【催化剂分析大全】
各类催化剂及催化作用
各类催化剂及催化作用催化剂是指在化学反应中起到催化作用的物质，它能够提高化学反应的速率，但自身并不参与反应，也不会被反应消耗掉。
催化剂在工业生产中起着重要的作用，它们可以提高反应速率，降低能量消耗，减少副产物的生成，并且可重复使用。
催化剂可以分为很多类别，下面将介绍几种常见的催化剂及其催化作用：1.金属催化剂：金属催化剂是使用最广泛的催化剂之一、金属催化剂的催化作用主要体现在电化学反应和气相反应中，如Pt、Pd、Ru等常用于氧化还原反应和催化加氢反应。
金属催化剂在催化反应中起到吸附和活化反应物，提供活性位点以促使反应进行的作用。
2.酸催化剂：酸催化剂是指那些具有酸性的催化剂，如硫酸、磷酸、氯化铝等。
酸催化剂的催化作用主要表现在酸碱中和反应、质子传递等方面。
酸催化剂在酯化、醇缩聚反应、酮醛缩合反应等有机合成中具有重要的应用。
3.碱催化剂：碱催化剂是一类具有碱性的催化剂，如氢氧化钠、碳酸钠等。
碱催化剂的催化作用主要体现在酸碱中和反应、质子传递等方面。
碱催化剂常用于酯化反应、醇缩合反应、醚化反应等有机合成中。
4.酶催化剂：酶是一类具有催化作用的生物催化剂，能够在生物体内催化各种生化反应。
酶催化剂具有催化效率高、催化选择性好、温和条件下催化等特点。
酶催化剂在食品工业、制药工业等领域都有广泛的应用。
5.网络催化剂：网络催化剂是一种多孔材料，其特殊的结构和性质使其具有较大的比表面积和丰富的催化活性位点。
网络催化剂广泛用于催化裂化、催化加氢、催化氧化等工艺。
6.孔隙催化剂：孔隙催化剂是指具有一定孔隙结构的固体催化剂，如分子筛、活性炭等。
孔隙催化剂的孔隙结构能够提供大面积的活性表面，促进反应物分子的扩散和吸附，从而加速了反应速率。
总的来说，催化剂在化学反应中起到了至关重要的作用，它们能够降低反应的活化能，提高反应速率，降低能量消耗，减少副产物的生成。
通过选择合适的催化剂，可以实现高效、低能耗的化学反应，从而促进工业生产的发展。
各类催化剂的分类与机理(“催化剂”文档)共89张
2.分子筛的构造特征
〔1〕四个方面、三种层次：
分子筛的构造特征可以分为四个方面、三种不同的 构造层次。第一个构造层次也就是最根本的构造单 有些反响，其反响物分子和产物分子都不受催化剂窗口孔径分散的限制，只是由于需求内孔或笼腔有较大的空间，才干构成相应的过渡态， 元硅氧四面体〔SiO4〕和铝氧四面体〔AlO4〕，它 不然就遭到限制使该反响无法进展；
有利的，因此具有更高的选择性。这类催化剂叫 酸碱双功能催化剂。
固体超强酸和超强碱：固体酸的强度假 设超越100%硫酸的强度，那么称之为超 强酸。由于100%硫酸的酸强度用 Hammeett酸强度函数表示时为H0 = -11.9， 故固体酸强度H0 < -11.9者谓之固体超强 酸或超酸。
固体超强碱是指它的碱强度用碱强度函 数H-表示高于+26者。固体超强碱多为碱 土金属氧化物，或碱土金属与碱金属的 复合氧化物。
3.重要的固体酸碱催化剂
碱土金属氧化物中的MgO、CaO和SrO2 是典型的固体碱催化剂。AlCl3、FeCl3 是典型的固体L酸催化剂。Al2O3有多种 不同的晶型变体。作为催化剂来说，最 重要的是γ- Al2O3和η- Al2O3两种，二者 都系有缺陷的尖晶石构造。最稳定的是 无水的α- Al2O3，它是O=离子的六方最 严密堆砌体，Al3+离子占据正八面位的 2/3。各种变型的Al2O3在1470℃以上熔 化，最终都转变为α- Al2O3。
SH+ + H2O P + HO
其速率方程，由于质子化物是一个活泼的中间体， 可用稳态处置法，即
(6.1.3)
式中，由于是稀溶液，可作为定值。反 响速率为
(6.1.5) 进一步思索广义酸HA的解离平衡，HA + H2O = H3O+ + A-，
各类催化剂及其作用机理
各类催化剂及其作用机理催化剂是在化学反应中增加反应速率的物质，而不会参与到反应物中。
催化剂通过降低反应的活化能，从而加速反应速率。
催化剂可以分为不同的类别，下面将介绍一些常见的催化剂及其作用机理。
1.酶催化剂：酶是一种生物催化剂，可以加速生物体内的化学反应。
酶可以提供适当的环境条件，例如调节pH值或者提供特定的化学官能团，从而使反应可以在体温下进行。
此外，酶还可以通过空间结构的安排来使反应物分子相互靠近，从而增加反应速率。
2.金属催化剂：金属催化剂是一种常见的催化剂类型。
金属催化剂可以通过多种机理来促进化学反应。
例如，金属催化剂可以提供吸附位点，吸附反应物分子，从而降低反应物分子之间的反应活化能。
此外，金属催化剂还可以通过电子传递来改变反应物的电子结构，从而影响反应速率。
3.氧化剂与还原剂：氧化剂与还原剂是一对常用的催化剂。
氧化剂接受电子，而还原剂提供电子。
这种电子传递可以促进化学反应的进行。
例如，氧化剂可以从反应物中接受电子，使其变为更高氧化态，而还原剂则提供电子，使其从氧化态还原回来。
通过这种电子传递，可以加速反应速率。
4.酸催化剂与碱催化剂：酸催化剂和碱催化剂是一种广泛应用于有机合成中的催化剂。
酸催化剂可以提供H+，从而使反应物离子化或产生活泼的电子，从而加速反应进行。
碱催化剂则可以提供OH-，并参与反应物的亲核取代反应。
这些催化剂可以通过质子转移或者亲核取代等机制来加速反应速率。
5.纳米催化剂：纳米催化剂是指粒径在纳米尺寸范围内的催化剂。
与传统的催化剂相比，纳米催化剂具有更高的活性和选择性。
纳米催化剂的高活性主要是由于其较高的比表面积和较高的晶格缺陷密度。
这些特征使纳米催化剂在催化反应中具有优秀的活性和稳定性。
总结起来，催化剂是一种可以加速化学反应速率的物质。
不同类别的催化剂具有不同的催化机理，包括提供合适的环境条件、提供吸附位点、改变反应物电子结构、接受或提供电子等。
了解不同类别的催化剂及其作用机理对于理解催化反应的基本原理非常重要，并对催化反应的设计和优化具有重要的指导意义。
催化剂的种类与应用不同催化剂的特性
催化剂的种类与应用不同催化剂的特性催化剂的种类与应用催化剂是一种能够加速化学反应速率并降低反应能量的物质。
