烟气脱硝及催化剂知识10.10
烟气脱硝催化剂
烟气脱硝催化剂引言烟气脱硝是大气污染治理的重要环节之一。
烟气中的氮氧化物（NOx）是导致酸雨、光化学烟雾等环境问题的主要源头之一。
针对煤燃烧、工业过程等产生的烟气中的NOx，研发高效的脱硝技术至关重要。
烟气脱硝催化剂作为其中一种技术手段，已经被广泛应用于烟气脱硝装置中。
催化剂的原理烟气脱硝催化剂通过利用化学反应催化剂上的活性位点，将烟气中的NOx转化为无毒、无害的氮气和水。
催化剂通常由金属氧化物或负载型催化剂组成。
金属氧化物催化剂如V2O5、WO3等，具有良好的选择性和活性；而负载型催化剂如TiO2、Al2O3等可以提高催化剂的机械强度和热稳定性。
催化剂的性能要求高催化活性和选择性催化剂必须具备高催化活性和选择性，以保证在烟气中对NOx的有效转化。
催化剂应具备较大的内表面积和丰富的催化活性位点，增加反应接触面积和催化反应速率。
耐高温性能催化剂在烟气脱硝的过程中需要耐受高温环境，因此催化剂必须具备较高的耐高温性能，以保证其在长时间高温环境下仍然能够稳定地发挥催化作用。
抗中毒性能烟气中常含有一些有毒组分，如烟尘、氯化物、氟化物等，这些有毒物质会对催化剂的活性产生抑制作用。
因此，催化剂还应具备较好的抗中毒性能，即在有毒物质存在的情况下仍然能够保持较好的催化活性。
长寿命和稳定性催化剂还需要具备较长的寿命和良好的稳定性，并能够长期稳定地运行在高温、高压和有毒物质存在的环境中。
催化剂的应用烟气脱硝催化剂广泛应用于不同类型的烟气脱硝装置中，包括选择性催化还原（SCR）、非选择性催化还原（SNCR）等。
选择性催化还原（SCR）SCR是一种利用氨、尿素等还原剂在催化剂的作用下将NOx转化为氮气和水的技术。
催化剂通常使用金属氧化物负载型催化剂，如基于V2O5-WO3/TiO2、TiO2-WO3等的复合催化剂。
非选择性催化还原（SNCR）SNCR是一种利用氨水或尿素溶液在高温下与烟气中的NOx 发生氨解反应的技术。
催化剂通常使用硝酸或氮酸盐溶液进行喷射，催化剂可以使NOx与氨水或尿素溶液发生快速的氨解反应，生成氮气和水。
选择性催化还原烟气脱硝(十)
2021/9/13பைடு நூலகம்
9
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MoO 使用，不仅可以增强反应选择性，还可对砷引 助剂常用WO3或MoO3，不仅增加了催化剂活性、温度范围，还改善催化剂机械结构和晶体结构，同时增强催化剂的抗毒和选择性。
还原剂为：碳氢化合物3，氨，尿素等，主要应用的是氨。
起的中毒有很好的耐受性；但其活性低于WO ，而 但其活性低于WO3 ，而且MoO3会使少量NOx转化为N2O， N2O为温室气体，对环境危害非常大。
二、催化剂V2O5-WO3/TiO2结构
善催化剂机械结构和晶体结构。 在催化过程中，还原剂NH3与催化剂中的B酸中心发生强的化学吸附，而NOx几乎不被催化剂吸附；
二、催化剂V2O5-WO3/TiO2结构
以氨为还原剂的SCR反应如下：
• MoO 所活以性， 组选分择不助仅剂对时NH，3常作3倾用向下于的WNOOx3有还原作用，也将烟气中的SO2氧化为SO3，添加助剂可提高选择性，使其只对前者有作用。
选择性催化还原法-烟气脱硝（SCR）
一、脱硝原理
2021/9/13
• 在一定温度和催化剂作用 下，还原剂有选择性地把 烟气中的NOx还原为无毒无 污染的N2和H2O。
• 催化剂用V2O5-WO3/TiO2
• 还原剂为：碳氢化合物， 氨，尿素等，主要应用的
是氨。以氨为还原剂的 SCR反应如下：
4NH3 + 4NO + O2 4NH3 + 2N2O + O2
脱硝 催化剂-概述说明以及解释
脱硝催化剂-概述说明以及解释1.引言1.1 概述脱硝是指将工业废气中的氮氧化物（NOx）进行去除的过程，是防止大气污染的重要手段之一。
氮氧化物是空气污染物之一，它们能在大气中和水蒸气发生反应形成硝酸，进而引起酸雨的产生，对环境和人类健康造成危害。
脱硝过程通常利用脱硝催化剂来促进NOx的转化为无害物质氮气和水蒸气，从而达到净化废气的目的。
