及传质过程（此因素主要取决于烟气流速）。
由于催化剂活性随着时间的推移而降低，因此在最初设计时催化剂的表面积要尽量大，这样在催化剂寿命到期时催化剂可以在保证最大氨气逃逸量的同时仍然具有脱硝作用。
对于新的催化剂，其活性常数K0较大，只需要它本体面积可满足脱硝效率要求；而对于快到寿命的催化剂，它的活性常数K变小，为了达到同样的脱硝效率，就要增加催化剂表面积。
表A 催化剂技术数据CERAM催化剂信息功能特性(设计值)cm，转速50/min，转完后（时间未说）取出，质量损失小于0.2g。
· SCR装置需要在锅炉最低稳燃负荷35%BMCR和100%BMCR工况且烟气温度在280℃~380℃之间的任何负荷条件下持续、安全地运行。
如果投标方认为在较低锅炉负荷时催化剂难以达到要求，则投标方推荐一个最低的催化剂投入运行时的锅炉负荷。
包括：不需要另外的和非常规的操作或准备，催化剂能以冷态、热态二种启动方式投入运行，特别是在锅炉运行时，催化剂能投入运行而对锅炉负荷和锅炉运行方式不能有任何干扰。
催化剂应能在最大和最小污染物浓度之间的任何值下运行，并确保净烟气中NOx的含量符合北京市要求，设计时考虑留有不小于10%的裕度。
·催化剂应能适应锅炉的负荷变动问题，包括负荷变化速度、最小负荷。
3.2.3 运行要求。
机组年利用小时数5000小时，脱硝系统年运行小时不少于7000小时，催化剂应确保脱硝系统与机组运行方式相匹配，而且符合以下方式负荷每年小时数100 % 400080 % 60060 % 90040 % 1500催化剂的设计使脱硝系统满足下述锅炉负荷波动阶跃负荷变化：负荷 <50 % BMCR 5 % BMCR/分钟负荷≥50 % BMCR 10 % BMCR/分钟负荷等变率70 ~ 100 %负荷范围内上升速度 5 % BMCR/分钟50 ~ 69 %负荷范围内上升速度 3 % BMCR/分钟小于49 %负荷范围内上升速度≥2 % BMCR/分钟3.2.4 使用寿命要求脱硝系统的催化剂使用寿命满足大于20000运行小时，并确保脱硝系统设计和制造至少要能经受锅炉机组以下次数的起动和停机：3.3 性能保证3.3.1 当燃用常用煤种（包括校核煤种）时，确保脱硝系统脱硝效率不低于80 %。
催化剂课件ppt
增加催化剂活性组分微晶的稳定性，延长催化剂 的寿命。
（如合成氨催化剂中的Al2O3，与活性组分Fe形 成了固溶体，有效阻止了Fe的烧结，从而大大延 长催化剂的寿命:几小时→几年。）
结构型助催化剂
提高载体的结构稳定性，从而间接提高催化剂 的稳定性。
MoO3/Al2O3
加入SiO2使Al2O3的结构稳定 加入CaO与MoO3形成CaMoO4，减少
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(2) 催化剂的选择性
选择性＝转化成目的产物的原料量/总转化 掉的原料量×100％
选择性＝目的产物的产率/原料的转化率×100％ 产率：指消耗于生成目的产物的反应物量与反应
物进料总量的百分比 产率＝转化率×选择性
27
催化剂的选择性
k1 A
B(目的产物)
k2 C(副产物) 选择性因素（选择度）
时间内每个催化活性中心上发生反应的次数。
21
催化剂活性的表示方法
r(W)=－ 1dnA=1dnp Wdt Wdt
式中 W―反应器中催化剂的填充质量 dnA－反应物在dt时间内减少的物质的量； dnp－反应产物在dt时间内增加的物质的量；
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催化剂活性的表示方法
时空收率：每小时每升或每公斤催化
剂所得到的产物量。 单程收率 总收率
的产物的分率 稳定性：指催化剂在使用条件下具有
稳定活性的时间
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(1) 催化剂的活性
活性的表示方法： 反应速率 反应速率常数 转化率
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催化剂活性的表示方法
反应速率：单位时间内，单位质量(体积、表
面积)催化剂上反应物的转化量或产物的生成量。
rm、 rv、 rs
转换频率（Turnover frequency, TOF)：指单位
（如合成氨催化剂中的Al2O3，与活性组分Fe形 成了固溶体，有效阻止了Fe的烧结，从而大大延 长催化剂的寿命:几小时→几年。）
