玻璃窑炉烟气SCR脱硝工艺、设备和催化剂

1. 环保形势十分严峻

1.1. 氮氧化物(NOx)如何形成?

NOx主要是燃料中含氮化合物在燃烧过程中被氧化而成,称为燃料型NOx.另一部分是空气中的氮气高温氧化所致,称为热力型NOx .化学反应如下:

N2 + O2 = 2NO (1)

NO + 1/2O2 = NO2 (2)

还有很少一部分来自于火焰前沿燃烧的早期阶段,由碳氢化合物与氮气通过中间产物HCN、CN转化而成的NOx,称为瞬态型NOx .

1.2. 氮氧化物对人类和大自然造成的危害

氮的化合物主要是指一氧化氮和二氧化氮化合物。①一氧化氮原本无毒无害，但当它发生反应转化成二氧化氮后，对环境就造成了极大的污染（又称光化学污染），并严重危害人的身体健康（它对红血球的亲和力超过CO的1000倍）。②氮氧化物还严重地损坏保护地球的臭氧层。③氮氧化物形成的酸雨还直接危害植物和农作物的生长④氮氧化物还会影响地下水质量

1.3. 氮氧化物排放量十分惊人

据《中国电力环保》2010年第一期P70报导:随着全国各个脱硫设施的建设,二氧化硫的冶理效果显现,氮氧化物正逐渐成为第一大酸性污染气体.

据统计,2000-2005年我国氮氧化物排放从1100万吨增加到1900万吨,年均增长10%.2005年后,空气中氮氧化物浓度仍在不断上升.

另据报导:NOx的污染源,火电厂＞流动污染＞钢铁冶炼＞玻璃窑炉……

2. 脱硝现状与脱硝政策

2.1. 脱硝技木与现状

SCR烟气脱硝技术最早由美国发明,七十年代末在日本产业化,从而逐步走向世界!

国内第一套SCR脱硝装置由台塑始建于福建漳州后石发电厂,规模60万千瓦机组,美国技术.

现在所建SCR脱硝装置,催化剂全部进口.为了实现催化剂国产化,都采用进口技术、进口设备、进口原料进行加工.SCR核心技术仍掌握在外商手中!

这种现状、高额费用,严重阻碍脱硝行业的迅速发展.国家希望SCR催化剂能真正国产化!并准备2013年起强制执行排放标准.(哥本哈根条约会促进环保事业的迅速发展!脱硝强制执行期将提前执行.)

2.2. 国家在脱硝工作上的政策

2.2.1. 《火电厂氮氧化物防治技术政策》编制说明

1 总则(摘录)

1.1编制的必要性

1.1.1 从保护人体健康和生态环境的角度出发，需要对火电行业氮氧化物排放进行控制。氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物之一.对人体健康有较大的危害。当含量为（20～50）×10－6时，对人眼有刺激作用。含量达到150×10－6时，对人体器官产生强烈的刺激作用。据研究报导，氮氧化物除了作为一次污染物伤害人体健康外，还会产生多种二次污染。氮氧化物是生成臭氧的重要前体物之一，氮氧化物排放量的增加使得我国酸雨污染由硫酸型向硫酸和硝酸复合型转变，硝酸根离子在酸雨中所占的比例从上世纪80年代的

1/10逐步上升到近年来的1/3。“十一五”期间，NOx排放的快速增长加剧了区域酸雨的恶化趋势，部分抵消了我国在SO2减排方面所付出的巨大努力

2.2.2. 火电厂氮氧化物防治技术政策 ( 环发[2010]10号 2010-01-27实施)

1总则(摘录)

1.1为贯彻《中华人民共和国大气污染防治法》，防治火电厂氮氧化物排放造成的污染，改善大气环境质量，保护生态环境，促进火电行业可持续发展和氮氧化物减排及控制技术进步，制定本技术政策。

1.2本技术政策适用于燃煤发电和热电联产机组氮氧化物排放控制。燃用其他燃料的发电和热电联产机组的氮氧化物排放控制，可参照本技术政策执行。

1.3本技术政策控制重点是全国范围内200MW及以上燃煤发电机组和热电联产机组以及大气污染重点控制区域内的所有燃煤发电机组和热电联产机组。

1.4加强电源结构调整力度，加速淘汰100MW及以下燃煤凝汽机组，继续实施“上大压小”政策，积极发展大容量、高参数的大型燃煤机组和以热定电的热电联产项目，以提高能源利用率。

2.2.