本文将重点介绍脱硝催化剂在脱硝过程中的作用机制、种类和应用前景，希望能够对读者加深对脱硝技术的理解，并为环境保护和大气治理提供参考。
1.2 文章结构文章结构部分将主要介绍整篇文章的布局和组织方式，包括引言、正文、结论三个主要部分。
引言部分将从概述、文章结构和目的三个方面介绍脱硝催化剂的重要性和意义；正文部分将深入探讨脱硝过程、催化剂的作用以及不同种类的催化剂的特点和应用；结论部分将对整篇文章进行总结，展望脱硝催化剂的应用前景，指出未来的发展方向。
通过这种结构，读者将能够清晰地了解脱硝催化剂的相关知识，并加深对该领域的理解和认识。
1.3 目的脱硝催化剂在工业生产中起着至关重要的作用。
本文旨在深入探讨脱硝过程中催化剂的作用机制，介绍不同类型的催化剂，并探讨其优缺点及应用前景。
通过对脱硝催化剂的研究和分析，我们旨在为环境保护和大气净化提供更有效的解决方案，促进工业生产的可持续发展。
通过本文的阐述，希望能够加深对脱硝催化剂的理解，为相关研究和应用提供参考和借鉴。
2.正文2.1 脱硝过程:脱硝是指通过化学反应将烟气中的氮氧化物（NOx）转化为氮气（N2）和水（H2O），从而减少大气中的氮氧化物排放。
NOx是大气中的有害气体之一，它们会对人体健康和环境造成严重危害。
脱硝过程通常使用氨气（NH3）或尿素（CO(NH2)2）作为还原剂，与烟气中的氮氧化物反应生成氮气和水。
脱硝反应的关键是催化剂的作用，催化剂能够提高反应速率和降低反应温度。
脱硝通常分为选择性非催化还原（SNCR）和选择性催化还原（SCR）两种方式。
脱硝催化剂系列脱硝催化剂基础知识（入门级）
脱硝催化剂系列脱硝催化剂基础知识（⼊门级）在烟⽓治理领域，脱硝催化剂的应⽤⼤⼤加快了治理效率。
本⽂主要介绍现阶段常⽤脱硝技术、原理、催化剂的种类以及失活原因。
常见脱硝技术1、炉内脱氮（低氮燃烧技术）：炉内脱氮就是采⽤各种燃烧技术⼿段来控制燃烧过程中NOx的⽣成，⼜称低NOx燃烧技术2、SNCR（选择性⾮催化还原）：选择性⾮催化还原是指⽆催化剂的作⽤下，在适合脱硝反应的“温度窗⼝”内喷⼊还原剂将烟⽓中的氮氧化物还原为⽆害的氮⽓和⽔。
该技术⼀般采⽤炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原 NOx 。
还原剂只和烟⽓中的 NOx反应，⼀般不与氧反应，该技术不采⽤催化剂，所以这种⽅法被称为选择性⾮催化还原法（SNCR）。
由于该⼯艺不⽤催化剂，因此必须在⾼温区加⼊还原剂。
还原剂喷⼊炉膛温度为850 ~ 1100℃的区域，迅速热分解成 NH3，与烟⽓中的NOx反应⽣成N2和⽔3、SCR（选择性催化还原）：SCR烟⽓脱硝技术是指在300~420℃的烟⽓温度范围内喷⼊氨⽓作为还原剂，在催化剂的作⽤下与烟⽓中的NOx发⽣选择性催化反应⽣成N2和H2O。
SCR烟⽓脱硝技术具有脱硝效率⾼，成熟可靠，应⽤⼴泛，经济合理，适应性强，特别适合于煤质多变、机组负荷变动频繁以及对空⽓质量要求较敏感的区域的燃煤机组上使⽤。
脱硝反应原理基本反应:4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O副反应:SO2+1/2O2→SO3NH3+SO3+H2O→NH4HSO42NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4脱硝催化剂的种类1、蜂窝式催化剂：表⾯积⼤、活性⾼、催化体积⼩；催化活性物质含量⾼、催化再⽣仍保持活性；⾼低尘环境均适⽤。
2、板式催化剂：表⾯积⼩，催化剂体积⼤；活性物质含量低；烟⽓通过性好，但上下模块间易堵塞；⾼低尘环境均适⽤。
3、波纹式催化剂：表⾯积介于蜂窝式与板式之间，烟⽓流动性敏感，上下模块间易堵塞。
SCR低温脱硝催化剂(知识参考)
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。
脱硝用催化剂