它在各个领域都有广泛的应用，包括化学工业、能源生产、环境保护等。
催化剂种类繁多，每种催化剂都具备独特的特性和应用。
本文将介绍几种常见的催化剂种类及其特性。
一、金属催化剂金属催化剂是最常见的催化剂之一，广泛应用于化学工业和有机合成领域。
金属催化剂以过渡金属为主，如铂、钯、铑等。
这些金属催化剂在氧化还原反应、加氢反应等多种反应中具有良好的催化活性和选择性。
例如，铂催化剂常用于催化车辆尾气中的CO、HC和NOx的转化，钯催化剂被广泛应用于合成有机化合物的加氢反应中。
二、酸碱催化剂酸碱催化剂是催化剂的重要类别之一。
酸催化剂具有质子供体的性质，能够促进酸性反应的进行，如酸催化的酯化反应。
常见的酸催化剂包括硫酸、磷酸和氯化铵等。
碱催化剂则具有质子受体的性质，可以促进碱性反应的进行。
比如氢氧化钠被广泛应用于酯加水反应中。
酸碱催化剂的应用范围广泛，可以加速各种有机反应，提高反应产率。
三、酶催化剂酶是生物体内的一种天然催化剂，具有高效、高选择性和环境友好等特点。
酶催化剂广泛应用于食品工业、医药工业和生物技术领域。
例如，酶催化剂被用于制备食品添加剂、合成药物和生产生物燃料等。
酶具有高效催化、温和反应条件、底物特异性等优点，成为许多反应的理想选择。
四、纳米催化剂纳米材料具有特殊的物理和化学性质，因此纳米催化剂在催化反应中显示出优异的催化性能。
纳米催化剂具有高比表面积、优异的催化活性和选择性，可以在低温和低压下催化各种反应。
例如，纳米银催化剂被应用于有机合成中的氢化反应，纳米铜催化剂则用于CO2还原反应。
纳米催化剂的应用领域不断扩展，展现出巨大的发展前景。
综上所述，催化剂种类繁多，每种催化剂都具备独特的特性和应用。
金属催化剂、酸碱催化剂、酶催化剂和纳米催化剂在不同领域都发挥着重要的作用。
了解不同催化剂的特性和应用，对于推动催化剂领域的发展具有重要意义。
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催化剂剖析大全催化剂是 SCR技术的中心。
SCR装置的运转成本在很大程度上取决于催化剂的寿命，其使用寿命又取决于催化剂活性的衰减速度。
催化剂的失活分为物理失活和化学失活。
典型的SCR催化剂化学失活主假如碱金属（如Na、K、Ca 等）和重金属（如As、 Pt、 Pb 等）惹起的催化剂中毒。
碱金属吸附在催化剂的毛细孔表面，金属氧化物（如MgO、KaO等）中和催化剂表面的SO3生成硫化物而造成催化剂中毒。
砷中毒是废气中的三氧化二砷与催化剂联合惹起的。
催化剂物理失活主假如指高温烧结、磨损和固体颗粒堆积拥塞而惹起催化剂活性损坏。
SCR催化剂种类及其使用温度范围:催化剂氧化钛基催化剂氧化铁基催化剂沸石催化剂活性碳催化剂温度范围270～ 400℃380～430℃300～430℃100～150℃SCR催化剂的选用是依据锅炉设计与燃用煤种、SCR反响塔的部署、 SCR进口的烟气温度、烟气流速与 NOx浓度散布以及设计脱硝效率、同意的氨逃逸量、同意的 SO2/SO3转变率与催化剂使用寿命保证值等要素确立的。
氧化钛基催化剂的基体成分为活性TiO2,同时增添加强活性的 V2O5金属氧化物 ,在需要进一步增添活性时往常还要增添 WO3。
别的 ,还需增添一些其余组分以提升抗断裂和抗磨损性能。
依据烟气中 SO2的含量 ,氧化钛基催化剂中 V2O5组分的含量往常为 1%～ 5%,在燃用高硫煤时 ,为了控制 SO2向 SO3的转变率 , V2O5的含量往常不超出 2%。
TiO2拥有较高的活性和抗 SO2的氧化性。
V2O5是重要的活性成分 ,催化剂的 V2O5含量较高时其活性也高 , 所以脱硝效率较高 , 但V2O5含量较高时 SO2向 SO3的转变率也较高。
增添 WO3则有助于克制 SO2的转变 ,可将 SO2的转变率控制在 1%以下。
燃煤电厂锅炉SCR催化剂的主流构造形式有平板式和蜂窝式2种。
平板式催化剂往常采纳金属网架或钢板作为基体支撑资料,制作成涟漪板或平板构造,以氧化钛 (TiO2)为基体 ,加入氧化钒 (V2O5)与氧化钨 (WO3)活性组分 ,平均散布在整个催化剂表面 ,将几层涟漪板或涟漪板与平板互相交织部署在一同。
催化剂的种类与作用机制
催化剂的种类与作用机制催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质。
它在反应中起到中间体角色，并且能够被重复使用而不参与反应的转化。
催化剂的种类非常多样，根据其结构和性质的不同，可以分为金属催化剂、酶催化剂、酸催化剂和碱催化剂等几大类。
本文将介绍这些催化剂的种类及作用机制。
一、金属催化剂金属催化剂是广泛应用于工业生产中的一类催化剂。
它们通常以金属元素为主体，如铂、钯、铜等。
金属催化剂通过吸附反应物和调整反应物的电子结构，降低反应的活化能，从而提高反应速率。
例如，在有机合成中，铂催化剂常用于加氢反应，它可以高效地将烯烃转化为烷烃。
二、酶催化剂酶催化剂是一类生物催化剂，它们是高效的天然催化剂。
酶通常由蛋白质组成，具有高度的立体选择性和反应特异性。
酶催化剂在生物体内发挥着关键作用，如酶催化剂在消化过程中促进食物的分解和吸收。
酶催化剂通过与底物形成酶底物复合物，降低反应的活化能，从而加速反应速率。
三、酸催化剂酸催化剂是一种使用广泛的催化剂，它们常用于酸催化反应，如酸催化酯化反应和酸催化裂解反应。
酸催化剂通常是强酸或酸性物质。
它们通过捕获反应物中的氢离子，促进反应的进行。
酸催化剂可以改变反应物的电子密度和反键的能量，从而降低反应的活化能。
四、碱催化剂碱催化剂是一种酸碱中性的催化剂，常用于碱催化反应，如碱催化加成反应和碱催化酯化反应。
碱催化剂通常是强碱或碱性物质。
它们通过与反应物发生酸碱中和反应，改变反应物的电荷分布和立体构型，降低反应的活化能，从而加速反应速率。
催化剂的作用机制是多种多样的，但可以总结为三个方面：吸附作用、活化作用和再生作用。
催化剂通过吸附作用将反应物吸附到其表面，并与反应物形成催化物种，从而促使反应发生。
活化作用是催化剂与反应物之间发生的相互作用，通过改变反应物的电子结构和空间构型，降低反应的活化能。