结构型助催化剂
提高载体的结构稳定性，从而间接提高催化剂 的稳定性。
MoO3/Al2O3
加入SiO2使Al2O3的结构稳定 加入CaO与MoO3形成CaMoO4，减少
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(2) 催化剂的选择性
选择性＝转化成目的产物的原料量/总转化 掉的原料量×100％
选择性＝目的产物的产率/原料的转化率×100％ 产率：指消耗于生成目的产物的反应物量与反应
物进料总量的百分比 产率＝转化率×选择性
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催化剂的选择性
k1 A
B(目的产物)
k2 C(副产物) 选择性因素（选择度）
时间内每个催化活性中心上发生反应的次数。
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催化剂活性的表示方法
r(W)=－ 1dnA=1dnp Wdt Wdt
式中 W―反应器中催化剂的填充质量 dnA－反应物在dt时间内减少的物质的量； dnp－反应产物在dt时间内增加的物质的量；
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催化剂活性的表示方法
时空收率：每小时每升或每公斤催化
剂所得到的产物量。 单程收率 总收率
的产物的分率 稳定性：指催化剂在使用条件下具有
稳定活性的时间
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(1) 催化剂的活性
活性的表示方法： 反应速率 反应速率常数 转化率
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催化剂活性的表示方法
反应速率：单位时间内，单位质量(体积、表
面积)催化剂上反应物的转化量或产物的生成量。
rm、 rv、 rs
转换频率（Turnover frequency, TOF)：指单位
催化剂PPT课件
2.烧结失活 主要为在
450℃以上的高温 环境，会引起催化 剂活性位置烧结， 导致催化剂颗粒增 大, 表面积减小， 因而使催化剂活性 降低。
作为SCR催化剂的载体和活性元素，必须在 一定的温度范围内有良好的热稳定性能，以避免催 化剂在长期使用过程中出现微晶结构发生变化而造 成烧结的现象，从而导致比表面积的丧失，并最终 致使脱硝活性下降。在钛基钒类商用催化剂中通常 加入WO3来最大限度地减少催化剂的烧结。
在SCR系统中选用TiO2作为催化剂的载体，其主要 原因有： （1）钒的氧化物在TiO2的表面有很好的分散度。 （2）TiO2抗硫化能力强，且硫化过程可逆。
目前广泛采用的催化剂成分：
商业应用的催化剂是分散在TiO2上，以V2O5为主要活性组分， WO3或MoO3为助催化剂的钒钛体系，即V2O5一WO3/TiO2或 V2 O5一MoO3／TiO2。其中WO3或MoO3占5％～10％，V2O5 占1％～5％，TiO2占绝大部分。催化剂活性以V2O5最高，加 入WO3或MoO3作为助催化剂，在保持催化还原NOX活性的基 础上尽可能减少对SO2的催化氧化。助催化剂的加入提高水 热稳定性，抵抗烟气中As等有毒物质。
3.催化剂的积碳失活 催化剂使用过程中，因表面逐渐形成炭的沉积物
而使催化剂活性下降的过程称为积炭失活。随着积炭 量的增加，催化剂的比表面积、孔容、表面酸度及活 性中心数均会相应下降，积炭量达到一定程度后将导 致催化剂的失活。积炭越快，催化剂的使用周期越短。 与催化剂中毒相比，引起催化剂积炭失活的积炭物量 比毒物量要多得多，积炭在一定程度上有延缓催化剂 中毒作用，但催化剂的中毒会加剧积炭的发生。与单 纯的因物理堵塞而导致的催化剂失活相比，积炭失活 还涉及反应物分子在气相和催化剂表面的一系列化学 反应问题。
《催化剂课件》课件
课件应注重实用 性，便于学生将 所学知识应用到 实际工作中
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催化剂课件
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汇报人：PPT
汇报时间：20X-XX-XX
课件介绍
课件内容
课件制作
课件使用催化剂在化学反应中的作用 催化剂的分类及应用 催化剂的发展历史 催化剂在工业生产中的重要性
习时间
使用场景