脱硝用催化剂1. 背景知识脱硝是指通过一系列化学反应将一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）转化为氮气（N2）和水（H2O），以减少大气中的氮氧化物排放。
这是一项重要的环保工作，因为氮氧化物是造成酸雨和臭氧层破坏的主要原因之一，对大气和环境具有严重的危害。
而脱硝催化剂是实现脱硝的重要手段，能够在较低的温度下提高脱硝效率，减少能耗和降低成本，因此受到了广泛的关注和应用。
2. 催化剂的作用原理催化剂是一种能够在化学反应中降低活化能，促进反应速率的物质。
在脱硝反应中，催化剂能够通过提供活化能和改变反应路径的方式加速氮氧化物的转化。
通常脱硝催化剂的作用原理主要有以下几种类型：（1）氧化还原反应：脱硝催化剂可将氮氧化物转化为无害的氮气和水的过程，通过催化剂表面的氧化还原反应实现。
在此过程中，催化剂上的活性位点能够吸附氮氧化物分子，并提供必要的活化能，促进反应的进行。
在反应结束后，催化剂表面再次释放出产生的氮气和水，从而实现了氮氧化物的脱除。
（2）吸附作用：催化剂能够通过表面吸附的方式捕获氮氧化物分子，并在催化剂表面上形成活性物种。
这些活性物种可以进一步参与反应，并加速氮氧化物的转化。
催化剂的吸附作用可以有效地提高反应活性，降低反应的温度和能耗。
（3）表面活性位点：催化剂表面的活性位点是催化剂发挥作用的关键所在。
这些活性位点具有特定的结构和化学性质，能够与氮氧化物分子发生相互作用，并促进其转化成为氮气和水。
通过控制催化剂的表面结构和活性位点的分布，可以调控脱硝反应的速率和选择性，实现更高效的脱硝效果。
3. 常见的脱硝催化剂脱硝催化剂主要包括氨选择性催化还原（SCR）催化剂、氨氮气（SNCR）催化剂和非氨脱硝催化剂。
它们分别是通过氨与氮氧化物反应、直接加入氨分解产生NH3与氮氧化物发生反应、无需氨的方法来实现脱硝的。
（1）氨选择性催化还原（SCR）催化剂氨选择性催化还原（SCR）催化剂是脱硝领域中应用最广泛的一类催化剂。
烟气脱硝操作方法
烟气脱硝操作方法
烟气脱硝是指利用特定的化学方法或设备将烟气中的氮氧化物（NOx）去除的过程。
常见的烟气脱硝操作方法包括：
1. 选择性催化还原（SCR）：将氨气或尿素溶液喷入烟气中，并通过反应器中的催化剂将NOx转化为氮气和水蒸气。
2. 非催化脱硝（SNCR）：在燃烧过程中喷入氨水或尿素溶液，利用高温下的化学反应将NOx转化为氮气和水蒸气。
3. 干法脱硝：利用固定床吸附剂、氧化剂或非水化物等物质吸附或氧化NOx。
4. 湿法脱硝：向烟气中喷入水或碱液溶液，利用化学反应将NOx转化为可溶性化合物，然后通过洗涤或沉淀的方式去除。
5. 高温空气氧化法（HTAO）：将烟气加热至高温，并通过氧气氧化NOx，然后再通过洗涤或其他方法去除。
以上方法均可有效去除烟气中的NOx，具体的操作方法和适用条件需根据具体的工艺和设备来确定。
脱硝培训课件
SCR催化剂失活：由于外部各种物理和化学 作用的束缚，使得催化剂提高化学反应速 率的能力降低。
SCR催化剂化学构成
载体成分：TiO2（＞80%） 主要活性成分：V2O5（＜2%） WO3：提高高温区段的活性，同时抑制氧化率，
增强热稳定性，防止烧结造成比表面积减少； MoO3：提高抗As毒化能力。 其他成分：硫酸盐、钛以外的无机氧化物等。
脱硝系统运行调整
6、电源供应中断 当电源突然供应中断时，确保所有控制阀皆处
于安全操作状态。 7、仪表用气供应中断
当仪表用气供应中断，确保所有控制皆处于安 全操作状态。 8、火灾
火灾发生时，需要喷水减温或阻绝氨气大量外 泄时，开启消防水及喷淋水系统，喷水降温，防 止氨气大量外泄。
脱硝启动运行注意事项
脱硝系统知识培训
201309
目录
第一节 催化剂基础知识 第二节 催化剂失效 第三节 脱硝运行存在的问题及措施 第四节 脱硝系统运行
SCR烟气脱硝设备运行目标
SCR烟气脱硝设备运行全过程管理
一、催化剂基础知识
脱硝基本化学反应
主反应
NO + NO2 + 2NH3
4NO + 4NH3 + O2
2NO2 + 4NH3 + O2
2、控制SO2/SO3转换率： 1）控制V2O5添加量 2）控制煤含硫量
