低温脱硝催化剂研究

第22卷第5期 电 站 系 统 工 程 V ol.22 No.5 2006年9月

Power System Engineering Sep., 2006

文章编号：1005-006X(2006)05-0030-04

控制氮氧化物排放的低温SCR 催化剂及工程应用*

南开大学 沈伯雄 王成东 郭宾彬 梁 材 史展亮

摘 要：讨论了选择性催化脱硝工艺（SCR ）的原理、工艺分类和工程应用情况，着重介绍了低温SCR 催化剂的研究、工艺和工程应

用问题，对低温SCR 工艺的发展方向做出了分析和展望，并提出了一些具体建议。

关键词：低温SCR ；烟气脱硝；选择性催化还原；氮氧化物 中图分类号：X703 文献标识码：A

Low Temperature Selective Catalytic Reduction (SCR) Technology and Engineering Application

SHEN Bo-xiong, WANG Cheng-dong, GUO Bin-bin, LIANG Cai, SHI Zhan-liang

Abstract: As a prelude to discuss low temperature selective catalytic reduction (SCR) technology, the basic principle, three type classification and application on engineering of SCR technology, are discussed. The research status, designs and engineering application of low temperature SCR catalyst are introduced. Some analyses and proposals on the development of low temperature SCR for the future are also given.

Key words: low temperature SCR; flue gas denitrification technology; SCR; NO x

我国的能源结构是以煤炭为主的，煤炭消耗量还将持续增长。据统计，目前我国发电装机容量中火电装机容量占74%以上，在未来的很长一段时间里，燃煤所造成的氮氧化物污染是继二氧化硫污染之后的又一重要的环境问题。同时于2004年1月实施的《火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2003）》对第三时段的电站锅炉氮氧化物最高允许排放浓度降低到了450～1 100 mg/m 3。随着经济和社会的发展，氮氧化物的控制标准将逐渐严格。

目前，针对固定源NO x 控制技术主要有两类：一类为燃烧过程控制技术，其特点是控制燃烧过程中NO x 的生成，包括炉型和设计参数的选择、运行调整和低NO x 燃烧技术，以此来控制燃烧过程中燃料型、热力型和快速型三种机理的氮氧化物；另一类为燃烧后控制技术，即各种烟气de-NO x 技术，其特点是将烟气中已生成的NO x 固定下来或还原为N 2。炉内氮氧化物控制技术一般以降低锅炉热力效率为代价，其脱硝效率也不高，而炉后的烟气脱硝技术中的选择性催化还原法（SCR ），效率高，对锅炉原有设备改造不大，是一种比较有潜力的脱硝技术。

1 SCR 原理及其分类

1.1 SCR 的基本原理

SCR 是利用适当的催化剂，在一定的温度下，以氨等作为还原气体，利用还原剂的选择性，优先与氮氧化物发生反应，将它还原成氮气和水。”选择性”是指氨等还原剂在催化剂作用下有选择地进行还原反应，这里主要选择还原NO x 。

O 6H 4N catalyst

O 4NO 4NH 2223+???→?++

O 6H 3N catalyst

O 4NH 2NO 22232+???→?++

收稿日期: 2006-02-27

沈伯雄(1971-)，男，副教授。环境科学与工程学院，300071

*国家自然科学基金 (50506013)和天津市自然科学基金(06YFJMJC06200) 资助

1.2 SCR 工艺的分类

SCR 的分类一般有3种：其一是按照SCR 所使用的催化剂种类而分；其二是依据SCR 反应器内填装的催化剂所适用的烟气温度条件不同进行分类；第三种是依据SCR 装置所布设的位置进行分类。按照催化剂进行划分，主要依据的是组成SCR 工艺的主体部分催化剂的催化成份和载体类别进行分类，SCR 工艺可以分为：负载贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和其它高活性载体催化剂。在这三类催化剂中，负载贵金属的催化剂是SCR 工艺初期和现在机动车尾气所主要采用的催化剂，其突出的优点是催化剂稳定性和抗毒性好，低温活性较好；但选择性相对来说不是很好，造成脱硝过程中N 2O 生成量较多，造成实际脱硝效率下降。过渡金属氧化物催化剂是目前应用较为广泛的一类催化剂，尤其是在电厂和工业锅炉的烟气治理过程中应用更多，其优点是具有价格合理，较高的选择性和热稳定性；但是烟气存在的二氧化硫等物质仍然可以降低催化剂的活性和使用寿命。同时正在开发一些催化剂，包括应用于高温SCR 中的分子筛和应用于低温SCR 的活性炭纤维载体及催化剂。

按照催化剂适用的烟气温度条件分类，一般按照不同的温度使用窗口可以将SCR 工艺分为：高温、中温、低温三种不同的SCR 工艺。高温SCR 一般指的是催化剂的适用温度在450～600 ℃及以上，中温SCR 是指催化剂的适用温度在320～450 ℃，而低温SCR 是指催化剂的适用温度在120～300 ℃。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TiO 2为载体，上面负载钒、钨和钼等主催化剂或助催化剂。

按照SCR 装置所布设的位置不同进行分类，SCR 工艺可以划分为高灰段、低灰段和尾部布置三种类型。安装于空预器和ESP （电除尘）前、空预器前但高温ESP 后、FGD 之后三种形式（见图1）。高灰分工艺要求催化剂适用于中温条件，有较强的抗阻塞能力，有较强的抗碱金属毒性、抗

第4期沈伯雄等：控制氮氧化物排放的低温SCR催化剂及工程应用 31

SO2毒性等。低灰份催化剂适用中温条件，仍然要求具有抗SO2毒性。尾部布置虽然使催化剂免受高粉尘和SO2的毒害[1,2]，但中温的催化剂需要再热而浪费大量能耗。研究和开发具有低温特性的SCR显然具有十分重要的意义。

图1 SCR工艺的三种主要布置方式

1.3 SCR工艺应用状况

从近几年的应用趋势可以看出SCR工艺正在被不断地应用于电厂的烟气脱硝。到目前为止，全世界应用SCR烟气处理技术的电站燃煤锅炉容量已经超过178.1 GW。过去德国和日本在SCR工艺应用方面一直走在世界的前列，日本安装有SCR装置的机组容量约有23.1 GW，欧洲安装有SCR装置的机组容量约有55 GW；美国最近几年的发展也较为迅速，安装有SCR装置的机组容量已经在近几年超过100 GW。