3. 国家对NOx的排放标准

《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）

新建厂： 200mg/Nm3

老厂: 240mg/Nm3

3. 玻璃窑炉烟气污染及治理标准

3.1. 玻璃窑炉烟气脱硝形势严峻!

3.1.1. 据2009年初步统计,全国玻璃产量达4000-4500万吨,其中平板玻璃2000多万吨、日用玻璃1164万吨、还有数百万吨其它玻璃制品.

3.1.2. 玻璃制品生产工艺不同,有电炉、火焰炉、富氧炉、全氧炉……但都是通过高温获得玻璃.

3.1.3. 高温会生成氮氧化物……另外生产玻璃的原料有大量的硝酸盐、硫酸盐、

硅酸盐等化合物,高温时会大量释放氮氧化物、粉尘、硫化物等就无法避免!

3.2. 玻璃窑炉烟气治理标准

国家对氮氧化物的治理采取区域性、重点治理的政策.首先对工业较发达的珠三角、长三角、环渤海地区,结合世博会、亚运会、奥运会进行重点治理,对在指定时间,能进行相关治理的项目,国家给予相关政策和补偿.据了解:在现阶段氮氧化物重点治理在火电厂、水泥厂.玻璃窑炉烟气脱硝治理标准尚未出台,但治理这类污染源是迟早要强制执行的.

4. SCR是脱硝的主流技术

处理玻璃窑炉烟气的方法有三种: 1．液体吸收法:液体吸收法包含水吸收法、稀硝酸吸收法、碱性溶液吸收法、氧化-吸收法、吸收-还原法、络合吸收法六种。水吸收法：用水作吸收剂对NO X进行吸收，吸收效率低，仅可用于气量小、净化要求不高的场合，不能净化含NO为主的NO X。稀硝酸吸收法：用稀硝酸作吸收剂对NO X进行物理吸收与化学吸收，可以回收NO X，消耗动力较大。碱性溶液吸收法：用NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2、NH4OH等碱溶液作吸收剂对NO X进行化学吸收，对于含NO较多的NO X废气，净化效率低。氧化-吸收法：对于含NO较多的NO X废气，用浓硝酸、O3、KMnO4等作氧化剂，先将NO X中的NO部分氧化成NO2，然后再用碱溶液吸收，使净化效率提高。吸收-还原法：将NO X吸收到溶液中，与(NH4)2SO3、(NH4)HSO3、Na2SO3等还原剂反应，NO X被还原为N2，净化效率较好。络合吸收法：利用络合吸收剂FeSO4、Fe(Ⅱ)-EDTA及

Fe(Ⅱ)-EDTA- Na2SO3等直接同NO反应，NO生成的络合物加热时重新释放出NO，从而使NO能富集回收。六种液体吸收法中，较常用的是碱液吸收法和氧化-吸收法。 2．固体吸附法:固体吸附法是用丝光沸石分子筛、泥煤、风化煤等吸附废气中的NO X，将废气净化。3．催化还原法；催化还原法包含非选择性催化还原法和选择性催化还原法两种：非选择性催化还原法：用CH4、H2、CO及其它燃料气作还原剂与NO X进行催化还原反应，废气中的氧参加反应，放热量大。选择性催化还原法：用NH3作还原剂,将NO X催化还原为N2，废气中的氧很少与NH3反应，放热量小。该法相对于液体吸收法和固体吸附法具有更多的优越性.

氨选择性催化还原法（SCR）是目前世界公认的应用最多、最为成熟、最有成效的一种烟气脱硝技术。4.1. 何为SCR脱硝技术

SCR脱硝技术----即为选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction )英文的缩写.它是治理氮氧化物的主流技术.最早是美国申请的专利.二十世纪七十年代日本发展了该技术.并广泛用于工业化.后来又传入欧洲,近几十年随着人们对环保的重视,在世界各国得到快速推广.