3、控制SCR设备的运行温度： 运行温度＞320℃
SCR系统对空气预热器影响
1）空预器酸腐蚀问题： 在脱硝催化剂的作用下，烟气中SO3浓度增加，
加剧空气预热器的酸腐蚀； 2）空预器堵塞问题
逃逸的NH3与SO3反应生成NH4HSO4 (即ABS)， 易在空预器中温、低温段凝结（尤其是中低温段 接合处），粘附烟尘，造成空预器堵塞。 3）空预器漏风问题：
烟气脱硝及催化剂知识10.10
烟气SCR脱硝及中低温催化剂
烟气脱硝
催化剂的基本知识
目录
CONTENT
催化剂生产流程
中低温催化剂行业应用 中低温催化剂使用业绩
烟气脱硝
NOX的生成途径：
• 热力NOX：燃烧过程中空气中的N2在1400 ℃以上高温下，氧化产生 NOX ； • 快速NOX：燃料中的碳氢离子团CH等，在火焰前端，与空气中的N2瞬 间形成的NOX，一般这种瞬发NOX生成量的比例很小，一般占总NOX 的5%以下；
烟气温度范围：180～350℃；
氮氧化物含量：320mg/Nm3；（前端已投运低氮改造和SNCR） 二氧化硫含量：50～100 mg/Nm3 ；
粉尘浓度： 60～120 g/Nm3,主要以碳酸钙形式
超低排放改造要求，水泥窑废气在基准氧含量10%的条件下，颗粒物、二 氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10mg/Nm3、 50mg/Nm3、 100mg/Nm3
TiO2为载体，V2O5为主要的活性物 质
只是在表面附着了一层活性物质， 表面磨损后就失去催化作用 板式几何形状弯角较少 蜂窝在截面上和烟气接触界面大 蜂窝式比表面积大，体积比平板 式小 蜂窝式基材全是TiO2，板式里有不 锈钢骨架 板式多层结构
催化剂
催化剂
• 化学催化剂中毒
气相或粉尘中的物质使得催化剂中毒，如烟气中
中低温催化剂的应用（焦化）
焦炉烟气特点：
焦炉排烟温度低(煤气种类、余热回收)，180-310 ℃;
烟气成分复杂，对催化剂、CEMS可能影响；
烟道负压靠自吸力，考虑烟囱热备、系统压力匹配；
焦炉烟囱必须始终处于热备状态，即净化后的废气温度应
高于烟气露点温度，以返回加热烟囱；
选择性催化还原法烟气脱硝原理及工艺图谱介绍
100
92.6 95
88
94.8 96.2 96.6
96.4 97 97.4 95.2
90.4
78.3
80
NO conversion /%
60
1.0%V2O5-0.0%WO3/TiO2
23.1 60.2
一般 的商 业 催化 剂
-
52.3
*90%锐钛型/10%金红石型
+ （3） 助催化剂
作为商业SCR催化剂，除需要具有良好 的活性和选择性外，还需具有较好的机械 强度、热稳定性和抗毒性，需要添加粘结 剂，玻璃纤维等结构助剂来提高催化剂的 机械性能，另外为改善催化剂性能还需添 加一定的化学助剂。 常用的有WO3、MoO3 等。
O
H
N
H
N
H
H
O
O
O V O V5+ O
SCR反应机理
+ 反应N满H3法足SECleRy-DReidNeOaxl机反理应，属即于反气应固发两生相在催催化化反剂应表， 面O和2强对V5+烈反-O吸应H活附有性的促位N进H上作3和发用气生。相强N或H烈3微会快弱在速催吸的附化化的剂学表N吸O面附之的，间V所，=O 以浓上N度吸H无 附3/N关 的O， 氨比即 气在与与1附NNOH近3结成或合零大生级于成反1活时应性，；复反然合应后物速表，率面该与活过N性H程3位 速度缓慢，反应速度与气相中NO分压成正比；之 后表面活性复合物会快速分解释放出N2和H2O；最 后在O的作用下实现催化剂表面V=O活性位的再生， 完成催化循环。反应完全与O2浓度无关，即与O2 浓度成零级反应。
烟气脱硝催化剂
烟气脱硝催化剂烟气脱硝催化剂：1、烟气脱硝催化剂的概述烟气脱硝催化剂是用以室内环境净化的技术，是一种催化产物用以室内空气污染控制的机理。
其作用原理是利用催化剂的特性，将交换化学反应的活性化合物的活性增强，从而使其更有效转化烟尘中的氮氧化物等有害物质，从而达到净化烟气的目的。