再生作用是指催化剂在反应结束后，可以通过逆反应或其他方式重新获得其活性，从而循环使用。
综上所述，催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质。
催化剂的指标及其意义
催化剂的各项指标及其意义一、化学指标催化剂的化学组成表示催化剂中的主要成分及杂质的含量,通常包括:Al2O3、Na2O、Fe2O3、、灼烧减量五个主要指标，有时还包括Re2O3。
1、Al2O3含量：催化剂中Al2O3含量表示催化剂中Al2O3的总含量,是催化剂的主要化学成分。
2、Na2O含量:Na2O含量表示催化剂中含有的Na2O杂质含量。
在催化裂化过程中，特别是在掺炼钒含量较高的渣油情况下，3、Fe2O3含量:Fe2O3含量表示催化剂中含有的Fe2O3杂质含量。
Fe2O3在高温下会分解并沉积在催化剂上，积累到一定程度就会引起催化剂中毒，其结果一是使催化剂活性降低。
4、SO42—含量：SO42-含量表示催化剂中含有的SO42—杂质含量。
SO42—可与具有捕钒作用的金属氧化物（如氧化铝等）反应生成稳定的硫酸盐,从而使其失去捕钒能力。
所以,在掺炼渣油的情况下，SO42-的危害性较大.5、灼烧减量：灼烧减量是指催化剂中所含水份、铵盐及炭粒等挥发组份的含量.生产中控制其减量≤13%。
6、Re2O3含量:Re2O3含量是表示催化剂性能的指标之一。
稀土通常来自催化剂中的分子筛，有时在催化剂制造工艺中也引入稀土离子达到改善性能的目的。
通常Re2O3含量越高，催化剂活性越高,但焦炭产率也偏高。
对于平衡催化剂,有时还需知道其中的金属含量，如Ni、V、Na等，以便了解催化剂的污染程度。
二、物理性质物理性质表示催化剂的外形、结构、密度、粒度等性能。
通常包括：比表面积、孔体积、表观松密度、磨损指数、筛分组成五个主要项目。
下面分别加以简述：1、比表面积催化剂的比表面积是内表面积和外表面积的总和。
内表面积是指催化剂微孔内部的表面积,外表面积是指催化剂微孔外部的表面积,通常内表面积远远大于外表面积.单位重量的催化剂具有的表面积叫比表面积。
比表面积是衡量催化剂性能好坏的一个重要指标。
不同的产品,因载体和制备工艺不同,比表面积与活性没有直接的对应关系。
催化剂种类介绍课件
酶催化高度专一性，能够 选择性催化一种或少数几种化学反应。同时，酶催化剂具有高效性，能够显著加速化学反应速率。
过渡金属催化剂
总结词
过渡金属催化剂是一种利用过渡金属元素加速化学反应的催化剂。
详细描述
过渡金属催化剂通常由过渡金属元素组成，如铁、钴、镍等。它们通过与反应物相互作用来加速化学反应。过渡 金属催化剂在工业生产和化学合成中广泛应用，特别是在石油化工和有机合成领域。
多相催化剂
多相催化剂是一种由固体催化剂和液体反应物组成的催化剂，其中固体催化剂为分 散在液体反应物中的微小颗粒。
多相催化剂的活性组分通常为金属、金属氧化物或分子筛等，适用于一些气固相或 液固相催化反应，如烷基化、加氢、脱硫等。
多相催化剂的优点是易分离、可回收，且对环境友好，缺点是活性较低、选择性较 差。
生物催化剂
01
生物催化剂是指生物体内具有 催化作用的酶，是一类具有高 度专一性和高效性的生物分子 。
02
生物催化剂在生物转化和生物 合成过程中起着至关重要的作 用，能够催化各种复杂有机分 子进行合成或降解。
03
生物催化剂的优点是高度专一 性、条件和蔼、环保，缺点是 稳定性较差，易受温度、pH等 因素影响。
THANKS
感谢观看
VS
详细描述
随着纳米技术、生物技术等领域的不断发 展，新型催化剂材料如纳米催化剂、酶催 化剂等不断涌现，为解决传统催化剂面临 的挑战提供了新的思路。
绿色环保催化剂的应用
总结词
绿色环保催化剂的应用是未来化学工业发展 的必然趋势。
详细描述
这类催化剂能够在和蔼的条件下实现高效、 环保的化学反应，减少对环境的负面影响， 对于推动可持续发展具有重要意义。
催化剂产品分析方法
催化剂产品分析方法摘要：催化剂是许多化学过程中必不可少的组成部分。
催化剂的质量和活性对最终产品的质量和产量有着重要影响。
因此，对催化剂产品进行准确、全面的分析很重要。
本文将介绍常用于催化剂产品分析的方法，包括物理性质分析、化学成分分析以及催化活性测试。
这些分析方法可以帮助质量控制人员和科研人员有效评估催化剂的性能和品质。
1.引言催化剂是能够提高反应速率、改变反应途径并且在反应结束后能够恢复其自身性能的物质。
随着化学工业的不断发展，对催化剂的需求也在不断增加。
催化剂的活性和稳定性能对于反应效率和产品品质具有重要影响。
因此，催化剂产品的分析方法至关重要。
2.催化剂产品的物理性质分析催化剂产品的物理性质分析可以提供关于催化剂微观结构、形貌和物理状态的信息。
常用的物理性质分析方法包括傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）。
这些方法可以帮助确定催化剂中的晶体结构、晶粒大小、表面形貌和孔隙特性等物理性质。
3.催化剂产品的化学成分分析催化剂产品的化学成分分析可以提供关于催化剂组成和元素含量的信息。
常用的化学成分分析方法包括X射线荧光光谱（XRF）、能谱分析（ESCA/XPS）和拉曼光谱。
这些方法可以定量测定催化剂中的主要元素含量和配位环境，帮助确定催化剂的组成和化学性质。
4.催化剂产品的催化活性测试催化剂产品的催化活性测试可以评估催化剂在特定反应条件下的活性和选择性。
常用的催化活性测试方法包括气相催化反应和液相催化反应。
这些方法可以通过测量反应率、转化率和产物选择性等参数，评估催化剂的催化性能和反应机理。
5.结论催化剂产品的分析对于催化剂的研发和质量控制至关重要。
物理性质分析、化学成分分析和催化活性测试是常用的催化剂产品分析方法。
这些分析方法可以提供有关催化剂微观结构、化学组成和催化性能的信息，帮助评估和改进催化剂的品质和性能。
随着技术的不断进步，新的分析方法也将不断涌现，为催化剂产品分析提供更多的选择和改进。
催化剂产品分析方法
6） 程序 a 测定条件 测定条件如表-3 所示。
表-3 X 射线测定条件