中国漳州后石电厂6×600 MW燃煤机组同步安装SCR 脱氮装置已经投入商业运行。但是近几年随着NO x排放标准不断提高，中国的烟气脱硝正迅速发展起来，在建SCR 项目有江苏徐州阚山发电厂、浙江宁海电厂、广东台山电厂、厦门嵩屿电厂等，近期拟建烟气SCR脱硝装置的有国华北京第一热电厂、大唐北京高井发电厂等项目。可以看出SCR 工艺在中国也正在被普遍接受。但目前，国内应用形式是中温的SCR工艺，并且是以引进技术占主流。催化剂的使用寿命大多小于五年，催化剂的更换在日常运行投资中占有很重要的比例；中温催化剂的尾部布置虽然极大地延长了催化剂使用寿命，但是二次能耗又进一步增加了运行成本。国内应该开发具有自主知识产权的低温SCR工艺。

2 低温SCR工艺和催化剂的研究

低温SCR工艺通常是指SCR反应器内采用的催化剂的适用温度在120～300 ℃或者更低的温度上，布置形式视具体的应用而不同，对于电站锅炉一般可采用尾部布置，催化剂通常也是采用价格低廉的金属氧化物为主。

低温SCR工艺最为核心的问题是低温催化剂的研制和其结构设计。能够适合SCR尾部布置和其他低温应用的需要，同时又可以减少对烟气进行再加热，就能够很好地脱除烟气中的NO x，这就必然要求催化剂的温度窗口在120～300 ℃之间有较高的脱硝效率。

2.1 低温SCR催化剂研究现状

在国内外很多研究单位开展了对低温SCR催化剂的研究，主要研究内容包括了低温催化剂和催化剂载体。目前国内外在低温SCR催化剂的研究和开发基本上集中于过渡金属氧化物的催化作用。铜或铜的化合物被认为具有较好的低温催化特性[3～4]，以氨为还原剂，可以达到90%以上的脱硝效率，但当烟气中有二氧化硫存在时，催化剂的活性将受到很大的影响。

国外文献[5]用共沉淀法制备了M-Mg-Al的水滑石（其中M=Cu2+,Co2+和Cu2++Co2+）催化剂，比较了它们的混合催化特性。研究结果表明：Cu-Mg-Al＞Cu-Co-Mg-Al＞Co-Mg-Al，其中Cu-Mg-Al在温度为200～250 ℃范围内表现出80%～95%的脱硝效率，但该文献对烟气中存在的SO2和水蒸汽的影响没有深入讨论。

国外文献[6]报道了MCr2O4 (M =Mg, Zn, Fe, Co, Ni, Cu)的催化剂，在250 ℃左右能达到60%以上的脱硝效率。

锰（Mn）被认为具有非常突出的低温催化特性。国外文献[7]报道的锰的复合型催化剂Mn-Ce-O x是目前报道的低温SCR催化剂中活性最高的催化剂，实验研究表明在Mn/(Mn+Ce)的比例为0.3时，该催化剂在低温下（120 ℃）和很高的流速下保持近乎100%的脱硝效率。研究结果表明，复合型的催化剂比任何一种单一组分的效果都好。

在中温情况下（300～400 ℃），钒的氧化物对NO的催化转化率较高，但容易把烟气中的二氧化硫氧化形成三氧化硫，再与氨反应形成硫氨化合物，粘附在催化剂表面使催化剂中毒，所以商业的中温SCR催化剂V2O5-WO3 (MoO3)/TiO2中往往控制V2O5含量。但最近公布的研究资料表明，在低温的SCR系统中，钒的氧化物不仅具有一定的脱硝效率，而且对于低浓度的SO2具有较好的抗毒作用，这可能是低温下钒对二氧化硫氧化率比较低。国外文献[8]证实了负载在炭-陶瓷载体上的钒具有较好的低温特性，同时该催化剂对二氧化硫的抗毒能力大于目前报道的锰的催化剂。但烟气中存在的水蒸汽对该催化剂还是稍微有影响，研究结果表明，水蒸汽对它的影响主要是水蒸汽分子吸附在催化剂表面，造成了对NO吸附量的减少。国外文献[9]报道了在蜂窝载体上负载碳材料，再在碳材料上负载V催化剂，进行了低温SCR特性研究，在150 ℃温度下得到了59.8%～72.1%的脱硝效率，在180 ℃温度下得到68%～78.6%的脱硝效率。

国内中国科学院山西煤化学研究所也对负载在炭蜂窝载体上的V2O5进行研究，在200 ℃温度下，该催化剂不仅具有一定的脱硝效果，而且同时具有抗SO2毒害的性能[10～12]。

文献[13～14]报道了在丝光沸石与分子筛上负载Ce催化剂，不仅得到比较高的脱硝效率，而且可以把没有反应完全的NH3转化为N2，减少了NH3的二次泄漏。

南开大学环境学院最近以炭材料为载体，在实验室下合成了以Mn、V和Ce构成的复合氧化物为催化剂，在低温下具有较高的脱硝效率，同时对烟气中存在的二氧化硫具有一定的抵抗能力。开发具有工程实用性的低温SCR催化剂和载体仍然需要进一步研究。

2.2 低温SCR工程应用

(1) 催化剂选择和催化剂典型设计参数

催化剂的选择是SCR工程设计的重要组成部分，因为催化剂型式和添加量与脱硝效率及脱硝投资有着很大的关系。不同的催化剂或不同配比的催化剂其脱硝效率、选择性、对

SO 2氧化率、自身物化特性、使用温度、稳定性、使用寿命等都有很大不同。因此，催化剂的选择是关系到脱硝效率及投资、运行的关键所在。工程实际选择时，应依据所使用的烟气状况、脱硝效率、投资额度等相关要求，在充分评价与论证的基础上进行合理选择。

在工业生产中，催化剂的设计主要涉及到的是催化剂支撑材料和活性材料的配比、催化剂的基本型式和尺寸等。既要考虑到如何发挥催化剂的最大效率和尽可能地延长使用寿命，减少气体的压降和催化剂的阻塞，同时又要兼顾到具体使用场地的具体条件。下表为日本触媒的催化剂的一些基本规格参数和适用工况。

低温SCR 可以用蜂窝状碳材料为载体，上面再负载低温型的催化剂来实现。碳材料载体的开发和应用是低温SCR 的关键。

表 日本触媒的蜂窝状催化剂规格

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10外部尺寸

/mm

150 150 150 150 150150 150 150 150150

孔数/pcs 20×2021×2123×23 25×2526×2630×30 35×3540×4045×4550×50Pitch 值

/mm 7.35 7.0 6.45 5.95 5.7 4.95 4.25 3.7 3.3 2.96

开孔直径

/mm

6.35 6.0 5.55 5.30 4.85 4.35 3.75 3.2 2.9 2.56

壁厚/mm 1.0 1.0 0.9

0.65 0.850.6 0.5 0.5 0.40.4接触面积

/m 2·m -3 451 470 522 589 577696 816 910 1,0441,137

最大长度

/mm

1,000 1,000 1,000 700 1,000 800 700 1,000700600

适用于高灰煤

适用于低灰煤 适用于重油

适用燃 料范围 适用于天然气

(2) 低温SCR 反应器设计和布置

低温SCR 系统在电厂中的布置一般采用的是尾部布置，反应器内催化剂的填装也可以采用传统的的2+1设计模式（见图2）。即：反应器具有三层催化剂的总添加容量，在初期运行先添加两层催化剂预留一个催化剂添加位，当催化剂活性降低，尾部NO x 监测显示超出允许排放范围时，再添加第三层，从而充分有效地利用催化剂，使系统保证运行效率同时减少运行成本。催化剂层上安置吹灰器，目前采用的吹灰方式大多是高压蒸汽吹灰，也可以采用先进的超声波吹灰器以减少对催化剂本身的影响。在烟气的进口百叶窗对烟气流量进行调整和控制，保证催化剂的利用率。在反应器的进气和出气管道间安设旁路，从而保证SCR 反应器在锅炉运行时进行必要的催化剂更换和故障检修。