2、烟气脱硝催化剂的主要成分烟气脱硝催化剂由金属催化剂和支撑剂组成，其中，金属催化剂以一定比例混合，主要有铂系、钴系、钯系等价金属；支撑剂主要有硅酸盐支撑剂、玻璃支撑剂、铝型支撑剂、重金属催化剂系统等，主要作用是提升催化剂的比表面积，并赋予催化体稳定性和动力学性能，同时避免催化剂颗粒之间的间距变化，延长催化剂的使用寿命。
3、烟气脱硝催化剂的类型烟气脱硝催化剂可以分为钯型烟气脱硝催化剂和铂型烟气脱硝催化剂：钯型烟气脱硝催化剂具有较高的脱硝效率，但价格昂贵，稳定性差，易被烟气中有害气体破坏；铂型催化剂价格较便宜，耐高温性较好，长期使用可降低烟气的有毒硝酸盐气体排放量，但脱硝率低于钯型催化剂，只能达到较低的污染物排放标准。
4、烟气脱硝催化剂的应用烟气脱硝催化剂的主要应用是用于汽车排放控制，也可以用于溶剂烟气控制和室内污染控制。
主要用于原油重烟气脱硝、烟气后处理、燃烧和消失室、泄放仓等烟气后处理系统。
由于烟气脱硝催化剂具有较强的稳定性、热稳定性、高反应率、高使用寿命等特点，深受大家喜爱，不断发展壮大。
5、烟气脱硝催化剂的优点烟气脱硝催化剂有许多优点：烟气脱硝催化剂的效果好，反应性佳，催化反应的特性稳定性强、热稳定性高，能完全分解烟气中有毒物质；催化剂本身没有毒性和污染，内部成分活性稳定；存放时间无限制，使用寿命长达数年；在脱硝效率和脱容尼效率上，其也有较好的表现。
6、烟气脱硝催化剂的缺点烟气脱硝催化剂还是存在一些缺点：价格高，不易普及；运用催化反应时，空间紧凑，安装工艺复杂；部分脱硝催化剂在高温下非常容易失活，使得烟气中的有害化合物的浓度增加；有时会发生过量活化，把本身不具有活性的物质转化为具有活性的物质，具有微量毒性。
低温烟气脱硝催化剂适用条件与动力
低温烟气脱硝催化剂适用条件与动力低温烟气脱硝催化剂是一种重要的环保材料，能有效促进烟气中NOx的催化还原，从而降低温度。
在低温脱硝方面，催化剂的适用条件和动力十分重要，它们直接影响着催化剂的脱硝效果和使用寿命。
本文将围绕这两个方面进行探讨。
一、低温烟气脱硝催化剂的适用条件1.温度适宜：通常来说，催化剂的适用温度在200℃以下，但是温度过低会影响反应速率和催化剂使用寿命，因此催化剂一般使用在120℃以上，这样既有利于反应速率，又有利于催化剂的长期使用。
2.硫氧化物浓度不高：硫氧化物是低温烟气脱硝中一个重要的干扰因素。
硫氧化物会降解催化剂的活性成分，从而降低催化剂的脱硝效果。
因此，若烟气中硫氧化物浓度过高，则需要先行进行脱硫处理，降低硫氧化物浓度，才能对其使用催化剂。
3.烟气中没有腐蚀性物质：有些烟气中含有大量的腐蚀性物质，如氯、镉、铅等等，当这些物质进入脱硝催化剂中时，会对催化剂造成损害，从而影响脱硝效果。
因此，在选择催化剂的时候，需要根据实际情况来选购适合自身的产品。
4.氧含量适合：氧在低温烟气脱硝反应中是一个必需的因素，但是氧过量会损害催化剂的活性，因此在使用催化剂的时候需要注意掌握适当的氧含量。
二、低温烟气脱硝催化剂的动力因素1.流量：烟气流量不仅直接影响着催化反应速率，同时也会影响催化剂的使用寿命。
因此，在使用催化剂的过程中，需要根据烟气中的气体组成、流量等因素确定催化剂的使用量和使用寿命。
2.空气负荷：空气负荷是指单位时间内吸入催化剂的氧气的量。
在低温烟气脱硝中，空气负荷不仅影响催化剂反应的速率，而且也直接影响着催化剂的脱硝效率和使用寿命。
3.水汽含量：水汽对低温烟气脱硝的催化反应速率以及催化剂的使用寿命都有着重要的影响。
一般来说，水汽会稀释烟气中的气体组成，从而影响催化反应速率；同时，水汽还会降低催化剂表面的活性成分，延长催化剂的使用寿命。
4.反应气体浓度：催化剂在使用的时候，反应气体的浓度也是一个至关重要的因素。
烟气脱硝技术与方法
烟气脱硝技术与方法说实话烟气脱硝技术与方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我最早就觉得，这事儿应该不难，不就是把烟气里那些氮氧化物去掉嘛。
我最开始尝试的是选择性非催化还原法，也就是SNCR法。
我想啊，就像给一群调皮捣蛋的孩子（氮氧化物）找个管事儿的（还原剂）。