目标 管（kV-mA） 分析晶体 光程 探测器 测量时间 光谱
三氧化钨 Rh 50-50 LiF 真空 S.C. 20 秒（n=3）
W-Lα 43.02
五氧化二磷 Rh 50-50 LiF 真空 S.C. 100 秒（n=3） V-Kβ 69.18 B.G-1 68.30 B.G-2 69.90
7） 计算 根据实验样品的校正 X 射线密度，通过标准曲线确定 WO3 和 V2O5 含量。
6. 抗压强度的测定方法
1） 范围 该方法为 NRCC-200 催化剂的抗压强度的测定。 2） 概述 将两块边长为 150 毫米的立方体样品同时放在抗压强度测试仪上，测量样品的径向和轴向 抗压强度。 3） 仪器 （1）抗压强度测试仪（东京测试机器制造有限公司制造的 AC/B30P 型） （2）游标卡尺（全刻度：200 毫米，日本工业标准一级） （3）高龄棉（6 毫米厚 x160 毫米 x160 毫米） （4）切割装置 类似于项目编号 2.1 中（M-402）的机器与设备规格 4） 程序 a 样品的制备 （1）如图中所示，用切割装置将样品切割成两块，然后从每块上切下 150 毫米长度的立方 体样品。一块立方体用于测量径向抗压强度，另一块立方体用于测量轴向抗压强度。
c 计算 按以下公式计算弯曲度，结果保留至小数点后两位： 弯曲度（mm）=最大测量值（h max）/2
8） 几何表面积 a 方法概要 催化剂的几何表面积指单位体积催化剂的表观外表面面积，其中包括开口的空隙部分。由外 径、外壁厚度、内壁厚度和长度计算得到。 b 计算 按以下公式计算几何表面面积，以整数表示：
4. 比表面积的测定方法
1） 范围 该方法为 NRCC-200 催化剂的比表面积的测定方法。 2） 概述 使用自动分析仪，在液氮温度下，通过测量对混合气（由 30%氮气和 70%氦气组成）的吸 收量计算比表面积 3） 仪器及其它 （1）比表面积分析仪（Yuasa Ionics 公司 Multisorb 12 型）
催化剂的分析
催化剂的分析
关键词 ICP-AES 催化剂 Pt Pd Rh 样品经碱熔
,浸取,酸化成溶液,以ICPS-8100进行定量分析.表1为定量结果,图1为工作曲线,图2为谱线的轮廓. 样品 催化剂 前处理法 取2g 过氧化纳于镍坩埚中，加入碾成粉末的样品0.2g ，置于马氟炉中，温度650度，保持30min 。
取出冷却后，用热水提取，清洗，转移样品溶液到烧杯中，加入10mL 盐酸，加热溶解至溶液澄清，冷却后待用。
分析方法:标准加入法 取3份样品各0.2g ，按上述方法进行前处理后，转移到50mL 容量瓶中，2号容量瓶
中加入Pt ，Pd ，Rh 各5ppm ，3号容量瓶中加入Pt 10ppm ，Pd 30ppm ，Rh 10ppm ，之后定容，ICPS-8100测定。
分析条件 装置 ICPS-8100
高频频率 27.12MHz
高频输出功率 1.2KW 冷却气 Ar14L/min 等离子气 Ar1.2L/min 载气 Ar0.7L/min 样品吸入量 1.0mL/min 观测方向 纵向 进样 同心雾化器
表1 定量结果(wt% )
元素 Rh Pd Pt
分析波长(nm)343.5340.5203.6样品催化剂 0.0260.090.041
图1 工作曲线
图2 谱线的轮廓图。
化学催化剂的种类与应用范围
化学催化剂的种类与应用范围化学催化剂是在化学反应中起到加速反应速率、改变反应路径、提高反应选择性的物质。
催化剂的种类繁多，根据不同的反应类型和应用需求，选择适合的催化剂可以提高化学过程的效率、减少能源消耗，并在各种化学工业领域中得到广泛应用。
本文将介绍几种常见的催化剂种类和它们的应用范围。
1. 金属催化剂金属催化剂广泛应用于有机合成反应、环境保护和能源领域。
以铂、钯、铑等贵金属作为催化剂的催化反应具有高效、高选择性和良好的稳定性。
例如，铂催化剂常用于汽车尾气净化反应中的三元催化转化器，可以将有害氧化物转化为无害的氮气、二氧化碳和水蒸气。
此外，钯催化剂常用于有机化学合成中的氢化反应，可以将烯烃还原为饱和烃。
2. 齐克催化剂齐克催化剂是一类常见的有机催化剂，常用于不对称合成和药物合成领域。
齐克催化剂能够在化学反应中产生手性诱导剂，从而使反应生成手性产物。
这种催化剂的应用范围广泛，涉及到合成药物、农药、香料等有机合成研究。
例如，催化剂BINAP可以催化烯酮与取代的硼酸酯发生苯基甲酸的交叉偶联反应，生成具有手性的芳香化合物。
3. 酶催化剂酶是一类具有生物催化功能的蛋白质，具有高效催化、高选择性和环境友好的特点。
酶催化剂广泛应用于食品工业、制药工业和生化分析等领域。
例如，淀粉酶催化剂在食品加工中广泛应用于淀粉的水解反应，将淀粉分解为糖类，提高食品的口感和品质。
此外，蛋白酶催化剂常用于制药工业中的药物合成和纯化过程。
4. 氧化还原催化剂氧化还原催化剂广泛应用于电化学领域、能源转化和环境污染治理等方面。
例如，二氧化锰催化剂常用于电池的正极反应，将化学能转化为电能。
铜基催化剂则常用于脱硝反应中，将汽车尾气中的氮氧化物转化为氮气和水。
总结起来，化学催化剂的种类多种多样，根据不同的反应类型和应用需求，选择合适的催化剂可以提高化学过程的效率和选择性。
金属催化剂在环境保护和有机合成领域具有广泛应用；齐克催化剂常用于不对称合成和药物合成研究；酶催化剂在食品工业和制药工业中发挥着重要作用；氧化还原催化剂在能源转化和环境污染治理中具有应用前景。
化学反应中催化剂的作用机理分析
非均相催化剂
非均相催化剂与反应物处于不同物相 中，易于分离回收，但催化活性相对 较低。常见的非均相催化剂包括金属 、金属氧化物、沸石等。
生物催化剂
生物催化剂是指具有催化功能的生物 大分子，如酶、核酸等。生物催化剂 具有高效性、专一性和反应条件温和 等优点，但稳定性较差。
催化剂在化学反应中应用
01
有机合成
催化剂定义
催化剂是一种能够加速化学反应 速率，但在反应前后其本身的化 学性质不发生改变的物质。
催化剂特点
催化剂具有选择性、高效性、反 应条件温和等特点，能够显著降 低化学反应的活化能，从而使反 应在较低的温度和压力下进行。
催化剂种类与性质
均相催化剂