4.2. SCR脱硝的基本原理

4.2.1.烟气中NO x的含量：

火力发电厂燃煤排放的氮氧化合物有两种：燃料型NO x占75%，热力型NO x占25%。但对运行在很高温度下的旋风炉和其它锅炉，这种比例就不一样了。另外，燃料的含氮量、燃料采用的过剩空气量、燃料和空气的混合程度、火焰温度以及在该温度下停留时间等因素都决定着烟气中NO x的含量。

4.2.2.SCR反应化学计量与付反应：

N2 + O2 = 2NO 热力型 NO x -----------①

NO + 1/2O2 = NO2高温氧化型 NO x -----------②

现在公认典型的SCR反应化学计量方程式是：

4NH3 + 4NO + O2 = 4N2 + 6H2O ------------------- ③

有关烟气硝硝的催化机理，许多学者都进行了深入研究，并用同位数标记了反应物，例如有氧和无氧状态下的反应方程式：

五氧化二钒（V2O5）系列催化剂在有氧（O2）存在下也能还原氮氧化物（NO x）：

4NH3 + 2NO2 + O2 = 3N2 + 6H2O -------------------④

五氧化二钒（V2O5）系列催化剂在无氧（O2）存在下化学计量改变为下式：

4NH3 + 6NO = 5N2 + 6H2O ---------------------------⑤

NO和NH3反应也能通过不同途径产生付产物N2O：

4NH3 + 4NO + 3O2 = 4N2O + 6H2O ----------------⑥

一般认为SCR的反应条件：NH3/NO=1, 在无氧（O2）与小于400℃下反应按③反应方程式计量是最好。按照反应过程要求产生氮气(N2)，其选择性要求接近100%，NH3/NO的mol比等于1。

很明显，SCR催化反应③必须要比竞争反应⑥和其它副反应较快，V2O5-- WO3/ TiO2和V2O5-- MoO3/ TiO2工业催化剂显示出在有氧（O2）过量以及温度277℃条件下NO几乎全部转化成N2。在反应温度375--425℃内，反应③发生选择性催化反应，没有N2O生成。可是在较高温度下，NO转化很快就减少。V2O5-- WO3/ TiO2和V2O5-- MoO3/ TiO2工业催化剂对氨（NH3）氧化也有付反应⑦但是所需反应比反应③要高。

2NH3 + 3/2O2 = N2 + 3H2O --------------------------⑦

通过上述对SCR催化机理的分析，我们看到有NO存在时，促成通过反应③而取代竞争反应⑥⑦等副反应而消耗氨（NH3）。这就指出了SCR反应和氨（NH3）氧化反应包含着不同速率控制步骤。

4.2.3. SCR脱硝的基本原理

结合上述SCR反应机理的探讨，我们把火电厂烟气SCR脱硝催化剂的工作原理可以形象地用下图表示之。反应包含了两亇过程：酸碱催化和氧化还原。反应是在布朗斯台德酸基（V5+-OH）上从有氨吸收开始，之后在催化剂表面上通过与氧化还原基（V=O）反应有了氨的“活化”。“活化”氨再与气相或略微被吸附的NO反应产生氮气和水蒸汽，并生成V4+-OH，最后V4+-OH基在氧作用下氧化，重新回到原来的V=O基，完成整个催化循环。这一V2O5/TiO2SCR催化剂对火气厂烟气中NOx的催化循环可用下面的示意图清晰地表述出来：

5. 烟气脱硝的工艺及主要设备

5.1. 烟气脱硝工艺流程

火力发电厂的烟气脱硝工艺流程经过三十多年的运行己十分成熟,现以她为例让我们了解烟气脱硝的相关

技术,以便将该技术在玻璃窑炉烟气脱硝上应用.

5.1.1. 烟气脱硝工艺流程

5.1.2. 烟气脱硝工艺流程简述

烟气脱硝工艺主要分两大块:(1)SCR催化剂部份:它包含反应器、导流板、催化剂装填、定时吹灰等.(2)喷氨系统部份:包括液氨运输、雾化、烟氨静态混合等.

液氨经减压气化和一定量的空气混合,经静态混合器与烟气充分混合,经导流板将烟气导入反应器,与SCR

催化剂均匀接触反应.反应后气体经换热器回收部份热量.再经电除尘器除尘.然后进换热器回收热量.再通入二氧化硫吸收塔除硫后经烟囱达标排放.