我按照理论知识，找了尿素这种常用的还原剂，然后计算好量就往里面加。
可是结果很糟糕啊，氮氧化物减少的量非常有限。
后来我才明白，我完全没考虑到温度这个关键因素。
这SNCR法它有个合适的温度窗口，温度不合适，尿素和氮氧化物就像是两条道上跑的车，根本凑不到一块儿反应。
温度高了或者低了，反应效率那是大打折扣啊。
我当时就特别懊恼，感觉自己怎么这么粗心。
后来又试了选择性催化还原法，也就是SCR法。
这个方法可就讲究多了。
得有专门的催化剂，就像是一场比赛要有合格的裁判一样。
这个催化剂可是关键角色，要是选错了或者它状态不好，那整个反应就乱套了。
我最开始选用的催化剂类型就不是特别适合我处理的这种烟气，结果效果也不理想。
重新再选催化剂的时候，我在实验室里做了好多小实验，模拟不同的烟气成分和工况。
这个小实验呢，就像小孩搭积木一样，一点点拼凑出最好的组合。
还有一种方法我也试过，就是活性炭吸附法。
这一听就感觉是吸附嘛，就像活性炭吸附装修后的甲醛一样，把氮氧化物吸附住。
我觉得这个方法听起来简单，就试了试。
但是实际操作起来可难了。
因为活性炭的吸附容量有限，就跟一个小得可怜的盒子装东西一样，很快就满了，而且再生过程也复杂得很。
在这么多的尝试过程里啊，我深刻意识到，不管哪种烟气脱硝技术，精确的控制太重要了。
像一些运行参数，温度湿度之类的，必须得密切关注。
而且还得充分考虑烟气的成分特点。
像有的烟气里含有的其他成分可能会干扰脱硝反应，就像一场演出里突然闯进几个捣蛋鬼一样。
另外啊，对于成本方面也得考虑好。
有些方法虽然理论上很好，但是成本高得吓人，根本不适合大规模的工业应用。
总的来说，这些技术各有优缺点，得根据具体的情况去选择最适合的烟气脱硝方法。
烟气脱硝及催化剂知识
催化剂
波纹板式
蜂窝式
板式
催化剂
序号 1 2 3
项目 催化剂活性 抗飞灰磨损能力 抗堵塞能力
平板式 良 一般
蜂窝式
说明
良
TiO2为载体，V2O5为主要的活性物 质
良
只是在表面附着了一层活性物质， 表面磨损后就失去催化作用
优
一般
板式几何形状弯角较少
4
烟气阻力
良
一般 蜂窝在截面上和烟气接触界面大
5
催化剂体积
SO2 + 1/2 O2 SO3 NH3 + SO3 + H2O NH4 HSO4
H2O 操作温度：170 ~ 420 ℃
催化剂
SCR系统中的重要组成部分是催化剂，各种催化剂活性 成分均为WO3和V2O5。当前流行的成熟催化剂有蜂窝式、 波纹状和平板式等。平板式催化剂一般是以不锈钢金属网 格为基材负载上含有活性成分的载体压制而成；蜂窝式催 化剂一般是把载体和活性成分混合物整体压成型；波纹状 催化剂如起伏的波纹，从而形成小孔。
选择性非催化还原-SNCR
SNCR 技术是使用还原剂在800～1050℃温度区域与 氮氧化物发生还原反应生成氮气和水。
NH3/尿素
还 原 反 应
清洁烟气
烟气脱硝
优点： ➢一次投资少； ➢系统简单，维护成本较低； ➢施工周期短；
缺点： ➢脱硝效率中等（30-60%） ➢还原剂利用率低（25-50%） ➢单位氮氧化物脱除成本较高 ➢燃烧控制的波动导致脱硝效率不稳定 ➢氨的逃逸率较大
• 燃料NOX：燃料中含氮化合物在燃烧过程中热分解后氧化生成的NOX，
是燃烧过程中NOX的主要来源。
烟气脱硝
NOX的危害：
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化剂材料发生改变。
– – – – SO3 As2O3 碱金属 碱土金属等
催化剂
• SO3对催化剂的影响
– 生成硫酸铵或硫酸氢铵物质，硫酸铵为白色固体，硫酸氢铵在160～
220℃为黏性固体。
NH3 + SO3 + H2O NH4 HSO4
– 为了防止催化剂表面发生硫酸盐的沉积，需要将反应温度控制在最低
烟气含湿量大。这是因为垃圾中原本的含水量就大，而且在燃烧中一 些碳氢化合物也生成水汽。一般含湿量在23%～30%。 因垃圾成分复杂，燃烧后产生的烟尘中有毒、有害成分也复杂，其中 包括一些微量的重金属，如贡、镉、铅、铜等。而且产生的颗粒物的 粒度也比较细，粘度还高；
氨水法是将25%的氨水溶液通过加热装置使其蒸发，形