均相催化剂与反应物处于同一物相中 ，具有较高的催化活性和选择性，但 分离回收困难。常见的均相催化剂包 括酸、碱、金属络合物等。
催化剂的活性中心具有特定的结构和 性质，可以与反应物分子发生相互作 用，从而影响反应历程。
催化剂可以改变反应历程，通过形成 不同的中间物或过渡态，影响反应速 率和选择性。
催化剂的酸碱性质、氧化还原性质等 也可以对反应历程产生影响。
03
催化剂表面结Βιβλιοθήκη 与活性中心催化剂表面结构特征
01
02
03
高比表面积
协同作用效果
电子转移和键合作用的协同作用可显著提高催化剂的催化效率，降低反应活化能，使反应在更温和的 条件下进行。
06
电子效应和空间效应对催化性能 影响
电子效应概念及产生原因
电子效应概念
电子效应是指催化剂通过改变反应物 分子的电子分布，从而影响其反应性 能的现象。
产生原因
催化剂表面的活性中心具有不同的电 子亲和力和电负性，可以与反应物分 子发生电子转移或共享，从而改变反 应物分子的电子结构和化学键强度。
精细化学品-催化剂解析
1936年发现的SiO2/Al2O3对原油的催化裂解 催化作用制备的高密度聚乙烯对人类生活的巨大改变 催化作用制备的很多新药对我们疾病的治疗贡献非凡 如今全球环境的治理问题还有赖于催化作用再创辉煌
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均相催化
*催化作用的分类
催化剂和反应物同处于一相，没有相界存在 而进行的反应，称为均相催化作用，能起均 相催化作用的催化剂为均相催化剂。
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催化剂最早由瑞典化学家贝采里乌斯发现。
铂黑加快了乙醇和空气中的氧气发生化学反应，生成了醋酸。后来，人们把这一作用 叫做触媒作用或催化作用，希腊语的意思是“解去束缚”。
1836年，他还在《物理学与化学年鉴》杂志上发表了一篇论文，首次提出化学反应中 使用的“催化”与“催化剂”概念。
1909年，奥斯特瓦尔德（WilhelmOstwald）德国化学家。由于研究催化剂，提出化学 平衡和反应速度的原理，并发明由氨氧化法制取一氧化氮等方面的成就，而获得1909年诺 贝尔化学奖。
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非茂铁过渡金属催化剂是指在非茂单活中心不含有双环 戊二烯基团，配位原子为O、N、S、P等，金属有机配合物 的中心为前过渡金属元素，而且能催化烯烃聚合的催化剂。
特点： ①能合成新型结构的聚合物； ②能控制金属中心的配位数，使目标催化剂更具有稳定性； ③催化剂合成简单，生产成本低。
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*水杨醛亚胺钛、锆催化剂 *8-羟基喹啉或2-羟基吡啶钛系催化剂 *螯合二氨基钛催化剂 *氮杂环钛催化剂
氢、脱氢、氧化、还原、烷基化、异构化等 催化剂
作用大小
主催化剂和助催化剂
状态
液体催化剂 固体催化剂
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➢如何设计或者发现新的更好的催化剂带来我们想要的反应？ ➢催化原理的基本知识是什么，我们如何利用这些知识？ ➢我们如何很好的预测实验中的困难，如何展望未来？
化学反应中的催化剂的种类与机理
化学反应中的催化剂的种类与机理化学反应是指物质之间发生化学变化的过程，它在各个领域都起着至关重要的作用。
然而，有些化学反应的速度较慢，不能满足实际需求。
为了加快反应速率，催化剂成为了必不可少的角色。
催化剂可以显著提高反应速率，降低所需活化能。
本文将探讨化学反应中常见的催化剂的种类与机理。
一、金属催化剂金属催化剂是化学反应中最常见的催化剂之一。
金属具有多种特性，如活性中心、高电子转移能力和提供表面吸附位点。
这些特性使金属催化剂能够参与电子转移、氧化还原和共价键断裂等反应步骤。
1. 铂族金属催化剂铂族金属催化剂包括铂、钯、铑、钌、铱和钌等。
它们具有良好的催化活性和选择性，常用于氢化、氧化、羰基还原和氢解等反应。
其机理通常涉及金属表面吸附和电子转移。
2. 过渡金属催化剂过渡金属催化剂是指周期表中4d和5d过渡金属，如钼、钨、铜、铁等。
它们常被用于氧化还原、羰基化反应和氢化反应等。
机理包括配位和电子转移。
3. 碱金属催化剂碱金属催化剂指的是周期表第一组元素，如钠、钾和锂。
它们常用于氧化还原和酸碱中和等反应。
机理主要涉及离子激活和电子转移。
二、酶催化酶是一类在生物体内存在的催化剂，可以加速生物化学反应的发生。
酶具有高催化效率、高专一性和广泛的底物适应性。
它们可以在相对温和的条件下催化各种反应，如酯水解、氧化还原和加成反应等。
1. 构象选择催化机理酶通过接触到底物并诱导底物发生构象变化，从而实现催化。
这种机理在血红素中的过氧化物酶、DNA脱氧酶和脂肪酶等酶催化反应中被广泛应用。
2. 辅基转移催化机理酶通过与辅基结合并催化辅基的转移，实现底物的转化。
这种机理在脱氧核糖核酸聚合酶、醇脱氢酶和乙醇酸脱氢酶等酶催化反应中被广泛应用。
三、高分子催化剂高分子催化剂是一类由聚合物构成的催化剂。
它们通常由聚合物基底和活性中心两部分组成。
高分子催化剂具有良好的可重复性、多功能性和可调控性。
1. 针对底物的分子筛催化高分子催化剂通过其内部具有特定空间结构的孔隙，可以选择性吸附特定大小和形状的底物。
催化剂分析手段
催化剂分析手段电感藕合等离子光谱（ICP）微量元素含量的测定氮物理吸附测定比表面和孔径分布的方法X-射线粉末衍射(XRD)将待分析物质的衍射花样与之对照，从而确定物质的组成相，就成为物相定性分析的基本方法透射电子显微镜(TEM)用于观察超微结构，即小于0.2微米、光学显微镜下无法看清的结构，又称“亚显微结构”。
扫描电子显微镜(SEM)扫描电子显微镜可以清楚地反映和记录这些微观特征，是观察分析样品微观结构方便、易行的有效方法，样品无需制备，只需直接放入样品室内即可放大观察；同时扫描电子显微镜可以实现试样从低倍到高倍的定位分析，在样品室中的试样不仅可以沿三维空间移动，还能够根据观察需要进行空间转动，以利于使用者对感兴趣的部位进行连续、系统的观察分析。