化学实验教学：帮助学生理解 化学反应原理和过程
化学课程设计：为教师提供教 学资源和参考
化学研究：为科研人员提供实 验数据和理论支持
化学竞赛：为参赛者提供理论 知识和实践操作指导
使用建议
课件内容应简洁 明了，便于学生 理解
课件应包含丰富 的实例和案例， 便于学生掌握知 识点
课件应注重互动 性，鼓励学生积 极参与
多种形式
互动性强：设 有问答、实验、 模拟等互动环 节，增强学习
效果
易于理解：采 用通俗易懂的 语言和生动的 例子，便于学
生理解
课件内容
催化剂定义
催化剂是一种能够改变化学反应速率的物质 催化剂本身在化学反应中不被消耗 催化剂可以加速化学反应的进行，提高反应效率 催化剂可以分为均相催化剂和非均相催化剂两种类型
提高公众对催化剂的认识和理 解
促进催化剂在工业、环保等领 域的应用和发展
催化剂PPT课件
1．主催化剂 主催化剂又称为活性组分，它是多元催化剂的主体， 是必备的组分，没有它就缺乏所需的催化作用。
V2O5是SCR商用催化剂中最主要的活性组分。钒的 负载量可能不尽相同，在SCR系统中负载量不能太 大，这主要是因为V2O5也能将SO2氧化成SO3，这 对SCR反应是不利的。
2．助催化剂 助催化剂是加入催化剂中的少量物质，这种物质本 身没有活性或活性很小，但却能显著地改善催化剂 的效能，包括催化剂活性、选择性和稳定性等。
采用的一种再生方法。通过将催化剂孔隙中的 含碳沉积物氧化为CO和CO2除去，即可恢复催 化活性。影响烧炭反应的主要因素是氧分压。 当催化剂上积炭量一定时，烧炭的最高温升取 决于输入氧的浓度。烧炭的初始阶段宜采用低 浓度氧气，其后才能逐渐将其浓度提高到一定 的范围。
（2）补充组分法 对于那些因组分流失而失活的催化剂，最适宜
2.加装备用层催化剂。大部分的燃煤电厂脱硝SCR 系统都设计成多层催化剂，多层催化剂在催化剂的 寿命管理和系统性能表现方便更具有灵活性。即便 单层催化剂便能够达到初始的性能要求，反应器的 设计也应考虑至少具备一层附加层。
3.在机组停运检修时，须防止雨水或锅炉冲洗水等 湿气进入催化剂，一般保持脱硝反应器内湿度低于 70%，当湿度较大时，建议在反应器内通入干燥的 压缩空气或放入干燥剂，也可以在反应器下部安装 除湿机，保持反应器内的干燥环境，避免催化剂活 性降低。
（3）机械稳定性：固体催化剂抵抗气流产生的冲击力、摩 擦力、承受上层催化剂的质量负荷的作用、温度变化作用 及变应力作用的能。
（4）化学稳定性：指催化剂能保持稳定的化学组成和化合 状态的性能。
工业催化剂的使用寿命：是指在给定的设计操作条件下， 催化剂能满足工艺设计指标活性的持续时间(总寿命)。
催化剂及其催化作用概述133页PPT
谢谢！
133
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得在明眼的跛子肩上。——叔本华
催化剂及其催化作用概述
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
▪
ceram公司催化剂介绍-08教程文件
催化剂 1991: 第一个欧洲低温SCR催化剂 - 180°C / 356°F (Heidelberg危废处理厂) 1994: 第一个欧洲FCC用催化剂 (Scanraff炼油厂)
第一个欧洲玻璃厂用催化剂 (Philips Glasfabrik) 2000: 第一个欧洲高温应用- 550°C / 1022°F (Hoogovens Staal BV热轧厂)
SCR板式催化剂
• Ceram自2010年开始生产板式催化剂
• 与蜂窝相比，板式的活性物质配方与蜂 窝完全一致，但是：
1. 单价较低；
2. 灰分大于40g的环境中具有性价比优 势，通过性好，压降低
在线未封装的板式元件
Ceram公司催化剂生产历史
1985: 成为日本之外，第一家SCR催化剂制造商 1986: 交付第一批燃煤SCR催化剂 (Mellach电厂) 1987: 第一个欧洲燃油SCR催化剂和第一个水平流向反应器 ( Donaustadt电厂) 1988: 第一个联合循环应用 ( Leopoldau电厂) 1989: 第一个欧洲城市垃圾焚化厂的SCR脱硝及除二恶英呋喃的末端应用
长期合作伙伴
基于Ceram催化剂的优异性能，欧美及中国著名电力集团和工程公司先后与 Ceram建立了长期伙伴关系或密切合作关系，其中包括：
• 德国： • 奥地利： • 意大利： • 美国：
• 中国： • 法国:
BASF（独家合作），已供货超15,000m3 AEE （燃煤电厂事实仅用Ceram催化剂） ENEL（装机容量75,500MW） TKC （燃煤电厂事实仅用Ceram催化剂） Black & Veatch（燃煤电厂事实仅用Ceram催化剂） American Electric Power （总装机容量38,000MW，2007年） Babcock & Wilcox（2007年） Babcock Power Inc. (2008年) 华能国际（2009年） Alstom 全球 (2010年)
第一个欧洲玻璃厂用催化剂 (Philips Glasfabrik) 2000: 第一个欧洲高温应用- 550°C / 1022°F (Hoogovens Staal BV热轧厂)
SCR板式催化剂
• Ceram自2010年开始生产板式催化剂
• 与蜂窝相比，板式的活性物质配方与蜂 窝完全一致，但是：
1. 单价较低；
2. 灰分大于40g的环境中具有性价比优 势，通过性好，压降低
在线未封装的板式元件
Ceram公司催化剂生产历史
1985: 成为日本之外，第一家SCR催化剂制造商 1986: 交付第一批燃煤SCR催化剂 (Mellach电厂) 1987: 第一个欧洲燃油SCR催化剂和第一个水平流向反应器 ( Donaustadt电厂) 1988: 第一个联合循环应用 ( Leopoldau电厂) 1989: 第一个欧洲城市垃圾焚化厂的SCR脱硝及除二恶英呋喃的末端应用
长期合作伙伴
基于Ceram催化剂的优异性能，欧美及中国著名电力集团和工程公司先后与 Ceram建立了长期伙伴关系或密切合作关系，其中包括：
• 德国： • 奥地利： • 意大利： • 美国：
• 中国： • 法国:
BASF（独家合作），已供货超15,000m3 AEE （燃煤电厂事实仅用Ceram催化剂） ENEL（装机容量75,500MW） TKC （燃煤电厂事实仅用Ceram催化剂） Black & Veatch（燃煤电厂事实仅用Ceram催化剂） American Electric Power （总装机容量38,000MW，2007年） Babcock & Wilcox（2007年） Babcock Power Inc. (2008年) 华能国际（2009年） Alstom 全球 (2010年)
Ceram公司催化剂介绍_201108
催化剂
1991: 第一个欧洲低温SCR催化剂 - 180°C / 356°F (Heidelberg危废处理厂) 1994: 第一个欧洲FCC用催化剂 (Scanraff炼油厂) 第一个欧洲玻璃厂用催化剂 (Philips Glasfabrik) 2000: 第一个欧洲高温应用- 550°C / 1022°F (Hoogovens Staal BV热轧厂)
催化剂磨损
• 机理: – 烟气在催化剂内从湍流转变为层流 – 灰分颗粒（不规则形状）并不遵从层流模式 – 灰分颗粒倾向于翻转并在整个通道长度内冲 击催化剂内壁 – 磨损从上至下是均匀的 • 顶端硬化 – 应用在催化剂顶部 – 非活性物质具有抗磨损能力 – 硬化的顶端材料不具有活性，不能作为脱硝 催化剂 – 随着磨损的继续，位于硬化顶端下部的催化 剂内壁逐渐变薄
氨逸量与氨氮摩尔比分布的关系
18.04.2014
更好的蜂窝式催化剂？活性和机械寿命
蜂窝式催化剂外观相似，但品质也有不同 – 脱硝效率vs.SO2/SO3转化率 – 微孔结构分布 – 机械寿命 第三方业主独立测试证实Ceram催化剂在平衡NOx去除和SO2/SO3转化率方面 有性能表现第一。 Ceram公司超过20年的经验验证了机械性能设计
催化剂磨损
• 硬化顶端之下的催化剂内壁越来越薄，最终导致 断裂 • 薄壁催化剂机械结构损坏发生得更早 • 机械结构损坏导致堵塞率增加，进而压降升高 • 使用“高硬度”材料会降低催化剂活性 • 顶端硬化技术不能提高催化剂的机械寿命 • 内壁厚度是决定机械寿命的主要因素
• Ceram 公司不生产顶端硬化的 薄壁催化剂 － 对业主不利
• •
中国： 法国:
18.04.2014
催化剂使用寿命案例
催化工程--催化剂概述 ppt课件
的反应速率。
ri
1
dni dt
ppt课件
3
• Ω，表示反应空间，对于均相催化反应表示反应体 系的体积V;在使用固体催化剂的气固多相催化反应 的情况下，可以是固体催化剂的体积V、表面积S或 催化剂的质量w.因而它可以表示单位体积上、单位 面积上或单位质量的催化剂上的反应速率.