图2 低温SCR 的工艺流程

SCR 催化反应器的压力损失是设计中应当着重考虑的问题，压力损失与催化剂的型式、用量和使用时间等都有着

很大的关系。因此，设计时应根据烟气催化剂和脱硝装置生产厂家提供的设计参数，合理选择引风机等辅助设备[15-17]。

(3) 烟气和氨的混合

图3是加氨系统流程图，氨与空气混合经过蒸发器加热蒸发后进入喷氨格栅（AIG ），随后与烟气混合。烟气和氨的混合是SCR 运行中的重要问题，如果二者混合不均，不但影响脱硝效率和经济性，同时也容易造成局部喷氨过量腐蚀设备和造成空气的二次污染。因此，要合理的布置AIG 、烟气/氨混合器的位置和选择适合的氨喷嘴型式。工程设计时，AIG 和混合器的位置及喷嘴形式是根据烟道的布置情况，通过中试试验来确定。同时，也应当尽可能在设计时优化烟道，加设烟气导流挡板，使进入SCR 反应器内的烟气气流分布均匀，流量可适当调控[18,19]。

图3 加氨系统流程图

(4) 低温SCR 工程应用的其他问题

烟气温度：因为不同的低温催化剂，其温度窗口还是略有差别的，烟气的温度对催化剂的脱硝效率和使用寿命依然会有很大影响。因此，应根据具体参数选用相宜的催化剂。

烟气空速：在反应器内，空速过大，烟气与催化剂的接触时间短，NO x 与NH 3的反应不充分，NO x 的去除率低，难于达到允许的排放标准；但若空速过小，反应器利用率过低，降低了经济效益。

NO x 与NH 3摩尔配比：设定NO x 与NH 3的摩尔比可以调节脱硝效率和NH 3泄漏。摩尔比较小时，NO x 与NH 3的反应不充分，NO x 去除率低；当摩尔比超过一定范围时，NO x 去除率有所增加，造成氨泄漏量增大。

NO x 、NH 3准确监测：NO x 排放浓度、喷氨量、氨泄漏量均根据SCR 在线控制系统的NO x 、NH 3监测值来控制。因此，二者的准确监测，将直接关系到脱硝系统的正常运行和运行的经济性。

低温SCR 工艺是一种同时具有良好环境效果和经济效益的烟气处理工艺，完全符合我们在追求环境效率时同时追求的低投入、低消耗的期望。因此，不难看出低温SCR 工艺是一个很值得发展的烟气净化工艺，也将是SCR 工艺发展的必然趋势。

3 低温SCR 存在问题和开发研究方向

使用NH 3选择性还原NO x 的低温SCR 工艺的研究已经取得了很大的成绩，但是与中高温SCR 或其他烟气脱硝工艺相比，低温SCR 脱硝工艺存在以下问题：

(1) 低温催化剂的研究和开发仍然需要进一步深入，包括催化剂本身活性和有效温度范围研究。

(2) 由于温度降低后，氨和三氧化硫形成的硫氨化合物更加容易粘附在催化剂表面，要求低温催化（下转第34页）

3.3 一、二、三室的风量匹配大致如下：

A B

5#炉

150 MW 风门开度

/%

风量

/km3·h-1

压差

/kPa

风门开

度/%

风量

/km3·h-1

压差

/kPa

一室100 5 300 17.3 100 5 30016.8

二室57 5 300 13.4 36 5 30013.6

三室25 2 200 3.56 32 2 272 3.79 3.4 二、三室的渣量比例，按现时烧混煤二室排渣约是三室的5倍。

4 效果分析及改进建议

自从按设定的方式实施后，冷渣器能正常运行，运行人员工作量大为减轻。

二、三室之间的隔墙，有必要降低，让三室排渣量增大。

5 结论

风水联合冷渣器只要控制好原煤粒度，正确运用，是能较好地完成排渣任务的，从另一个角度来说，根据该厂的运行经验，风水联合冷渣器能够接受的原煤粒度，也是保证循环流化床锅炉能较好运行的基本原煤粒度，否则循环流化床锅炉将处于非正常运行状态。□

CFB锅炉冷渣器优劣对比

流化床型风水联合式滚筒式

冷却效果强（直接换热+表面换热）中等（表面换热）

对渣的适

应性

敏感（大颗粒不流化造成堵渣、

结焦）

适用于含有大颗粒底渣

细床料回

收

选择性回收细床料，能提高炉

膛上部灰浓度，特别适于燃用

成灰特性差的煤种（床料粗）

细床料随排渣放掉，损失部

分有效内、外循环物料，对

提高带负荷能力和提高η燃

不利

热回收

风冷占相当比例，热风返回炉

膛提高热利用率，水温上升，

提高了机组热利用率

水温上升，提高了机组热利

用率

对炉内燃

烧工况的

影响

进入炉膛的冷渣流化风风速

低，混合差，不利燃烧

可增加二次风喷口风速，穿

透能力强，有利于补充炉膛

中心氧量

电耗

2～3台流化风机，电耗大约需

350 kW

2台滚筒冷渣器电机电耗约

为15 kW（但二次风机要增

加一定的电耗）

环境污染正压系统，漏灰严重，噪音大微负压，清洁，噪音低

调节手段锥形阀价格高电机调速，价格低

其他不存在机械磨损和机械密封有机械磨损和机械密封问题

编辑：巨川

（上接第32页）剂对烟气中的二氧化硫具有更低的氧化率。

(3) 低温下烟气中的水蒸汽对催化剂的影响研究有待进一步深入。

(4) 基于炭材料载体的大型化生产问题。

低温SCR的研究方向就是要进一步改进低温催化剂存在的以上性能方面的不足，不断改进SCR工艺的设备设计，进行实验研究和工程应用相结合，寻求提高效率、降低造价和运行成本的途径。这将使SCR工艺不仅具有良好的环境效益，同时也具有良好的经济效益和更广阔的应用前景。□

参考文献

[1] 李丽, 王道. 氮氧化物选择催化还原的研究进展[J]. 工业催化,

2003, 6(6): 2～6.