5.2. 玻璃窑炉烟气脱硝的主要设备

6. SCR脱硝催化剂

我们在进入火电厂烟气脱硝催化剂这个领域前，我们查阅了大量资料，其中日本三大公司发表的专利538篇，其中三菱油化344篇、触媒化成97篇、堺化学97篇。从这些专利中，我们对SCR催化剂只能有一个概念性的东西，譬如：载体是二氧化钛，活性组份是五氧化二钒、三氧化钨。但二氧化钛的比表面、孔容如何达到我们所期望的值、五氧化二钒、三氧化钨如何担载、干燥、活化温度、时间等细节，专利都没有一一公布。

为了制备出优于国外的SCR催化剂，我们已申请了发明专利（专利申请号：200910307936。8），现正在实质性审查中。

6.1. SCR脱硝催化剂种类

6.1.1. SCR脱硝催化剂种类

金属氧化物催化剂是指非贵金属主要是过渡金属负载在具较大比表面，水热稳定好和抗硫中毒的氧化物为载体，常用的金属有V[9]、W[9]、Mo[9]、Mn[10]、Cu[11]、Fe、Co、Ag[12]等。常用载体有TiO2[9]、ZrO2[13]、Al2O3[12]、SiO2[14]、活性炭[15]（活性焦）等是目前工业化应用得最多一种；第二种贵金属Pt、Pd和Rh等负载型催化剂，目前也有工业化应用，但比金属氧化物催化剂较少；第三类是金属离子交换分子筛催化剂，最常用的分子筛为ZSM－5,Y型分子筛和APO型分子筛等。该类型一般具有很好活性，无水条件下是一类较好的催化剂。但是其致命的弱点是长期在水热条件下和SO2存在下，使分子筛骨架易塌陷从而导致催化剂活性大幅度下降。目前，虽然分子筛研究工作很多，但尚未研究开发出能实际应用分子筛催化剂。

6.1.2. SCR脱硝催化剂形状

SCR脱硝催化剂以形状分,有蜂窝状、板状、波纹状三种.

蜂窝式：在世界催化剂市场占70%左右

主要供应商：欧洲的Argillon; KWH; 美国Cormetech韩国、日本:Sakai；shokubai

板式：在世界催化剂市场占25%左右，

主要供应商：Argillon 日本:日立/BHK

波纹式：在世界催化剂市场占5%左右，

主要供应商：Haldor Topsoe 日本：Hitachi Zosen

6.2. SCR脱硝催化剂主要组成

工业应用的SCR催化剂，主要是以二氧化钛（TiO2）为载体，负载五氧化二钒（V2O5）三氧化钨（WO3）或五氧化二钒（V2O5）三氧化钼（MoO3）等活性组份。

选择二氧化钛（TiO2）作为SCR催化剂的最好载体是因为：

①火力发电厂烟气中有二氧化硫（SO2）和氧气（O2），而二氧化硫（SO2）被氧化到三氧化硫（SO3），然后与氧化物催化剂载体反应形成金属硫酸盐。二氧化钛（TiO2）形成的硫酸盐很弱而且是可逆的，二氧化钛（TiO2）基工业催化剂在其表面上仅有部份而且是可逆的硫酸盐。

②研究表明：五氧化二钒钛催化剂（V2O5/ TiO2）比其它载体的催化剂具有更高的氧化催化活性。原因是五氧化二钒（V2O5）能很好地分散到二氧化钛（TiO2）中，并得到氧钒基中心，聚合钒酸盐和亚钒酸盐系列具有半导体功能，其导电带离钒基中心d轨道不很远，处于能量带缝中。因此，二氧化钛（TiO2）是一种有效载体，且具有抗硫酸盐化作用。公认的V2O5-- WO3/ TiO2和V2O5-- MoO3/ TiO2工业催化剂，活性物种是氧化钒系列。

6.3. SCR脱硝催化剂的技术难点

SCR脱硝催化剂的技术难点实际上就是二氧化钛载体的难点.它要求二氧化钛晶型是锐钛型;要有一定的结晶度、比表面、孔容、最可几孔径分布;还具备一定的表面酸性(B酸、L酸).因为蜂窝状钛载体壁厚很薄(只有0.8-1.0mm)对原料粒度又提出了特殊的要求.再加上二氧化钛在平常条件下,不溶于酸、碱,很难找到一种与之相匹配的粘结剂;另外,在制备工艺上,蜂窝状钛载体比氧化铝载体更有它的特殊性,从配料、挤出、干燥、焙烧提出了众多苛刻的要求……这诸多因素使蜂窝状SCR催化剂的制备技术深奥莫测!

