1、概(gai)述

煙(yan)氣脫(tuo)硝(xiao)是目前世(shi)界上普遍采用的減少NOX排放的主要方法，也是我國(guo)大氣污染治理的重(zhong)要領域(yu)(yu)。其(qi)中SCR技術因其(qi)技術成熟、脫(tuo)硝(xiao)效率高(gao)(gao)、幾乎無二次(ci)污染的特(te)點(dian)，占(zhan)據(ju)了工業煙(yan)氣脫(tuo)硝(xiao)領域(yu)(yu)的主導地位(wei)，在火(huo)力發電領域(yu)(yu)的市場占(zhan)有率高(gao)(gao)達(da)95%以上。

在SCR技術中，催化劑的(de)投資占整個(ge)系統投資很(hen)大的(de)比例，且催化劑壽命(ming)一般(ban)在2-3年左右，更(geng)換頻率(lv)較(jiao)高(gao)，因此，選擇合(he)適的(de)催化劑是SCR技術成功(gong)的(de)關(guan)鍵所在。

2、SCR催化(hua)劑的分類(lei)

SCR催化劑(ji)按(an)照組(zu)成(cheng)可以大(da)致(zhi)分為(wei)三種類型(xing)(xing)：貴(gui)金屬型(xing)(xing)、金屬氧化物型(xing)(xing)和(he)離子交換的沸(fei)石分子篩型(xing)(xing)；按(an)照催化劑(ji)的反(fan)應溫(wen)(wen)度可以分為(wei)高溫(wen)(wen)型(xing)(xing)、中溫(wen)(wen)型(xing)(xing)和(he)低溫(wen)(wen)型(xing)(xing)，一般高溫(wen)(wen)大(da)于(yu)400℃，中溫(wen)(wen)300-400℃，低溫(wen)(wen)小于(yu)300℃；按(an)照外觀(guan)形式可以分為(wei)蜂(feng)窩式、板式、波紋板式和(he)脫(tuo)硝濾袋(dai)。

2.1常規(gui)催(cui)化劑(ji)

目前工(gong)業上(shang)常用的催化劑(ji)包(bao)括蜂窩(wo)式、板(ban)式、波紋板(ban)式。

板式催化(hua)劑(ji)以(yi)不銹鋼(gang)金屬板壓(ya)成的金屬網(wang)為基材，將TiO2、V2O5等的混合物黏附在(zai)不銹鋼(gang)網(wang)上，經過壓(ya)制、鍛燒后，將催化(hua)劑(ji)板組裝(zhuang)成催化(hua)劑(ji)模塊。

蜂窩式催(cui)化劑一(yi)般(ban)為均質(zhi)催(cui)化劑。將TiO2、V2O5、WO3等混合物通過(guo)一(yi)種陶(tao)瓷(ci)擠(ji)出設備，制成(cheng)截(jie)面為150mm*150mm，長度不等的催(cui)化劑元件，然后(hou)組裝成(cheng)為截(jie)面約(yue)為2m*1m的標準模塊(kuai)。

波紋板(ban)式催化劑(ji)的(de)制造工藝一般以用玻璃纖(xian)維加強的(de)TiO2為基材，將(jiang)WO3、V2O5等活性(xing)成份浸漬(zi)到催化劑(ji)的(de)表面(mian)，以達到提高催化劑(ji)活性(xing)、降低SO2氧化率的(de)目的(de)。

目前蜂窩式(shi)催化劑占據了市場70%份額。

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2.2脫硝濾袋(dai)

DeNOx脫(tuo)硝濾(lv)袋(dai)是戈爾專利濾(lv)袋(dai)脫(tuo)硝催化(hua)系技(ji)術(shu)，采用(yong)高效脫(tuo)硝及脫(tuo)二噁(wu)英(ying)催化(hua)劑活(huo)性組(zu)分(fen)與(yu)PTFE材料骨(gu)架復合，將用(yong)于脫(tuo)除(chu)顆粒物的(de)(de)表面過濾(lv)技(ji)術(shu)與(yu)用(yong)于去除(chu)NOx和NH3減(jian)排的(de)(de)低溫SCR催化(hua)技(ji)術(shu)結(jie)合在一(yi)起，除(chu)實現粉(fen)塵近(jin)“零”排放外，濾(lv)袋(dai)所含催化(hua)劑與(yu)煙(yan)氣(qi)中(zhong)NOx發(fa)生還原反應，生成無(wu)污染的(de)(de)N-2，H2O，NOx去除(chu)效率可(ke)以達到95%以上。