[2] 贾双燕, 路涛, 李晓芸, 等. 选择性催化还原烟气脱硝技术及其在

我国的应用研究[J]. 电力环境保护, 2004, 20(3): 19～21.

[3] Guoyong Xie, Zhenyu Liu, Zhenping Zhu, et al. Simultaneous

removal of SO2 and NO x from flue gas using a CuO/Al2O3 catalyst sorbent I. Deactivation of SCR activity by SO2 at low temperatures [J].

Journal of Catalysis, 2004, 224: 36～41.

[4] 滕加伟, 宋庆英, 于岚. 低温脱除NO x催化剂的开发[J]. 工业催化,

2003, 11(12).

[5] Lucjan Chmielarz, Piotr Ku′strowski, Alicja Rafalska-?asocha, et al.

Catalytic activity of Co-Mg-Al, Cu-Mg-Al and Cu-Co-Mg-Al mixed oxides derived from hydrotalcites in SCR of NO with ammonia [J].

Applied Catalysis B: Environmental, 2002, 35: 195～210.

[6] J S?oczynski, J Janas, T Machej, et al. Catalytic activity of chromium

spinels in SCR of NO with NH3 [J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2000, 24: 45～60.

[7] Gongshin Qi, Ralph T Yang. Performance and kinetics study for

low-temperature SCR of NO with NH3 over MnO x–CeO2 catalyst [J].

Journal of Catalysis, 2003, 217: 434～441. [8] Teresa Valdés-Sol?s, Gregorio Marbán, Antonio B Fuertes.

Low-temperature SCR of NO x with NH3 over carbon-ceramic supported catalysts [J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2003, 46:

261～271.

[9] E Garc′?a-Bordejé, L Calvillo, M J Lázaro, eat al. Vanadium

[10] supported on carbon-coated monoliths for the SCR of NO at low

temperature: effect of pore structure [J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2004, 50: 235～242.

[11] Yanli Wang, Zhanggen Huang, Zhenyu Liu, eat al. A novel activated

carbon honeycomb catalyst for simultaneous SO2 and NO removal at low temperatures [J]. Carbon, 2004, 42: 423～460.

[12] Zhu Z, Liu Z, Liu S, eat al. Mechanism of SO2 promotion for NO

reduction with NH3 over activated carbon-supported vanadium oxide catalyst [J]. J Catal, 2001, 197: 6～16.

[13] Zhu Z, Liu Z, Liu S, eat al. A novel carbon-supported vanadium oxide

catalyst for NO reduction with NH3 at low temperatures [J]. Applied Catalysis B, 1999, 23: 29～33.

[14] 梁斌, 邱礼有, H P Acalis, 等. Ce/β分子筛上NH3选择还原NO反

应动力学研究[J]. 高等化学工程学报, 1999, 13(3): 217～222. [15] Ito E Hultermans, R J Lugt, P M Burgers et al. [J]. Applied Catalysis

B: Environmental, 1994(4): 95～104.

[16] 张强, 许世森, 王志强. 选择性催化还原烟气脱硝技术进展及工程

应用[J]. 热力发电, 2004(4): 1～6.

[17] 陈代宾. 燃煤电厂选择性催化脱硝工艺的实践与探讨[J]. 电力环

境保护, 2003, 19(9): 21～23.

[18] 邓永强, 胡将军, 邓永华, 等. 高尘区选择性催化还原法的主要影

响因素分析[J]. 电力环境保护, 2004, 20(9): 28～30.

[19] U.S. Department of Energy Office of Fossil Energy Federal Energy

Technology Center. Demonstration of Selective Catalytic Reduction Technology to Control Nitrogen Oxide Emissions From High-Sulfur, Coal-Fired Boilers: A DOE Assessment [R]. DOE/FETC-2000. [20] 黄建军, 路达, 赵毅. 氮氧化物催化还原技术在火电厂的应用研究

[J]. 电力情报, 2002 (3): 27～29.

编辑：闻彰

低温SCR催化剂课件资料

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

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NO X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NO X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。将烟气中的NO转化为高价态，需引入较强的SCR低温脱硝催化剂，在众多催化剂中，SCR低温脱硝催化剂是最环保最清洁的SCR低温脱硝催化剂，它以低温脱硝催化技术最为简单有效，在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物，另外不同于其它催化剂，工作环境恶劣，自由基存活时间非常短，能耗较高，SCR低温脱硝催化剂的生存周期相对较长，能将少量氧气或空气电离后产生催化氧化，然后送入烟气中，可显著降低能耗。 三、技术原理 SCR低温脱硝催化剂具有很强的催化性，完全有能力将烟气恶劣环境中的NO氧化成高价态，提高烟气中氮氧化物的水溶性，从而将NO脱除。利用SCR 低温脱硝催化剂将NO催化为高价态的氮氧化物后，需要进一步地吸收。常见的吸收液有Ca(OH)2、CaCo3等碱液。不同的吸收剂脱除的NO效果会有一定的差异。例如有人在利用水吸收尾气时，NO的脱除效率可达到80%以上，这是利用气体在水中的溶解度进行吸收，也有试验利用吸收液将高价氮氧化物还原成为N2后直接排入大气中。 四、技术性能 采用SCR低温脱硝催化剂脱硝技术可得到较高的NO X脱除率，典型的低温

1500立方低温脱硝催化剂生产线项目可研报告-

年产1500立方低温蜂窝式脱硝催化剂 生产线项目 可行性研究报告

目录 一、项目建设背景及必要性 (3) 1.1 项目建设背景 (3) 1.2项目建设必要性 (3) 二、项目概况 (4) 2.1项目概述 (4) 2.2建设地点、规模及建设内容 (4) 2.3主要技术及来源 (4) 2.4产品方案及发展方向 (14) 三、总体布置方案、厂区面积、占地范围 (15) 四、技术方案的介绍 (16) 4.1 生线工艺介绍 (16) 4.2 主要设备介绍及清单 (17) 五、项目实施计划 (29) 六、经济性分析 (30) 6.1投资费用分析 (30) 6.2 运行成本分析 (31) 七、市场容量分析 (32) 7.1 低温催化剂行业市场需求容量 (32) 7.2 产品竞争能力分析 (32) 八、项目风险分析 (33) 九、结论 (33)