成氨气和水蒸汽； 尿素水解法是先将尿素固体颗粒在容器中溶解，然后 将通过溶液泵送到水解槽中，再通过热交换器将溶液加热 至反应温度后与水反应生成氨气。另一种是尿素热解法。
烟气脱硝
项目 成分 化学特性 储存 还原剂成本 液氨 NH3(>99.5%)
2
3
温度分布偏差
氨氮摩尔比偏差
℃
%
±10
±5
催化剂生产工艺
车间建筑面积6000㎡，配有3 台日本Eirich混炼机、1台日本 Miyazaki Iron Works挤出机 （10MPa）、1台国产挤出机 （25MPa）、12间干燥室、2 条烧成网带隧道窑。可同时满 足中低温SCR催化剂中试实验 和生产需求，可年生产中低温 脱硝催化剂3000m³ 。
TiO2为载体，V2O5为主要的活性物 质
只是在表面附着了一层活性物质， 表面磨损后就失去催化作用 板式几何形状弯角较少 蜂窝在截面上和烟气接触界面大 蜂窝式比表面积大，体积比平板 式小 蜂窝式基材全是TiO2，板式里有不 锈钢骨架 板式多层结构
催化剂
催化剂
• 化学催化剂中毒
气相或粉尘中的物质使得催化剂中毒，如烟气中
成分均为WO3和V2O5。当前流行的成熟催化剂有蜂窝式、
波纹状和平板式等。平板式催化剂一般是以不锈钢金属网 格为基材负载上含有活性成分的载体压制而成；蜂窝式催 化剂一般是把载体和活性成分混合物整体压成型；波纹状 催化剂如起伏的波纹，从而形成小孔。
催化剂
波纹板式
蜂窝式
板式
催化剂
序号 1 2 3 4 5 6 7 项目 催化剂活性 抗飞灰磨损能力 抗堵塞能力 烟气阻力 催化剂体积 整体机械强度 抗热冲击能力 平板式 良 一般 优 良 一般 强 一般 蜂窝式 良 良 一般 一般 优 一般 优 说明
运行成本
贵 需要高热量水解尿素或蒸发 需要蒸发氨和水的热 氨 量
缺点
需要安全许可
需要考虑安全
尿素制备系统复杂 , 制备劳 动强度大 , 劳动环境差，投 资、维护及操作成本高。 对安全要求高的地方适用
使用场合
SCR使用较多
SNCR使用较多
烟气脱硝
选择性非催化还原-SNCR
SNCR 技术是使用还原剂在800～1050℃温度区域与 氮氧化物发生还原反应生成氮气和水。
烟气温度范围：180～350℃；
氮氧化物含量：320mg/Nm3；（前端已投运低氮改造和SNCR） 二氧化硫含量：50～100 mg/Nm3 ；
粉尘浓度： 60～120 g/Nm3,主要以碳酸钙形式
超低排放改造要求，水泥窑废气在基准氧含量10%的条件下，颗粒物、二 氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10mg/Nm3、 50mg/Nm3、 100mg/Nm3
中低温催化剂的应用（焦化）
焦炉烟气特点：
焦炉排烟温度低(煤气种类、余热回收)，180-310 ℃;
烟气成分复杂，对催化剂、CEMS可能影响；
烟道负压靠自吸力，考虑烟囱热备、系统压力匹配；
焦炉烟囱必须始终处于热备状态，即净化后的废气温度应
高于烟气露点温度，以返回加热烟囱；
烟气中的SO2处于波动状态，浓度最高> 500 mg/Nm3。
深度减排
烟气调质 反应器
高温除 尘器
SCR脱硝反 应器
低温段余 热锅炉
干法脱 硫塔
袋除 尘器
日用玻璃 低硫烟气
高温段余 热锅炉
天然气低硫烟气治理工艺流程简图
深度减排
干法脱 硫塔
袋除 尘器
低温SCR脱 硝反应器
多污染物协 同控制设备
中低温催化剂的应用（垃圾焚烧）
城市生活垃圾焚烧后烟气特性：
a) b)
位置 高尘 布置 一级预热器 出口处
余热锅炉后
温度 300～ 400℃
200 ℃以 下
面临问题 烟气中粉尘含量高、碱金属高，易造成催 化剂堵塞、磨损、中毒
催化剂活性， 高粉尘和碱金属含量
中低温催化剂的应用（水泥）
280~350℃
C1
喷 氨
清灰
C2
SCR反应器
C3
余 热 锅 炉
生料均化库
风 机
中低温催化剂的应用（水泥）
中低温催化剂的应用（焦化）
排放标准 焦 化
•PM ≤30mg/Nm3 •SO2 ≤50(100)mg/Nm3 •NOx≤500(200)mg/Nm3