采用(yong)高精度戈爾(er)濾膜(mo)(mo)切(qie)實保(bao)障了細小顆粒物無(wu)法通(tong)過濾膜(mo)(mo)，對催化劑完美保(bao)護，避免催化劑磨蝕及(ji)(ji)中毒，因此使用(yong)壽命(ming)更長，可(ke)達5年以(yi)上(shang)；同時(shi)，PTFE材(cai)料作為催化劑的骨架，不(bu)需要(yao)再使用(yong)釩鈦作為骨架材(cai)料，濾袋可(ke)以(yi)復合(he)上(shang)更多的催化劑有效成分，低溫下具備更高的活(huo)性(xing)及(ji)(ji)脫硝(xiao)脫二惡英效率。

3、SCR催化(hua)劑的組成(cheng)

催化(hua)(hua)劑(ji)一(yi)般由TiO2、V2O5、WO3、MOO3等氧化(hua)(hua)物組(zu)成。催化(hua)(hua)劑(ji)材料(liao)在功能上(shang)劃分(fen)，可分(fen)為活(huo)性成分(fen)、載(zai)體和(he)輔助材料(liao)三部分(fen)。目(mu)前(qian)工程(cheng)中應用最(zui)多的(de)SCR催化(hua)(hua)劑(ji)是氧化(hua)(hua)鈦(tai)基催化(hua)(hua)劑(ji)，載(zai)體用TiO2、Al2O3、Fe2O3、及(ji)SiO2等，其中TiO2具有較高(gao)的(de)活(huo)性和(he)抗(kang)SO2性能，是最(zui)合適的(de)脫硝催化(hua)(hua)劑(ji)載(zai)體；V2O5是最(zui)主要的(de)活(huo)性成分(fen)，具有較高(gao)的(de)脫硝效率，但同時也(ye)促進SO2向SO3轉化(hua)(hua)；而另一(yi)種活(huo)性材料(liao)WO3的(de)添(tian)加，有助于抑制SO2的(de)轉化(hua)(hua)，其他的(de)活(huo)性材料(liao)還有MO、Cr等，他們可以起到助催化(hua)(hua)劑(ji)及(ji)穩定劑(ji)的(de)作(zuo)用。

下表為兩種常(chang)用的催化劑(ji)組分表（%）。

5、催(cui)化劑(ji)的設計、選型、計算

5.1 SCR催(cui)化劑的選擇原則

催化劑的選(xuan)擇(ze)應煙氣的具體(ti)工(gong)況、飛灰特性(xing)、反(fan)應器形狀、脫(tuo)硝效率、NH3逃逸率、SO2轉化率、系統壓降、使用壽命(ming)及業主要(yao)求等條件來綜合考慮。

5.2飛灰特(te)性的影(ying)響

5.3氨逃逸的影響

由于脫硝反(fan)應(ying)過(guo)程中(zhong)會產(chan)生(sheng)一(yi)定量的氨逃逸，實(shi)際生(sheng)產(chan)運(yun)行中(zhong)，脫硝煙氣(qi)中(zhong)部分SO2在催化劑的作用下轉(zhuan)化為SO3，SO3和(he)氨發生(sheng)反(fan)應(ying)生(sheng)成(NH4)2SO4和(he)NH4HSO4。NH4HSO4是一(yi)種易冷凝沉積在空器換(huan)熱元件表面的高粘(zhan)性液態(tai)物質，極(ji)易粘(zhan)附煙氣(qi)中(zhong)的飛灰顆粒(li)，堵塞(sai)換(huan)熱元件通道，增加空預器阻力并影響(xiang)換(huan)熱效果。

5.4煙氣(qi)溫度的影響

5.5蜂窩式催(cui)化劑尺寸選型(xing)

5.5.1、催化劑(ji)尺(chi)寸數(shu)據

（1）比表面積計(ji)算時，不計(ji)算催化劑外側四周及兩端面的(de)面積。外側四周在(zai)模塊箱(xiang)中被硅酸鋁纖維板覆(fu)蓋，不與(yu)煙(yan)氣接(jie)觸，幾乎不參(can)與(yu)催化作用，僅抗耐磨。

（2）結合煙(yan)氣在(zai)催(cui)化劑孔(kong)的停留時間、煙(yan)塵沉降、SCR投(tou)資成本等因(yin)素，催(cui)化劑孔(kong)內(nei)煙(yan)氣流速一般控制在(zai)6-7m/s范圍內(nei)。由(you)此可(ke)以計算單層催(cui)化劑模塊數(shu)量的最大(da)值和最小值。

5.5.2、催化劑孔數(shu)確定

5.6催(cui)化劑體積(ji)計算