一、项目建设背景及必要性 1.1 项目建设背景 氮氧化物的控制是国家经济可持续发展和环境保护的紧迫客观要求，脱硝行业的发展已得到国家相关政策法规的有力支持，中高温SCR脱硝技术已经在火电等行业取得了广泛成熟的应用，而低温SCR脱硝技术刚处于起步阶段，其市场需求十分迫切、市场空间潜力巨大。低温SCR脱硝的核心技术是低温催化剂。 催化剂的生产属于环保产业，在对环保产业的发展上，国家给予了积极鼓励的扶持政策。在《国家环境保护科技发展规划》中，“鼓励企业自主开展和国际科技合作的科技发展计划项目”,《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》中指示“积极发展环保产业”，“重点发展具有自主知识产权的重要环保技术装备和基础装备，在立足自主研发的基础上，通过引进消化吸收，努力掌握环保核心技术和关键技术”。“推动环境科技进步”，“组织对污水深度处理、燃煤电厂脱硫脱硝、洁净煤、汽车尾气净化等重点难点技术的攻关，加强高新技术在环保领域的应用”。这些政策给环保产业创造了宽松的发展环境并指明了环保产业的发展方向，同时对如何建立低温催化剂生产线具有一定的指导作用。 1.2项目建设必要性 我国常规催化剂（使用温度350℃左右）在废气NOx的减排中应用非常成熟，目前已得到广泛应用，市场容量已逐渐趋于饱和。但受温度区间和使用场地限制，常规催化剂不再适用，低温催化剂成为首选。低温催化剂主要适用于小型燃气、燃油锅炉、生物质锅炉、垃圾焚烧炉、危废处理锅炉、焦化行业以及部分建材行业窑炉等。以上这些行业NOX排放总量非常巨大，在这样巨大的排放量下，已投入脱硝运行和正在实施低温脱硝项目的企业微乎其微，随着国家对环境保护和可持续发展的重视，以及超低排放政策严格执行，这些行业低温脱硝面临着一个巨大发展潜力的市场，相应地低温催化剂生产也面临着一个良好的前景。

蜂窝式低温脱硝催化剂的煅烧温度对催化性能的影响

蜂窝式低温脱硝催化剂的煅烧温度对催化性能的影响 摘要：本文对低温蜂窝脱硝催化剂制备工艺中煅烧工艺的温度进行考察，通过对比不同煅烧温度对催化剂产品性能的影响，得出结论：500℃煅烧的催化剂产品，表面微孔结构最细致均匀，比表面积比550℃和600℃的分别高4.3%和12.5%，150℃-270℃之间，相同烟气温度的工况下，500℃对应的催化剂脱硝效率比550℃、600℃对应的催化剂分别高5%和8%，同时强度并没有下降很多。 关键词：脱硝;低温催化剂;煅烧温度 前言 选择性催化还原(SCR)法是目前广泛采用的去除NOx的有效方法之一。工业应用的催化剂大多反应温度为300-500℃，才能发挥催化剂的最佳活性，而采用低温 (60-180℃)SCR催化剂能适应将SCR装置直接配置于电除尘之后，避免工业催化剂由于高温操作所必需的烟气预热能耗，又能减轻烟尘对催化剂的毒化作用，延长催化剂寿命。 蜂窝式脱硝催化剂的生产工艺中利用陶瓷化技术将具有脱硝活性的组分赋予一定的机械强度，使其能适应具有高灰分、烟气量大、高风速的工况[1]。目前，钛钨钒类蜂窝式脱硝催化剂基本采用600-615℃的煅烧工艺，但是实际上，根据组分的不同，不同金属之间的作用键的形成温度也是不同的[2]。本论文旨在探讨生产中不同煅烧温度对蜂窝催化剂性能的影响。 1 实验部分 1.1 催化剂制备工艺 本文中的18孔蜂窝式脱硝催化剂经过混炼(出料水分位28%，PH值为8.0)，预挤出(水分28%)，陈腐24小时，挤出(水分27.5%)，一干燥168小时(由一干燥转移至二干燥时水分为3%)，二干燥24小时(由二干燥转移至煅烧炉时水分≤2%)，煅烧50小时，切割等工段。 催化剂原料包括钛钨粉、硬脂酸、乳酸、纸浆棉、玻璃纤维、羧甲基纤维素、聚氧化乙烯。 1.2 催化剂的物相结构表征在X-射线粉末衍射仪(德国Bruker D8-Advance型)上室温下进行，使用Cu Kα射线源(λ=0.15418)，Ni滤波，工作电压为40kV，工作电流为40mA，扫描范围2θ为10-90°，步长为0.02°，扫描速度为10°/min，万特检测器检测。 1.3 催化剂比表面积测试使用的仪器是ASAP-2020型物理吸附仪(美国Micromeritics公司)。催化剂样品预先在-196℃下处理，然后进行测定。用BET公式和BJH模型计算样品的比表面积。

低温SCR脱硝催化剂研究现状

低温SCR脱硝催化剂研究现状 1 引言 氮氧化合物(NO，NO2，N2O)是空气污染的主要来源，他们能产生光化学烟雾，酸雨，臭氧空洞以及温室效应。几乎所有的NOx都来自于运输和火力发电厂。因此控制NOx在空气中的排放是一个亟待解决的问题。在我国的燃煤电站中大多采用低NOx燃烧技术，而脱硝效率较高的选择性催化还原(SCR)技术则相对应用较少[1]。在国外SCR脱硝技术应用十分广泛。SCR脱硝技术的核心是催化反应，成功开发用于催化反应的催化剂是关键。 商业上应用比较成功SCR脱硝催化剂主要是以钛钒基(V2O5/TiO2)与WO3或者MoO3的混合物[2]。虽然钒基催化剂有很高的活性和抵抗SO2的能力，但是还才存在很多缺点。这种催化剂在300-400℃这样一个很窄的温度区间有活性，在这个温度区间可以避免由NH4HSO4和(NH4)2S2O7这样的硫酸铵盐引起的毛孔堵塞[3]。这种高温SCR脱硝装置一把设在省煤器之后，空气预热器和脱硫装置之前，由于烟气未进行除尘处理，容易造成催化剂孔道堵塞，影响催化剂寿命。而低温SCR催化剂可以在能耗较低的情况下把催化剂布置在脱硫之后[4]，这样可以降低能耗，防止催化剂孔道堵塞，提高催化剂寿命。所以近年来开发低温高效、性能稳定的SCR脱硝催化剂成为学者们研究的热点。 2 SCR的基本原理 选择性催化还原法(SCR)脱硝是在催化剂存在的条件下，采用氨、碳氢化合物或者H2等作为还原剂，将烟气中的NOx还原为N2。 以NH3作为还原剂用SCR还原NOx时的主要化学方程式为[5]： 4NO + 4NH3 + O24N2 + 6H2O 2NO2 + 4NH3 + O23N2 + 6H2O 当以碳氢化合物作为还原剂时，碳氢化合物种类的不同导致其反应过程中的中间产物有着明显的区别，但多数情况下都有CO2的生成。这时，SCR反应的化学方程式[6]可以表示为： CxHy + mNO + (2x + y/2–m)O2xCO2 + m/2N2 + y/2H2O 当以H2作为还原剂时，主要的化学方程式[7]为： 2NO + 4H2 + O2N2 + 4H2O H2O和SO2存在下催化剂失活[8-10]以及在低于200℃时较低的N2反应选择性使得碳水化合物作为还原剂(HC-SCR,T<200℃)的工业技术的发展变的不可能。