7. 玻璃窑炉烟气SCR脱硝工业运行

氮氧化物的污染源很多,玻璃窑炉烟气是产生氮氧化物的污染源之一

7.1. 用国产SCR技术首次治理玻璃窑炉烟气

从某种意义上说,玻璃窑炉烟气成分比火电厂烟气要复杂!火电厂烟气中氮氧化物1500ppm左右、硫化物还在几百ppm、剩下是氧化铝-二氧化硅粉尘,其它如钾、钠这些致催化剂中毒的物质几乎很少.但玻璃窑炉烟气中氮氧化物浓度高达3000—7000ppm,粉尘多,且含有20%的钾、20%的钠、20%的硼、40%的硅.粉尘很细,无法用静电除尘捕集;用布袋除尘腐蚀性难以解决,即使选用日本进口的材料,使用寿命也得不到保证,且成本很高……这诸多的原因,再加上全国玻璃窑炉从未开展过SCR烟气脱硝.因此,谁家首先使用该技术就成

为推广该项环保治理技术的”敲门砖”.

北京北雄科技实业公司涞水分公司领导一直重视玻璃窑炉的烟气治理.十几年间他们先后用湿法、干法致力于烟气治理,但收效甚微!后来通过许多渠道的联系,终于与浙江三龙催化剂有限公司接洽,以”第一个吃螃蟹”的大无畏精神,于2009年11月投建了第一条SCR烟气脱硝装置.装置试车那天,滚滚黄烟消失得无影无踪.十几年的烟气得到了根本治理.经环保部门测定,氮氧化物从2400多ppm降至30ppm,脱硝率达到＞99%.

7.2. 涞水分公司又上了一套脱硝装置

玻璃窑炉烟气采用SCR方法脱除氮氧化物立竿见影见到了效果.北京北雄科技实业公司涞水分公司决定对

剩下的六条电熔窑炉烟气也要进行整治.这次他们仿照第一套脱硝装置自己加工反应器,购买浙江三龙催化剂有限公司的SCR催化剂,于2010年8月5日又上了一套烟气SCR脱硝装置,而且又是一次开车成功,达标排放!

7.3. 玻璃窑炉烟气SCR脱硝工业运行体会

⑴电熔玻璃窑炉烟气脱硝工艺设备简单、操作方便、脱硝效果直观(立见烟囱黄烟消失)、操作运行费用较低,是玻璃窑炉烟气脱硝的首选方案.

⑵电熔玻璃窑炉烟气中氮氧化物浓庋高,一般情况下氮氧化物浓度在3500—7000ppm,高浓度氮氧化物不利於脱硝率提高,因此,必须用空气稀释至2500ppm左右才能取得优异的脱硝效果.在实际操作中任何改变风

机风量（设置闸阀、变频调速、管路开孔）均可达稀释之目的。

⑶对电熔炉而言,烟气温度偏低.如何利用窑炉余热,在新设计中应予重视和考虑,这对节省脱硝运营费用有利.也是今后工作的努力方向。

⑷引风机是耗电的重要环节.引风量大耗电就多,因此,引风机一定要加装变频器。一者节能，二者减少对厂区电网的冲击。.

⑸这次我们选用加热容量60KVA，风机容量15KVA，实验结果加热体因温度自控而大部分时间断电。实际功耗不大于25KW，即每小时耗电不多于25度。工厂能够接受。

⑹液氨消耗：该设施装于日产12吨的玻璃液电熔窑炉上，月耗液氨500KG。

总费用：除催化剂和设备折旧外，我们估计电、氨全年开机费用不大于人民币10万元。

8. 脱硝运行两本帐

烟气脱硝是一项环保治理工程,它不产生直接的经济效益,但会产生巨大的社会效益.随着人们生活水平的

提高,向大自然索取也越来越多……人们对电的大量需求(从电视、微波炉、电冰箱、空调……),迫使火电厂纷纷上马.火电厂要烧煤,就将上千万吨的硫化物、氮氧化物排放到大气中.同样道理,人们生活离不开玻璃,有人说:”没有玻璃的家庭不是一个完美的家庭!”玻璃工业的发展同样将成千上万吨的粉尘、氮氧化物抛向人们赖依生存的大自然……大自然己承受不了人们光索取,不治理;光争钱,搞破坏的这种恶习.其结果

