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纳米二氧化钛在SCR催化剂上的应用
发布时间:2016-07-06        浏览次数:70        返回列表
 纳米二氧化钛在SCR催化剂上的应用

 

13305631332,  13305631650qq:524915046

泛指应用在电厂SCR(selective catalytic reduction)脱硝系统上的催化剂(Catalyst),在SCR反应中,促使还原剂选择性地与烟气中的氮氧化物在 定温度下发生化学反应的物质。

 

目前 常用的催化剂为V2O5-WO3(MoO3)/TiO2系列(TiO2(纳米二氧化钛VK-TA18)作为主要载体、V2O5为主要活性成分)。

 

组成介绍

目前SCR商用催化剂基本都是以TiO2(纳米二氧化钛VK-TA18)为基材,以V2O5为主要活性成份,以WO3、MoO3为抗氧化、抗毒化辅助成份。催化剂型式可分为三种:板式、蜂窝式和波纹板式。

 

板式催化剂以不锈钢金属板压成的金属网为基材,将TiO2、V2O5等的混合物黏附在不锈钢网上,经过压制、锻烧后,将催化剂板组装成催化剂模块。

 

蜂窝式催化剂 般为均质催化剂。将TiO2、V2O5、WO3等混合物通过 种陶瓷挤出设备,制成截面为150mmX150mm,长度不等的催化剂元件,然后组装成为截面约为2m´1m的标准模块。

 

波纹板式催化剂的制造工艺 般以用玻璃纤维加强的TiO2为基材,将WO3、V2O5等活性成份浸渍到催化剂的表面,以达到提高催化剂活性、降低SO2氧化率的目的。

 

发展简史

催化剂是SCR技术的核心部分,决定了SCR系统的脱硝效率和经济性,其建设成本占烟气脱硝工程成本的20%以上,运行成本占30%以上。近年来,美、日、德等发达国家不断投入大量人力、物力和资金,研究开发高效率、低成本的烟气脱硝催化剂,重视在催化剂专利技术、技术转让、生产许可过程中的知识产权保护工作。

 

初的催化剂是Pt-Rh和Pt等金属类催化剂,以氧化铝等整体式陶瓷做载体,具有活性较高和反应温度较低的特点,但是昂贵的价格限制了其在发电厂中的应用。

 

因此,从20世纪60年代末期开始,日本日立、三菱、武田化工三家公司通过不断的研发,研制了TiO2基材的催化剂,并逐渐取代了Pt-Rh和Pt系列催化剂。该类催化剂的成分主要由V2O5(WO3)、Fe2O3、CuO、CrOx、MnOx、MgO、MoO3、NiO等金属氧化物或起联合作用的混和物构成,通常以TiO2、Al2O3、ZrO2、SiO2、活性炭(AC)等作为载体,与SCR系统中的液氨或尿素等还原剂发生还原反应,目前成为了电厂SCR脱硝工程应用

 

催化剂型式可分为三种:板式、蜂窝式和波纹板式。三种催化剂在燃煤SCR上都拥有业绩,其中板式和蜂窝式较多,波纹板式较少。 催化剂的设计就是要选取 定反应面积的催化剂,以满足在省煤器出口烟气流量、温度、压力、成份条件下达到脱硝效率、氨逃逸率等SCR基本性能的设计要求;在灰分条件多变的环境下,其防堵和防磨损性能是保证SCR设备长期安全和稳定运行的关键。

 

在防堵灰方面,对于 定的反应器截面,在相同的催化剂节距下,板式催化剂的通流面积 大, 般在85%以上,蜂窝式催化剂次之,流通面积 般在80%左右,波纹板式催化剂的流通面积与蜂窝式催化剂相近。在相同的设计条件下,适当的选取大节距的蜂窝式催化剂,其防堵效果可接近板式催化剂。三种催化剂以结构来看,板式的壁面夹角数量 少,且流通面积 大, 不容易堵灰;蜂窝式的催化剂流通面积 般,但每个催化剂壁面夹角都是90°直角,在恶劣的烟气条件中,容易产生灰分搭桥而引起催化剂的堵塞;波纹板式催化剂流通截面积 般,但其壁面夹角很小而且其数量又相对较多,为三种结构中 容易积灰的版型。