SCR脱硝催化剂的发展历程

SCR脱硝催化剂的发展历程 SCR 反应的催化剂发展主要经历了四个阶段。最早是采用Pt、Rh、Pd 等贵金属作为活性组分，以CO 和H2或碳氢化合物作为还原剂，其催化反应的活性温度区间较低，通常在300 ℃以下，现在多用于柴油机的排放控制中；后来，引入了V2O5/TiO2 等在化工过程中采用的金属氧化物类催化剂，最佳活性温区多处于250~400 ℃，其中钛基钒类催化剂也是燃煤电站SCR 系统中最常采用的催化剂；再后来发展了碳基催化剂，使烟气同时脱硫脱氮技术得以发展；近年来，对金属离子交换沸石类催化剂研究较多，其有效的活性温区较高，最高可达600℃，对NOx 的催化还原和催化分解活性都很高，是研究中比较活跃的领域。 1 贵金属催化剂 Pt、Ph 和Pd 等贵金属类催化剂通常以氧化铝等整体式陶瓷作为载体，这种催化剂在20 世纪70 年代前期就已经作为排放控制类的催化剂而有所发展，并成为SCR 反应中最早使用的催化剂。贵金属催化剂对NH3氧化具有很高的催化活性，但在选择催化还原过程中会导致还原剂大量消耗而增加运行成本，同时，贵金属催化剂不仅造价昂贵，还易发生硫中毒，所以贵金属催化剂的研究目标是进一步提高低温活性，提高抗硫性能和选择性。目前，贵金属催化剂仅应用于低温条件下以及天然气燃烧后尾气中NOx 的脱除。在这类催化剂中，Pt 的研究相对深入，其本反应过程为NO 在Pt 的活性位上脱氧，然后碳氢化合物再将Pt- O 还原。Pt 催化剂的优点是具有较高的效率，缺点是有效温度区间较窄。在这类催化剂中，较多的采用CO 以及碳氢化合物作为还原剂。 2 金属氧化物催化剂 金属氧化物类催化剂，主要包括V2O5、WO3、Fe2O3、CuO、CrOx、MnOx、MgO、MoO3和NiO 等金属氧化物或其联合作用的混合物，如水滑石中提取出来的Co-Mg- Al，Cu-Mg- Al 和Cu- Co-Mg- Al 等。通常以TiO2、Al2O3、ZrO2、SiO2 等作为载体，这些载体主要作用是提供大的比表面积的微孔结构，在SCR 反应中所具有的活性极小。当采用这一类催化剂时，通常以氨或尿素作为还原剂。目前，工程应用上使用最多的是V2O5/TiO2 类催化剂。在以具有锐钛矿结构的TiO2 作为载体的钒类催化剂中，以化学组成来说，通常有几种不同类型，分别是V2O5 -WO3/TiO2，V2O5 -MoO3/TiO2，V2O5 -WO3-MoO3/TiO2 等，其中尤以V2O5-WO3/TiO2 研究以及应用较多，而单一活性成分的V2O5/TiO2则较少应用。各活性成分的主要作用是：V2O5 作为主要的活性组分，其担载量通常不超过1 %（质量分数）。这是由于V2O5 也可同时将SO2 氧化成SO3，这对SCR 反应很不利，因此，钒的担载量不能过大。锐钛矿结构的TiO2 作为载体主要是因为钒的氧化物的TiO2的表面有很好的分散度；SO2氧化生成的SO3与TiO2发生的反应

铁基中低温SCR脱硝催化剂性能研究.

英文摘要 铁基中低温SCR脱硝催化剂性能研究 摘要 氮氧化物(NOx)对人体、环境的危害很大，是目前国内外急需解决的问题之一。选择性催化还原法具有脱硝效率高、N2选择性好等优点，得到广泛使用。商业化的脱硝催化剂存在价格昂贵，活性温窗窄，活性窗口温度较高且废弃的催化剂易造成二次污染等问题，所以，开发廉价、低温、高效的环境友好型催化剂具有十分重要的意义。铁的氧化物具有环境友好、价格低廉以及还原性强等优点，在NOx 选择催化还原(SCR)脱除领域已经受到了国内外学者的广泛关注。本文主要针对氧化铁脱硝催化剂的制备、表征等各方面进行了研究。 本文首先考察了制备方法、助剂CeO2含量两个因素对非负载型Fe2O3催化剂性能的影响。通过XRD、XPS、H2-TPR、BET比表面积测试、UV-vis DRS等表征手段，对催化剂进行了表征，并且对催化剂的脱硝活性和对氨气的氧化率进行评价。然后，通过XRD、XPS、XRF、BET比表面积测试的表征手段，分析了一种工业级多元金属氧化物(MO)的基本性质，研究了其基础脱硝活性。以XO为催化剂基体，TiO2为载体，Fe2O3为活性组分制备了负载型脱硝催化剂。考察了XO及不同助剂对SCR催化活性的影响。利用XRD、H2-TPR、BET比表面积测试等技术对制备的催化剂进行了表征。 对非负载型Fe2O3催化剂研究表明：模板法比共沉淀制备的催化剂具有更大的比表面积，更强的氧化性和酸性，促进了催化剂脱硝活性的升高；前者比后者的活性温区宽，并且具有较好的高温脱硝活性。对不同含量CeO2催化剂的表征比较发现，当CeO2含量为2 %和4%时具有相对较高的催化活性和相对较小的氨气氧化率，这主要是由催化剂中铁物种氧化性的变化导致的。 对多元金属氧化物基本性质的研究表明，多元金属氧化物中主要有Fe、Si、Al等多种元素，颗粒表面存在Si、Na、Al、V等元素的富集。多元金属氧化物比表面积极低，基础脱硝活性较低，不适合直接作为脱硝催化剂或者活性组分。 制备了XO为催化剂基体，TiO2为载体，Fe2O3为活性组分的催化剂，考察基体对催化剂的影响。实验结果表明，加入多元金属氧化物后，催化剂比表面积减小、氧化性增强。在250 ℃-350 ℃内催化剂的脱硝活性在90 %以上，但是活性温窗较窄。分别使用CeO2、MoO3、WO3对催化剂进行掺杂，实验结果表明：掺杂后催化剂比表面积增大，有利于氨气的吸附，促进SCR反应的进行；CeO2掺杂后催化剂的脱硝活性在整体上提高，但是最佳活性温窗没有变宽或者变化；MoO3、WO3掺杂后催化剂的中低温活性降低，高温活性提高，活性温窗宽，并向高温移动。 III