扫描电子显微镜拍出的图像真实、清晰，并富有立体感X-射线光电子能谱(XPS)( 1 )元素定性分析各种元素都有它的特征的电子结合能，因此在能谱图中就出现特征谱线，可以根据这些谱线在能谱图中的位置来鉴定周期表中除H 和He 以外的所有元素。
通过对样品进行全扫描，在一次测定中就可以检出全部或大部分元素。
( 2 )元素定量分折X 射线光电子能谱定量分析的依据是光电子谱线的强度(光电子蜂的面积)反映了原于的含量或相对浓度。
在实际分析中，采用与标准样品相比较的方法来对元素进行定量分析，其分析精度达1 ％～ 2 ％。
( 3 )固体表面分析固体表面是指最外层的1 ～10 个原子层，其厚度大概是(0.1~1) n nm 。
人们早已认识到在固体表面存在有一个与团体内部的组成和性质不同的相。
表面研究包括分析表面的元素组成和化学组成，原子价态，表面能态分布。
测定表面原子的电子云分布和能级结构等。
X 射线光电子能谱是最常用的工具。
在表面吸附、催化、金属的氧化和腐蚀、半导体、电极钝化、薄膜材料等方面都有应用。
( 4 )化合物结构签定X 射线光电子能谱法对于内壳层电子结合能化学位移的精确测量，能提供化学键和电荷分布方面的信息。
各种催化剂及其催化作用
2、酸碱定义
软酸硬酸理论
1963年美国的r.g.皮尔逊在研究配合物稳定性的基础上把路易斯酸碱系统地划分为软、硬和交界三大类，提出了“硬亲硬，软亲软，硬软交界不分亲近”的规则，简称shab( soft and hard acids and bases)原则。
1
硬酸
2
受电子原子体积小，正电荷高，极化率低，电负性高，不易变形，即对外层电子吸引力很强；
01
(Mn+)2/nO•Al2O3 • mSiO2 • pH2O
02
金属阳离子
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金属离子的价数
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m－SiO2的物质的量，简称硅铝比
05
硅铝比不同，分子筛酸性不同
06
根据P－水的物质的量
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6、沸石分子筛催化剂
6、沸石分子筛催化剂
结构单元一级结构Si、Al原子通过sp3杂化轨道与氧原子相连的正四面体
5
交界酸, 介于两者之间
4
软酸
3
对外层电子抓得紧的酸
软酸硬酸理论
2
1
硬碱
软碱
给电子原子极化率低，电负性高，难氧化，不易变形，即对外层电子吸引力强；
难于失去电子对的碱
交界碱, 介于两者之间
4
3
5
软酸硬酸理论
苯的烷基化可用三氯化铝催化，因为三氯化铝是硬酸，可与氯代烷中的硬碱cl-配合使其中软酸烷基成为正离子r+，从而对软碱苯核的反应性增大。
1
二元混合金属氧化物酸中心的形成
2
常用催化剂SiO2-Al2O3—硅酸铝
3
硅酸铝呈无定型时，称硅铝胶
4
酸铝呈晶体时，即为各种分子筛
5
酸中心数目和强度与铝含量有关
各类催化剂及其催化作用解析
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分子筛的表面酸性
• 固体表面的酸碱性是涉及催化性能的本质所在。 像硅酸铝一样，沸石分子筛在催化中的最初应 用几乎全是利用其表面的酸性质。
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各种环的临界孔径
• 如果把各种环近似地看成圆形，其直径称为孔 径，那么各种环的孔径如下
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Ⅲ.各种笼
• 各种环通过氧桥相互连接成三维空间的多面体叫 晶穴或孔穴，也有称为空腔。通常以笼(cage)来 称呼。由笼再进一步排列即成各种沸石的骨架结 构，即分子筛。
• 笼有多种多样，如 立方体( )笼、六方柱笼、 笼、 笼、八面沸石笼等。
• 实验是将固体样品置于石英弹簧天平上，经抽空后再 引进有机碱蒸气使之吸附。如长时间抽空样品重量不 变，那么留在样品上的碱量就可作为化学吸附量。
• 常用于吸附的气态碱有NH3、吡啶、正丁胺等。
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程序升温脱附法(TPD法)
• 气态碱吸附法已发展为程序升温脱附法(TPD)。 • TPD法是将预先吸附了某种碱的固体酸在等速升温并
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2. 载体的作用
载体不单纯是一个活性组分的承载者，本身也有一定的活性。
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添加载体在很大程度上改变了整个催化剂体系的物理性质， 而且还改变了对给定反应的催化活性及对某种目的产物的选 择性。
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负载型 金属—载体间的相互作用 (有三种类型)
• 第一类相互作用 金属颗粒和载体接
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常见的分子筛结构特点
催化剂检验成分测试催化剂分析
催化剂检验成分测试催化剂分析催化剂概述催化剂是指在化学反应中能提高或降低化学反应速率而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后没有变化的物质。
如今，在化工、环保、生化等各种工业领域都会使用到催化剂，它的质量和性能决定着产品的生产效率和工艺性能等。
科标检测拥有最先进的催化剂检测仪器，并且与著名高校合作，经过人才队伍的不断壮大和我们的不懈努力，已经形成一套完善的催化剂检测技术方案，为催化剂的检测和分析提供准确可靠的数据和结果。