温室效应增如、世界性气温变暧、地质灾害频发、人们将在享受生活中毁灭自己!所以全世界都在关注如何治理这些污染源.从”京都协议”到”巴厘岛路线图”全世界都在倡导”低碳减排,绿色生活”;许多专家呼吁”没有自然就没有人类;保护地球就是保护我们自己!”

我们希望通过各位专家、领导的重视和支持,在玻璃窑炉烟气脱硝上用国产SCR催化剂,将氮氧化物消灭在萌芽状态.为推动”节能减排”、为减少对大气的污染、为造福子孙万代贡献我们的力量! 祖国需要蓝天，美好的生活需要蓝天,我们愿意和您们携起手来，一起为祖国多一片蓝天而努力！

scr脱硝催化剂介绍[整理版]

scr脱硝催化剂介绍[整理版] SCR脱硝催化剂介绍 1(催化剂的化学组成商业SCR催化剂活性组分为VO，载体为锐钛矿型的TiO，252WO或MoO作助催剂。SCR催化剂成分及比例，根据烟气中成分含33 量以及脱硝性能保证值的不同而不同。表2-2列出了典型催化剂的成分及比例。表2-2 典型催化剂的成分及比例催化剂成分比例(,) TiO 78 2 主要原材料 WO 9 3 MoO 0.5,1 3 活性剂 VO 0,3 25 SiO7.5 2 AlO1.5 23 纤维(机械稳定性) CaO 1 NaO，KO 0.1 22 活性组分是多元催化剂的主体，是必备的组分，没有它就缺乏所需的催化作用。助催化剂本身没有活性或活性很小，但却能显著地改善催化剂性能。研究发现WO与MoO均可提高催化剂的热稳定性，33 并能改善VO与TiO之间的电子作用，提高催化剂的活性、选择性252 和机械强度。除此以外，MoO还可以增强催化剂的抗AsO中毒能323 力。

载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用，同时TiO2本身也有微弱的催化能力。选用锐钛矿型的TiO作为SCR催化剂的2 载体，与其他氧化物(如AlO、ZrO)载体相比，TiO抑制SO氧化23222的能力强，能很好的分散表面的钒物种和TiO的半导体本质。2 2(对SCR催化剂的要求理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件: (1) 活性高为满足国家严格的排放标准，需要达到80%,90%的脱硝率，即要求催化剂有很高的SCR活性; (2) 选择性强还原剂NH主要是被NO氧化成N和HO，而3x22不是被O氧化。催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率，降2 低运行成本; (3) 机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式，SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损，并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求; (4) 抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物，催化剂需要耐毒物的长期侵蚀，长久保持理想的活性; (5) 其他 SCR催化剂对SO的氧化率低，良好的化学、机械和2 热稳定性，较大的比表面积和良好的孔结构，压降低、价格低、寿命长。此外，还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。 3(催化剂类型电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式，结构如图2-23所示。蜂窝式催化剂表面积大、活性高、体积小，目前占据了80,的市场份额，平板式催化剂比例其次，波纹板最少。