颗粒状中低温SCR脱硝催化剂的制备及性能测试 王旭

颗粒状中低温SCR脱硝催化剂的制备及性能测试王旭 发表时间：2018-01-28T20:44:17.500Z 来源：《基层建设》2017年第32期作者：王旭 [导读] 摘要：随着社会的飞速发展，氮氧化物（NOx）对空气的污染日益严重，已经成为我国大气环境的主要污染物之一。 中国钢研集团上海金自天正信息技术有限公司上海 201900 摘要：随着社会的飞速发展，氮氧化物（NOx）对空气的污染日益严重，已经成为我国大气环境的主要污染物之一。本课题为实现低温SCR脱硝工艺，以改进Yoldas-滴球法制备的高比表面积、高强度和耐磨特性的γ-Al2O3为载体，以Fe、Ce和Mn三种过渡金属元素形成的复杂氧化物为活性组分，采用田口实验设计法制备并优化了一种低温下脱硝性能优良、抗SO2性能良好，使用寿命较长的脱硝催化剂 Fe0.05Mn0.09Ce0.05Ox/γ-Al2O3，并通过SEM、BET、XRD等表征技术和密置单层模型得出了该催化剂的基本理化特征。基于此，本文就针对颗粒状中低温S脱硝催化剂的制备及性能测试进行具体分析。 关键词：颗粒状；低温SCR；脱硝催化剂；制备；性能测试 1.概述 氨气选择性催化还原（NH3-SCR）烟气脱硝技术是最具潜力、应用最广泛的烟气脱硝技术，其最主要的化学反应式为： 4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O （1） 另，在不同反应条件下，反应过程中还存在如下三个主要反应： 4NH3+2NO2+O2→4N2+6H2O （2） 4NH3+6NO→5N2+6H2O （3） 4NH3+4NO+3O2→4N2O+6H2O （4） 目前SCR脱硝催化剂的活性温度区间为300-400℃，属于高温SCR催化剂，具有优良的脱硝和抗SO2中毒能力，但在脱硝系统的使用过程中还存在以下问题①受工作温度的限制，高温催化剂必须布置在省煤器与空气预热器之间的高温高尘段，烟气中含有的粉尘、碱性金属、As化合物和高浓度SO2，极易导致催化剂中毒。另，由于SCR脱硝系统的应用在我国起步较晚，已建锅炉未预留SCR脱硝装置空间，故已建锅炉的脱硝工程改造复杂，投资巨大。②我国火电行业所用燃煤来源广泛，总体品质不高，燃煤飞灰对布置在高温高尘段的SCR装置和催化剂腐蚀严重，并且碱性金属和As化合物极易导致SCR催化剂中毒失活，一般情况下，催化剂在运行3-5年后必须更换，极大地增加了SCR系统的运行成本。 而低温 SCR脱硝催化剂具有工程建设成本低、运行工况温和催化剂寿命长等优势。国内30%的工业窑炉排放的尾气出口温度为 150～250℃，电厂锅炉低负荷运行时，烟气出口温度会低于 320℃。因此，开发 150～320℃宽活性温度窗口的烟气脱硝催化剂具有重要的意义。 利用由原位溶胶-凝胶技术制备的TiO2@V2O5作为复合载体，不改变现有的V2O5-WO3/TiO2三元催化剂制备方法，仍采用活性组分浸渍法，在三元催化剂V2O5-WO3/TiO2催化剂体系基础上，改用TiO2@V2O5作为复合载体，并引入活性助剂三氧化钼（MoO3），开发出四元中低温SCR催化剂，提高催化剂的脱硝效率并拓宽活性温度窗口至150-320℃，使其满足中低温脱硝特性，并制备成颗粒状便于性能测试。 2.颗粒状中低温脱硝催化剂性能要求 为适应复杂的烟气环境，满足脱硝设计要求，中低温脱硝催化剂应具备以下性能： （1）较高的脱硝效率 在SCR系统中，气体以较高的速度流经催化剂表面，SCR系统中空速约为4000 h-1-20000 h-1，催化剂与烟气中的NOx接触时间较短，催化剂必须具有较高的脱硝效率。 （2）良好的催化选择性 在SCR系统中，烟气由多种气体成分混合组成，通常均含有大量的CO2、H2O、O2、N2、SO2和CO，在气体与催化剂接触的有限时间内，为避免副反应发生，提高主反应速率，催化剂必须具有良好的催化选择性。 （3）较好的NOx浓度适应性 NOx浓度因系统运行工况的不同而复杂多变，浓度变化可以达到300-2000 ppm，为保证在较大NOx浓度变化范围内达到排放标准，催化剂必须具有较好的NOx浓度适应性。 （4）中低温脱硝温度窗口 众多工业炉窑烟气温度在150-320℃，如果使用高温SCR脱硝催化剂就需要对烟气进行再加热，为了降低脱硝温度、降低原有锅炉烟气工程改造难度和成本，需要开发中低温SCR脱硝催化剂。 （5）抗中毒能力 复杂的烟气成分会导致催化剂中毒，烟气中的碱金属会破坏催化剂表面的活性酸位，导致催化剂中毒，脱硝效率下降。烟气中的SO2经氧化变为SO3与烟气中的H2O或碱金属化合形成硫酸盐，破坏催化剂表面酸碱性，也会导致催化剂中毒，催化剂必须具有良好的抗中毒能力。 3.颗粒状催化剂常用制备方法 目前制备颗粒状负载型催化剂的主要方法分为：浸渍法、沉淀法、离子交换法、溶胶凝胶法、混合法等。 3.1 浸渍法 浸渍法是将一种或几种活性物质通过载体浸渍附着于载体上的方法。通常采用载体侵入金属盐溶液中，通过多孔介质的毛细管吸力，使溶液中的金属盐类吸附或忙存在载体空隙内部，再经干燥、煅烧和活化制得催化剂。 3.2 沉淀法 将沉淀剂和金属盐溶液一同加入搅拌罐中混合，使之生成难溶的金属盐或金属水合氧化物，再经洗涤、过滤、干燥、煅烧制得催化剂。