常见催化剂产品硫酸催化剂、化肥催化剂、炼油催化剂、环保催化剂、氨合成催化剂、甲烷化催化剂、石油化工催化剂、二氧化硫氧制剂、一氧化碳耐硫变换催化剂、一氧化碳低温变换催化剂、一氧化碳高温变换催化剂、甲醇合成催化剂（耐热前后）、聚合催化剂、氧化催化剂、加氢催化剂、脱氢催化剂、脱水催化剂、羰基合成催化剂、酯化催化剂等各类催化剂。
检测项目抗压碎力、磨耗率、比表面积、孔径、堆密度、最佳反应条件、转换率、外形、结构、密度、粒度、比表面积、孔体积、表观松密度、磨损指数、机械强度等。
相关检测标准GB/T 27870-2011 净化空气用光催化剂GB/T 23592-2009 摩托车排气净化催化剂HG3556-2004 一氧化碳低温变换催化剂HG/T 4227-2011 异丁烯醚化树脂催化剂SH/T 0570-1993 重整催化剂铂含量测定法SH/T 0571-1993 催化剂中沸石表面积测定法SH/T 0342-1992 重整催化剂中铁含量测定法GB/T 18881-2009 轻型汽油车排气净化催化剂MT 869-2000 过滤式自救器用一氧化碳催化剂SH/T 0341-1992 催化剂载体中氧化铝含量测定法SH/T 0345-1992 加氢精制催化剂中钴含量测定法SH/T 0346-1992 加氢精制催化剂中镍含量测定法HG/T 4198-2011 甲醇合成催化剂化学成分分析方法SH/T 0344-1992 加氢精制催化剂中三氧化钼含量测定法GB/T 23524-2009 石油化工废催化剂中铂含量的测定GB/T20042.4-2009质子交换膜燃料电池第4部分：电催化剂测试方法GB/T20370-2006生物催化剂酶制剂-分类导则GB/T23277-2009贵金属催化剂化学分析方法汽车尾气净化催化剂中铂、钯、铑量的测定分光光度法GB/T29914-2013柴油车排气净化氧化催化剂GB/T30014-2013废钯炭催化剂化学分析方法钯量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法GB/T5548-2007树脂整理剂加催化剂后溶液稳定性的测定GB/T5816-1995催化剂和吸附剂表面积测定法HG2086-2004二氧化硫氧化制硫酸催化剂HG/T2086-2013二氧化硫氧化制硫酸催化剂HG/T2089-2007二氧化硫氧化制硫酸催化剂活性试验方法HG/T2225-2010工业硫酸铝HG/T2271-2007氨氧化制硝酸用铂催化剂HG2273.1-2004 天然气一段转化催化剂HG/T2273.1-2013天然气一段转化催化剂。
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催化剂分析大全催化剂是SCR技术的核心。
SCR装置的运行成本在很大程度上取决于催化剂的寿命，其使用寿命又取决于催化剂活性的衰减速度。
催化剂的失活分为物理失活和化学失活。
典型的SCR催化剂化学失活主要是碱金属（如Na、K、Ca等）和重金属（如As、Pt、Pb等）引起的催化剂中毒。
碱金属吸附在催化剂的毛细孔表面，金属氧化物（如MgO、KaO等）中和催化剂表面的SO3生成硫化物而造成催化剂中毒。
砷中毒是废气中的三氧化二砷与催化剂结合引起的。
催化剂物理失活主要是指高温烧结、磨损和固体颗粒沉积堵塞而引起催化剂活性破坏。
SCR催化剂类型及其使用温度范围:SCR催化剂的选取是根据锅炉设计与燃用煤种、SCR反应塔的布置、SCR入口的烟气温度、烟气流速与NOx浓度分布以及设计脱硝效率、允许的氨逃逸量、允许的SO2/SO3转化率与催化剂使用寿命保证值等因素确定的。
氧化钛基催化剂的基体成分为活性TiO2,同时添加增强活性的V2O5金属氧化物,在需要进一步增加活性时通常还要添加WO3。
此外,还需添加一些其他组分以提高抗断裂和抗磨损性能。
根据烟气中SO2的含量,氧化钛基催化剂中V2O5组分的含量通常为1%～5%,在燃用高硫煤时,为了控制SO2向SO3的转化率, V2O5的含量通常不超过2%。
TiO2具有较高的活性和抗SO2的氧化性。
V2O5是重要的活性成分, 催化剂的V2O5含量较高时其活性也高, 因此脱硝效率较高, 但V2O5含量较高时SO2向SO3的转化率也较高。
添加WO3则有助于抑制SO2的转化,可将SO2的转化率控制在1%以下。
燃煤电厂锅炉SCR催化剂的主流结构形式有平板式和蜂窝式2种。
平板式催化剂通常采用金属网架或钢板作为基体支撑材料,制作成波纹板或平板结构,以氧化钛(TiO2)为基体,加入氧化钒(V2O5)与氧化钨(WO3)活性组分,均匀分布在整个催化剂表面,将几层波纹板或波纹板与平板相互交错布置在一起。
蜂窝式催化剂则是将氧化钛粉(TiO2)与其他活性组分以及陶瓷原料以均相方式结合在整个催化剂结构中,按照一定配比混合、搓揉均匀后形成模压原料,采用模压工艺挤压成型为蜂窝状单元,最后组装成标准规格的催化剂模块。
平板式与蜂窝式催化剂通常是制作成独立的催化剂单元,由若干个催化剂单元组装成标准化模块结构,便于运输、安装与处理。
平板式催化剂的板间距与蜂窝式催化剂的孔径主要根据飞灰特性确定。
与蜂窝式催化剂相比,平板式催化剂不易发生积灰与腐蚀,常用于高飞灰烟气段布置，但平板式催化剂由多层材料构成,涂在其外层的活性材料在受到机械或热应力作用时容易脱落；此外,其活性表层也容易受到磨损。
SCR系统所出现的磨损和堵塞可以通过反应器的优化设计（设置烟气整流器）加以缓解。
为了扰动烟气中的粉尘，保证催化剂表面的洁净，通常在反应器上面安装声波吹灰器。
SCR反应塔中的催化剂在运行一段时间后其反应活性会降低,导致氨逃逸量增大。
SCR催化剂活性降低主要是由于重金属元素如氧化砷引起的催化剂中毒、飞灰与硫酸铵盐在催化剂表面的沉积引起的催化剂堵塞、飞灰冲刷引起的催化剂磨蚀等3方面的原因。
为了使催化剂得到充分合理利用,一般根据设计脱硝效率在SCR反应塔中布置2～4层催化剂。
工程设计中通常在反应塔底部或顶部预留1～2层备用层空间,即2+1或3+1方案。