很显然，催化反应的速率愈高，催化剂的催化活性
指催化剂使用至失活时每个活性中心所转化反应的次数， 它与TOF的关系是：
TON=TOF(时间-1）*催化剂寿命（时间） 工业生产中TON一般是106-107
ppt课件
6
• 优点：在相同的实验条件下，可以允许对 不同的研究者的实验数据进行对比，复查 和校核。
缺点：活性中心的数量不容易测定。 目前还仅限于理论方面的应用。
ppt课件
17
• (1)耐热稳定性 能在高温苛刻的反应条件下， 长时间具有一定水平的活性。
极限使用温度 ：大多数催化剂都有极限使用
温度，超过一定的温度范围，活性就会降低甚 至完全丧失。
温度的影响：活性组分的挥发、流失，烧结 微晶粒的长大。
• Hutting温度：晶体开始发生晶格表面质点的迁移
Th=0.3Tm Tm为晶体的熔点 Tamman温度：晶体开始发生晶格体相迁移。
ppt课件
23
• 2 助催化剂（co-catalyst)
单独使用时没有活性或活性很小，但和主催化剂
组合使用时，却能显著提高催化剂的活性、选择 性、耐热性、抗毒性和寿命等的组分；在催化剂
中只要添加少量助催化剂，即可明显达到改进催 化剂性能的目的。根据其主要作用可分为两类。
（1）结构助催化剂 能起结构稳定作用的助催化
ri
1
dni dt
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3
• Ω，表示反应空间，对于均相催化反应表示反应体 系的体积V;在使用固体催化剂的气固多相催化反应 的情况下，可以是固体催化剂的体积V、表面积S或 催化剂的质量w.因而它可以表示单位体积上、单位 面积上或单位质量的催化剂上的反应速率.
很显然，催化反应的速率愈高，催化剂的催化活性
指催化剂使用至失活时每个活性中心所转化反应的次数， 它与TOF的关系是：
TON=TOF(时间-1）*催化剂寿命（时间） 工业生产中TON一般是106-107
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• 优点：在相同的实验条件下，可以允许对 不同的研究者的实验数据进行对比，复查 和校核。
缺点：活性中心的数量不容易测定。 目前还仅限于理论方面的应用。
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17
• (1)耐热稳定性 能在高温苛刻的反应条件下， 长时间具有一定水平的活性。
极限使用温度 ：大多数催化剂都有极限使用
温度，超过一定的温度范围，活性就会降低甚 至完全丧失。
温度的影响：活性组分的挥发、流失，烧结 微晶粒的长大。
• Hutting温度：晶体开始发生晶格表面质点的迁移
Th=0.3Tm Tm为晶体的熔点 Tamman温度：晶体开始发生晶格体相迁移。
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• 2 助催化剂（co-catalyst)
单独使用时没有活性或活性很小，但和主催化剂
组合使用时，却能显著提高催化剂的活性、选择 性、耐热性、抗毒性和寿命等的组分；在催化剂
中只要添加少量助催化剂，即可明显达到改进催 化剂性能的目的。根据其主要作用可分为两类。
（1）结构助催化剂 能起结构稳定作用的助催化
PPT模板催化剂PPT课件教学用途汽车催化剂
关，但 r ∝ Mcat – 参加反应后催化剂有微小变化 – 能量转移使反应加速非催化作
用（催化剂是一种物质实体） – 均相反应溶剂效应非催化作用 – 引发剂非催化剂
log k
非催化反应 催化反应
可测范围
1/T Arrhenius 图
½ O2
Cu
H2O
CuO
H2
H2 + ½ O2 = H2O
2、催化反应与催化剂分类
合成甲醇催化剂：Cu - ZnO - Al2O3
Cu
ZnO
ZnO 为结构助催化剂（阻隔Cu 微晶长大）
➢ 电子助催化剂：改变活性组分的电子结构，从而影响反应分子的化学吸 附和反应活化能，提高催化活性和选择性
氨合成催化剂：Fe - K2O - Al2O3 K2O 为电子助催化剂（过渡元素Fe有d空轨道，电子授体K2O将 电子传给Fe，使Fe原子的电子密度增加，改变N ≡N 的 π键合， 离解能大大下降）
对载体改性：