锰基氧化物低温脱硝催化剂的研究

锰基氧化物低温脱硝催化剂的研究 氮氧化物(NO、)是一种常见的大气污染物,是光化学烟雾、大气酸沉降以及城市雾霾等一系列环境问题的根源所在,NOx的污染控制对改善空气质量具有重 要意义。氨选择性催化还原(NH3-SCR)是一种被广泛应用脱硝技术,已商业化的钒钛体系催化剂活性温度窗口较窄(350～400℃)且低温活性较差,开发具有较高活性的低温SCR技术成为研究人员关注的热点。 本论文采用浸渍法制备了一系列锰基催化剂,考察了MnOx负载量、焙烧温度、Ce添加量、载体以及制备方法对催化剂脱硝性能的影响。并通过XRD、 H2-TPR、BET、SEM、NH3-TPD以及XPS等表征手段研究了催化剂的理化性质。 论文主要得出以下结论：1、以USY、β及ZSM-5分子筛为载体,Mn负载量分别为t%,15wt%及15wt%,焙烧温度为300℃时,催化剂的低温脱硝活性相对较好。 2、添加助剂Ce能显著提高Mn基氧化物催化剂的低温脱硝活性,当Mn:Ce摩尔比为2：1时,催化剂的活性相对较好。 XRD和SEM表征发现,Ce的添加能够促进Mn在催化剂表面上的分散,H2-TPR 表征发现,Ce的添加能够增大催化剂低温还原峰面积并降低低温还原峰温度。3、与β、 ZSM-5分子筛负载的催化剂相比,以USY为载体的催化剂具有相对较高的低温脱硝活性,这与该催化剂表面存在较多的活性氧物种及较多的弱酸位有关；同时,催化剂表面较高的Mn4+/Mn3+原子浓度比及较高的吸附氧表面浓度也有利 于提高催化剂的脱硝性能。 4、载体的硅铝比对催化剂催化活性有较大影响。以β-40为载体的催化剂 催化活性较好,与该催化剂催化剂低温还原峰温度较低有关。 5、活性组分负载顺序对催化剂催化活性有较大影响。同时负载Mn和Ce制

国内外SCR脱硝催化剂的研究对比

国内外SCR脱硝催化剂的研究对比 1国外SCR脱硝催化剂的研究现状 研究历史 SCR技术发展至今已有三十多年的历史，是目前国外应用比较广泛的一种烟气脱技术。但由于催化理论和反应机理研究上的欠缺，致使该项技术远未达到完善的程度。因此，对SCR技术的研究也从未停止过。近年来，在反应机理及反应动力学、抗毒性能、新型催化剂及载体的研究等方面又有了很大的发展。 研究机构 目前国外关于SCR催化剂的研究机构主要有：英国剑桥大学、英国雷丁大学、美国密歇根大学、日本九州大学、日本国立材料和化学研究所等等，其中密歇根大学主要致力于贵金属催化剂的研究，日本国立材料和化学研究所主要致力于金属氧化物催化剂制备方法的研究。 研究进展 贵金属催化剂 贵金属催化剂低温催化活性优良，对NOx还原及对NH3、CO氧化均具有很高的催化活性，因此在SCR过程中会导致还原剂大量消耗而增加系统运行成本。此外，催化剂造价昂贵，易发生氧抑制和硫中毒。目前研究人员主要致力于采用新制备技术和新型载体，针对某些含硫低的尾气开发出一些性能较好的低温催化剂。 在贵金属催化剂的制备方面，研究者不仅要考虑到贵金属活性组分的种类，还要考虑到所用载体的种类问题。在(NH3+H2)-NO 条件下，Evgenii V. Kondratenko 等对Ag/Al2O3 进行了SCR 研究，结果表明，在低温范围内，同时有O2 和H2 存在的情况下，该催化剂的活性能得到很大程度的提高。I. Salem 等就ZrO2 及SnO2 对SCR 催化剂Pt/Al2O3 催化活性的影响进行了研究；此外，关于不同还原剂对SCR 反应的影响也进行了探讨。研究结果指出，当采用C3H6 为还原剂时，在250 ℃左右，ZrO2 和SnO2 的添加，可以有效提高NOx 的转化率，同时还可以减少N2O 的产生；但是随着反应温度的升高，NOx 的转化率反而会降低。日本Ken-ichi Shimizu 等在尿素选择性催化还原NO 的过程当中，添加了%的H2，便使催化剂Ag/Al2O3 的催化活性大大增强。研究结果还指出，在200～500 ℃温度范围内，体积空速为75000 h-1 时，Ag/Al2O3 表现出最高的选择性催化还原活性，NO 的转化率可达84 % 以上，而且还没有N2O 生成。西班牙P. Bautista 等对富氧条件下硫酸盐掺杂Pd/ZrO 上进行的CH4

《SCR脱硝-技术方案2-采用低温板式催化剂》讲解

SCR 烟气脱硝 术技方案 （采用低温催化剂） 日12月9年2016． 一设计概述

1.1 设计背景 本设计方案为山东xxxx玻璃科技有限公司玻璃窑烟气SCR脱硝处理项目。 1.1.1烟气参数 33/h（标况）37000m73000Nm /h（工况）；（1）烟气流量：（2）烟气温度：248~260℃； （3）氮氧化物含量：2769~2948 mg/m3 （4）SO2含量：226~738 mg/m3 （5）O2浓度：10~11.7% 1.1.2烟气排放指标： 氮氧化物含量：50 mg/Nm3（《山东省工业窑炉大气污染物排放标准》DB37/2375-2013） 1.2 SCR烟气脱硝技术介绍 1.2.1 SCR工艺原理： 选择性催化还原法（SCR）是指在催化剂的作用下，在锅炉排放的烟气中均匀地喷入氨气，从而将烟气中的NO还原生成N和HO。2x2SCR 是一个连续的化学工艺过程，其中含氮还原剂例（如氨气）加入到含NO的烟气中。x主要的化学反应如下： →4N+ 6HO 4NH+ 4NO + O (1.2-1) 23 22 →3N+ 6HO O (1.2-2) 4NH+ 2NO+ 23 222 4NH+ 6NO →5N+ 6H(1.2-3) O 22 3

8NH+ 6NO →7N+ 12HO (1.2-4) 22 23 烟气中的NO主要是由NO和NO组成的，其中NO总量的95％x2x 为NO，其余的5％基本上为NO。所以脱硝反应的主要化学反应方2程式是（1.2-1），它的反应特性如下： ①NH和NO的反应摩尔比为1左右；3②脱硝反应中离不开O的参与；2③最为典型的反应温度窗口：300℃～400℃； 除了以上提及的化学反应方程式，其实脱硝反应中还存在着有害反应，具体如下： SO被氧化成SO的反应：32（1.2-5）SO?O?22SO322NH 的氧化反应：3（1.2-6）O?6H?4NH?5O??4NO223（1.2-7）ON?6H?ONH4?3??22223催化剂的选择性成分为NOx的还原反 应提供了很高的催化活性。 氮气和水是脱硝反应的主要产物。SCR技术需要的反应温度窗口为300℃～400℃。在反应温度较高的情况下，会导致催化剂产生结晶或着烧结等现象；在反应温度较低的情况下，硫酸铵在催化剂表面凝结，催化剂的微孔被堵塞，催化剂的活性会降低。 SCR技术具有脱硝效率高，氨消耗少、脱硝性能稳定、运行平稳、成熟等优点，是世界公认的烟气脱硝主流技术。 1.2.2 SCR烟气脱硝系统选择 1）SCR反应塔布置方案 ）高温侧高飞灰烟气段布置。1（． 在设计的过程中，将SCR反应器直接安装在了省煤器出口和预热器