采用SCR反应塔预留备用层方案可延长催化剂更换周期,一般节省高达25%的需要更换的催化剂体积用量,但缺点是烟道阻力损失有所增大。
SCR反应塔一般初次安装2～3层催化剂,当催化剂运行2～3a后,其反应活性将降低到新催化剂的80%左右,氨逃逸也相应增大,这时需要在备用层空间添加一层新的催化剂；在运行6～7a后开始更换初次安装的第1层；运行约10a后才开始更换初次安装的第2层催化剂。
更换下来废弃催化剂一般可进行再生处理、回收再利用或作为垃圾堆存填埋。
一般对催化剂进行再生处理后得到的催化剂的脱硝效果和使用寿命接近于新催化剂, 再生处理费用约为新催化剂的40%～50%。
不同的催化剂具有不同的适用温度范围。
当反应温度低于催化剂的适用温度范围下限时，在催化剂上会发生副反应，NH3与SO3和H2O反应生成（NH4）2SO4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，导致有效通道和面积减少，从而使催化剂失活；温度越高催化剂失活越快。
还原剂还原剂NH3的用量一般根据期望达到的脱硝效率，通过设定NH3和NOx的摩尔比来控制。
催化剂的活性不同，达到相同转化率所需要的NH3/NOx摩尔比不同。
各种催化剂都有一定的NH3/NOx摩尔比范围，当摩尔比较小时，NH3和NOx的反应不完全，NOx的转化率低；当摩尔比超过一定范围时，NOx的转化率不再增加，造成还原剂NH3的浪费，泄漏量增大，造成二次污染。
NH3与烟气的混合程度也十分重要，如混合不均，即使输入量大，NH3和NOx也不能充分反应，不仅不能到达有效脱硝的目的，还会增加NOx的泄漏量。
当速度分布均匀，流动方向调整得当时，NOx转化率、液氨泄漏量及催化剂的寿命才能得到保证。
采用合理的喷嘴格栅，并为NH3和废气提供足够长的混合通道，是使NH3和废气均匀混合的有效措施。
SCR烟气脱硝系统以氨作为还原介质,供氨系统包括氨的储存、蒸发、输送与喷氨系统。
氨的供应有3种方式: 液氨(纯氨NH3,也称无水氨或浓缩氨),氨水(氨的水溶液, 通常为25%～32%的氢氧化铵溶液)与尿素( 40%～50%的尿素颗粒溶液) 。
目前,电厂锅炉SCR装置普遍使用的是液氨。
液氨属化学危险物质,对液氨的运输与卸载等处理有非常严格的规程与规定。
采用氨水虽可以避开适用于液氨的严格规定（氨水可在常压下运输和储存）,但经济性差,需要额外的设备和能量消耗,并需采用特殊的喷嘴将氨水喷入烟气。
喷氨系统采用液氨作为还原剂时, 在喷入烟气管道前需采用热水或蒸汽对液氨进行蒸发。
氨被蒸发为氨气后, 通常从送风机出口抽取一小部分冷空气(约占锅炉燃烧总风量的0.5%～1.0%) 作为稀释风,对其进行稀释混合,形成浓度均匀的氨与空气的混合物(通常将氨体积含量控制在5%以内) , 通过布置在烟道中的网格状氨喷嘴均匀喷入SCR反应塔前的烟气管道。
大型燃煤电厂锅炉烟气管道尺寸非常庞大,如前所述,SCR喷氨系统设计是运行中的关键技术之一,是如何保证SCR反应塔入口的烟气流速和NOx浓度的分布与喷入氨的浓度分布相一致,以得到较高的脱硝效率并避免氨逃逸的关键。
为了提高SCR装置的运行性能,同时防止飞灰腐蚀与堵塞问题,要求烟气均匀进入SCR反应塔。
采取的技术措施是采用烟气导流挡板与均流装置尽可能使反应塔入口烟气的温度、速度与NOx浓度均匀分布。
SCR反应塔的最佳形状与烟气导向挡板和均流装置的最佳结构,通常是通过烟气冷态流动模型试验并结合三维两相流动数值模拟计算结果来确定的。
同时,根据烟气速度分布与NOx的分布,需要采用覆盖整个烟道截面的网格型多组喷嘴设计,把氨与空气的混合物均匀地喷射到烟气中,并采用多组阀门以尽量单独控制各喷嘴的喷氨量。
为使氨与烟气在SCR反应塔前有较长的混合区段以保证充分混合,应尽可能使氨从远离反应塔入口处喷入。
SCR脱硝效率是通过喷氨量来调整的,因此喷氨部位的选取同NH3/NOx比摩尔比一样重要。
加氨部位应在NOx浓度及烟气流速分布均匀的地方。
加氨量是根据SCR入口NOx浓度和允许的NOx排放浓度,通过反馈信号来修正喷氨量的。
NH3/NOx摩尔比表示需要的喷氨量的多少。
脱硝效率一般随NH3/NOx摩尔比的增大而增大, 但当NH3/NOx摩尔比大于1.0时,氨逃逸量会急剧增大。
同时,氨氧化等副反应的反应速率也将增大。
所以,实际运行中通常将NH3/NOx摩尔比控制在0.50～1.00。
由于喷氨量及NOx排放浓度均根据NOx在线监测仪表的指示值来控制，因此NOx在线监测仪表的准确性至关重要，直接关系到催化脱硝装置的运行效益、NOx 的排放浓度等指标的高低。
为此，NOx在线监测仪表需要设置专业人员进行维护、保养、校验与检修。
氨逃逸SCR反应塔出口烟气中未参与反应的氨(NH3)称为氨逃逸。
氨逃逸量一般随NH3/NOx 摩尔比的增大与催化剂的活性降低而增大。
因此,氨逃逸量的多少可反映出SCR系统运行性能的好坏及催化剂活性降低的程度。
在很多情况下,可依据氨逃逸量确定是否需要添加或更换SCR反应塔中的催化剂。
SCR系统日常运行中监测氨逃逸量的经济实用方法是对飞灰氨含量进行测试分析。
氨逃逸会导致:生成硫酸铵盐造成催化剂与空气预热器沾污积灰与堵塞腐蚀,烟气阻力损失增大；飞灰中的氨含量增大,影响飞灰质量；FGD脱硫废水及空气预热器清洗水的氨含量增大。
对于燃煤电厂锅炉,当SCR布置在空气预热器前时,硫酸铵盐会沉积在空气预热器的受热面上而产生堵塞、沾污积灰与腐蚀问题。
早期设计的SCR要求逃逸控制在5×10- 6以下,但目前的设计要求是将氨逃逸控制在3×10- 6以内,目的是尽量减少硫酸铵盐的形成,以减少氨逃逸对SCR下游设备的影响。
硫酸铵盐的生成取决于NH3/NOx摩尔比、烟气温度与SO3浓度以及所使用的催化剂成分。
烟气中SO3的生成量取决于2个因素:锅炉燃烧形成的SO3以及SCR反应塔中SO2在催化剂的作用下氧化形成的SO3。
SCR设计中通常要求SO2/SO3转化率小于1%。
对于硫酸铵盐造成的堵塞问题,大多数电厂使用吹灰器进行清洗。
经验表明, 硫酸氢铵容易用水清除, 安装SCR后空气预热器的清洗次数要增加,必要时空气预热器低温段受热面采用搪瓷材料以避免酸腐蚀。