特别限值
•PM ≤15mg/Nm3 •SO2 ≤35mg/Nm3 •NOx≤150mg/Nm3
建议限值
•PM ≤10mg/Nm3 •SO2 ≤35mg/Nm3 •NOx≤100mg/Nm3
副作用方程式
NOX
NH3
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O ( >350℃） 4NH3+4O2 →2N2O+6H2O ( >350℃) SO2 + 1/2 O2 NH3 + SO3 + H2O
N2 H2O
SO3
NH4 HSO4
操作温度：170 ~ 420 ℃
催化剂
SCR系统中的重要组成部分是催化剂，各种催化剂活性
允许操作之上，短期之内问题不严重，当温度高于分解温度时这些物 质会重新分解，催化剂的的活性会得到恢复，但长期处于这个温度会
使催化剂活性发生不可逆的变化。
催化剂
• 碱金属或碱土金属元素对催化剂的影响
– 飞灰中含有一定的碱金属或碱土金属元素，如K、Na、Mg、Ca等。
碱金属和碱土金属主要是造成催化剂表面的酸性下降，从而使得催 化剂的活性下降。碱金属与活性位的结合程度相对不是很大，如果 在有冷凝水存在的情况下催化剂的中毒性能会成倍增加。
C1
余 热 锅 炉 余 热
高温风机
C2
SCR脱硝
180-220℃
C3
布袋除尘改造 烟囱
干法脱硫
生料磨
中低温催化剂的应用（玻璃）
烟气特点：NOX浓度高、粉尘中含有大量碱金属、粉尘粘性强
中低温催化剂的应用（玻璃）
15 100
200
中低温催化剂的应用（玻璃）
浮法玻璃 高硫烟气
高温段余 热锅炉
重油/石油焦燃料烟气治理工艺流程简图
建议限值
•PM ≤ 10mg/Nm3 •SO2 ≤ 35mg/Nm3 •NOx≤ 50mg/Nm3 •二噁英≤0.15ng/m3
•NOx≤300mg/Nm3
中低温催化剂的应用（烧结）
活性炭催化剂多污染物一体化技术
中低温催化剂的应用（烧结）
中低温SCRБайду номын сангаас硝技术技术
中低温催化剂的应用（水泥）
烟气特点：
程
6.组装 5.切割 4.煅烧
催化剂生产工艺
配气系统 加热系统 分析系统 尾气处理系统等 能够模拟全尺寸催化剂在SCR脱硝反应器中的 烟气工况；
反应器采用四层串并联布局，可以模拟1～4层 反应器； 考察催化剂在实际工况下的性能，包括：压降、 脱硝效率、氨逃逸、活性、SO2/SO3转化率等。
NH3/尿素
还 原 反 应
清洁烟气
烟气脱硝
优点： 一次投资少； 系统简单，维护成本较低； 施工周期短；
缺点： 脱硝效率中等（30-60%） 还原剂利用率低（25-50%） 单位氮氧化物脱除成本较高
燃烧控制的波动导致脱硝效率不稳定 氨的逃逸率较大
烟气脱硝
选择性催化还原-SCR
SCR 技术是使用还原剂在180～420℃温度区域在催 化剂参与的情况下与氮氧化物发生还原反应生成氮 气和水。
催化剂生产工艺
名称 反应器压力 烟气量（m3/h、标态， 湿基） 烟气温度（℃） 浓度 微正压 50～400 100～450
SO2浓度（ppm、干基）
0～3000
0～2000 0～2200 0～20 0～22
评价系统可实现： 产品质量检测 性能评估 产品研发等
NO浓度（ppm、干基） NH3浓度（ppm、干基） O2（%，干基） H2O（%）
烟气脱硝
选择性催化还原-SCR
烟气脱硝
还原剂制备区
1.液氨储罐 2.液氨蒸发槽 3.氨气稀释槽 4.氨气缓冲槽
烟气脱硝
烟气脱硝
SCR系统主要包含烟道系统、氨喷射系统、反应器及吹灰系统。
烟气脱硝
蒸汽吹灰器
声波吹灰器
烟气脱硝
氨喷射栅格和 静态混合器
催化剂
基本反应方程式
4 NO + 4 NH3 + O2 4 N2 + 6 H2O 6 NO2 + 8 NH3 7 N2 + 12 H2O
中低温SCR脱硝催化剂生产线
中低温 SCR脱硝催化剂中试生产线于 2017年 10月底完成主体工程 建设，现已完成全部工段的仪器调试，第一批中低温脱硝催化剂 于2017年12月底正式生产下线。中试生产线的建成也标志着国家 工程实验室科研成果转化整体思路正式落地。