➢ 选择性助催化剂（抑制不希望的副反应）
轻油蒸汽转化（CnHm+H2O=CO+H2）：Ni -K2O / Al2O3 K2O为选择性助催化剂（中和载体表面酸性，抑制结炭）
➢ 提高载体的热稳定性
- Al2O3（表面积大）于700 oC时，易转变为- Al2O3（表面积小）； 若加入SiO2 或 ZrO2 （仅1~ 2%），就可显著提高相变温度
催化剂能做什么？
➢ 只能加速热力学上可行的反应，而不能加速热力学上不能进行的反应
➢ 只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡位置
催化剂不能做什么？
• 其他基本概念
– 催化作用的体现：给定温度下 提高速率；降低达到给定转化 率所需温度
– 催化是一个循环过程（催化循 环）
用（催化剂是一种物质实体） – 均相反应溶剂效应非催化作用 – 引发剂非催化剂
log k
非催化反应 催化反应
可测范围
1/T Arrhenius 图
½ O2
Cu
H2O
CuO
H2
H2 + ½ O2 = H2O
2、催化反应与催化剂分类
合成甲醇催化剂：Cu - ZnO - Al2O3
Cu
ZnO
ZnO 为结构助催化剂（阻隔Cu 微晶长大）
➢ 电子助催化剂：改变活性组分的电子结构，从而影响反应分子的化学吸 附和反应活化能，提高催化活性和选择性
氨合成催化剂：Fe - K2O - Al2O3 K2O 为电子助催化剂（过渡元素Fe有d空轨道，电子授体K2O将 电子传给Fe，使Fe原子的电子密度增加，改变N ≡N 的 π键合， 离解能大大下降）
对载体改性：
➢ 选择性助催化剂（抑制不希望的副反应）
轻油蒸汽转化（CnHm+H2O=CO+H2）：Ni -K2O / Al2O3 K2O为选择性助催化剂（中和载体表面酸性，抑制结炭）
➢ 提高载体的热稳定性
- Al2O3（表面积大）于700 oC时，易转变为- Al2O3（表面积小）； 若加入SiO2 或 ZrO2 （仅1~ 2%），就可显著提高相变温度
催化剂能做什么？
➢ 只能加速热力学上可行的反应，而不能加速热力学上不能进行的反应
➢ 只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡位置
催化剂不能做什么？
• 其他基本概念
– 催化作用的体现：给定温度下 提高速率；降低达到给定转化 率所需温度
– 催化是一个循环过程（催化循 环）
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SCR板式催化剂
• Ceram自2010年开始生产板式催化剂
• 与蜂窝相比，板式的活性物质配方与蜂 窝完全一致，但是：
1. ห้องสมุดไป่ตู้价较低；
2. 灰分大于40g的环境中具有性价比优 势，通过性好，压降低
在线未封装的板式元件
07.01.2020
Ceram公司催化剂生产历史
1985: 成为日本之外，第一家SCR催化剂制造商 1986: 交付第一批燃煤SCR催化剂 (Mellach电厂) 1987: 第一个欧洲燃油SCR催化剂和第一个水平流向反应器 ( Donaustadt电厂) 1988: 第一个联合循环应用 ( Leopoldau电厂) 1989: 第一个欧洲城市垃圾焚化厂的SCR脱硝及除二恶英呋喃的末端应用
2020/1/7
催化剂使用寿命案例
Mellach 电厂（奥地利）是Ceram催化剂的第一个用户，
脱硝装置于1986年开始运行
运行条件: 200 MWel + 200 MWth 烟煤 (0.6% S; 15% Ash) >80% 脱硝效率 烟气温度 >750 F （398℃） 3+1 层催化剂设计 7.1mm 和 6.7 mm 孔距
1. 高灰燃煤布置业绩163个（锅炉数目>200），总催化剂量61,921 m3， 总装机容量85,322MW
2. 最长应用业绩－Mellach电厂，24年（逾130,000运行小时） 3. 初装催化剂运行超过70,000运行小时（10年＋）仍工作良好>70个项
目 4. 保证SO2/SO3 转化率低至0.50% 5. 零例质量纠纷或索赔官司
4. 非催化剂类蜂巢： － 蓄热介质 － 铸造过滤器
2020/1/7
蜂巢式SCR脱硝催化剂
规格:
15孔 – 75孔
内壁厚:
0.25mm –
1.4mm
2020/1/7
蜂窝式蓄热载体
用于挥发性有机化合物（VOC）处理的RTO系统： 密度高，热容大，耐快速温度变化，耐热冲击。 欧美市场占有率第一。
07.01.2020
乙烯裂解, HNO3, FCC 机组 鼓风炉和焦炉煤气 炼钢厂（酸洗车间） 玻璃制造厂
CERAM’s Experience Portfolio Focus’ on Dirty Gas Applications
2020/1/7
业绩一览
炉窑 其他
类型 燃煤机组 燃油机组 燃气机组 生物燃料机组 高温 ≥400℃ 低温 ≤200℃ 中国业绩数
CERAM & SESHIN Seoul office Seoul, Korea
CERAM Beijing office Beijing, China
Porzellanfabrik Frauenthal GmbH Frauental (A)
Ceram Liegenschaftsverwaltung GmbH Frauental (A)
SCR催化剂介绍
Porzellanfabrik Frauenthal GmbH 奥地利富蓝德陶瓷制造有限公司
2011年8月
2020/1/7
Frauenthal Keramik AG Head Office Wien (A)
CERAM Environmental Inc. Overland Park, KS (USA)
垃圾焚烧 玻璃炉窑 工艺废气催化裂化 工艺废气硝酸废气
钢厂 船舶 柴油机车
全球业绩数量 >160 >70 >60 7 >20 >40 45 >150
37（全球90%以上） >20 >10 >70
全球90%以上 欧洲二大供应商之一
注：不计船舶和柴油机车，总共业绩数目>600。
07.01.2020
燃煤电厂蜂窝式催化剂应用记录
2020/1/7
CERAM 拥有超过 100,000 MW 的运行业绩
烟煤 亚烟煤 褐煤 燃料油 石油焦
Natural Gas, Others, 2% 4%
Incinerator, 12%
Tail End, 7% Oil High
Dust, 11%
Coal High Dust, 64%
合成气 木材和泥煤 城市垃圾 工业垃圾、医疗垃圾、危废 化学武器 天然气
催化剂 1991: 第一个欧洲低温SCR催化剂 - 180°C / 356°F (Heidelberg危废处理厂) 1994: 第一个欧洲FCC用催化剂 (Scanraff炼油厂)
第一个欧洲玻璃厂用催化剂 (Philips Glasfabrik) 2000: 第一个欧洲高温应用- 550°C / 1022°F (Hoogovens Staal BV热轧厂)
2020/1/7
Ceram 公司最早成立于1921年，公司总 部位于奥地利维也纳，是欧洲第一家 生产工业陶瓷的厂商。1985年开始生 产SCR脱硝催化剂，是欧洲第一家 SCR催化剂制造商。
Ceram 公司产品类别包括：
1. 蜂巢式SCR脱硝催化剂；
2. 板式SCR脱硝催化剂；
3. 机车尾气脱硝催化剂；
一个初装催化剂层在24年，130,000运行小时后仍在服役
。
催化剂经过清洗和再生
07.01.2020
07.01.2020
催化剂寿命曲线
较长的机械寿命是长期经济运行的要求
(以初始化学寿命24,000小时; 2+1 层设计为例)
8.0000
Over All Activity
2 ppm
NH3-Slip
07.01.2020
长期合作伙伴
基于Ceram催化剂的优异性能，欧美及中国著名电力集团和工程公司先后与 Ceram建立了长期伙伴关系或密切合作关系，其中包括：
• 德国： • 奥地利： • 意大利： • 美国：
• 中国： • 法国:
BASF（独家合作），已供货超15,000m3 AEE （燃煤电厂事实仅用Ceram催化剂） ENEL（装机容量75,500MW） TKC （燃煤电厂事实仅用Ceram催化剂） Black & Veatch（燃煤电厂事实仅用Ceram催化剂） American Electric Power （总装机容量38,000MW，2007年） Babcock & Wilcox（2007年） Babcock Power Inc. (2008年) 华能国际（2009年） Alstom 全球 (2010年)