SCR烟气脱硝催化剂生产与应用现状

SCR烟气脱硝催化剂生产与应用现状 0 引言氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物，主要包括NO、NO2、N2O等，可以引起酸雨、光化学烟雾、温室效应及臭氧层的破坏。自然界中的NOx63%来自工业污染和交通污染，是自然发生源的2倍，其中电力工业和汽车尾气的排放各占40%，其他工业污染源占20%。在通常的燃烧温度下，燃烧过程产生的NOx中90%以上是NO，NO2占5%～10%，另有极少量的N2O。NO排到大气中很快被氧化成NO2，引起呼吸道疾病，对人类健康造成危害。火电厂产生的NOx主要是燃料在燃烧过程中产生的。其中一部分是由燃料中的含氮化合物在燃烧过程中氧化而成，称燃料型NOx；另一部分由空气中的氮高温氧化所致，即热力型NOx，化学反应为： N2+O2→2NO（1） NO+1/2O2→NO2（2）还有极少部分是在燃烧的早期阶段由碳氢化合物与氮通过中间产物HCN、CN转化为NOx，简称瞬态型NOx［1］。减少NOx排放有燃烧过程控制和燃烧后烟气脱硝2条途径。现阶段主要通过控制燃烧过程NOx的生成，通过各类低氮燃烧器得以实现［2-3］。这是一个既经济又可靠的方法，对大部分煤质通过燃烧过程控制可以满足目前排放标准。 1 烟气脱硝工艺 1.1 相关化学反应 NO的分解反应（式（1）的逆反应）在较低温度下反应速度非常缓慢，迄今为止还没有找到有效的催化剂。因此，要将NO还原成N2，需要加入还原剂。氨（NH3）是至今已发现的最有效的还原剂。有氧气存在时，在900～1100℃，NH3可以将NO和NO2还原成 N2和H2O，反应如式（3）、（4）所示［4］。还有一个副反应，生成副产物N2O，N2O 是温室气体，因此，式（5）的反应是不希望发生的。4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O（3）2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O（4）4NO+4NH3+3O2→4N2O+6H2O（5）在900℃时，NH3还可以被氧气氧化，如式（6）～（8）所示。 2NH3+3/2O2→N2+3H2O（6）2NH3+2O2→N2O+3H2O（7） 2NH3+5/2O2→2NO+3H2O（8）这就意味着NH3除了担任NO、NO2的还原剂外，还有

SCR脱硝技术简介

SCR 兑硝技术 SCR （ Selective Catalytic Reduction ）即为选择性催化还原技术，近几年来发展较快，在西欧和日本得到了广泛的应用，目前氨催化还原法是应用得最多的技术。它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，并且脱除效率高（可达 90鳩上），运行可靠，便于维护等优点。选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下， NH 犹先和NOx 发生还原脱除反应，生成氮气和水，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要反应式为： 4NO 4NH 3 O 2 > 4N 2 6H 2O 2NO 2 4NH 3 O 2 > 3N 2 6H 2O 在没有催化剂的情况下，上述化学反应只是在很窄的温度范围内（ 980C 左右）进行，采用催化剂时其反应温度可控制在 300- 400C 下进行，相当于锅炉省煤器与空气预热器之间的烟气温度，上述反应为放热反应，由于 NOx 在烟气中的浓度较低，故反应引起催化剂温度的升高可以忽略。下图是SCR 法烟气脱硝工艺流程示意图 SCR 脱硝原理 SCR 技术脱硝原理为：在催化剂作用下，向温度约280?420 C 的烟气中喷入氨，将NO X 还原成N 2和H 20。吿毓恤翔

且主要反应如卩： ANO +4NH2 + 6 T 4 恥 + 6M? +4AW3 ->5^2 + 6 円2。 6N6 +8A7/3 T INCh +12血0 2NO2 + 42^3 + 6 T 咖 + 6H10 反应原理如图所示；惟化剂 - - - - - —— - J - 1 e *NO.烟气"L NO. 幺X*** N H) € . ?NO. Q X-* N % N0( $ K ? NH31 ? —> () ? > Nj ?” Hi 0 》N； ? 脱硝催化剂：催化剂作为SCR脱硝反应的核心，其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以，在火电厂脱硝工程中，除了反应器及烟道的设计不容忽视外，催化剂的参数设计同样至关重要。一般来说，脱硝催化剂都是为项目量身定制的，即依据项目烟气成分、特性，效率以及客户要求来定的。催化剂的性能（包括活性、选择性、稳定性和再生性）无法直接量化，而是综合体现在一些参数上，主要有：活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。催化剂的形式有：波纹板式，蜂窝式，板式脱硝原理

SCR脱硝催化剂介绍

SCR脱硝催化剂介绍 1．催化剂的化学组成商业SCR催化剂活性组分为VO，载体为锐钛矿型的TiO，WO3252或MoO作助催剂。SCR催化剂成分及比例，根据烟气中成分含量以及3脱硝性能保证值的不同而不同。表2-2列出了典型催化剂的成分及比例。表2-2 典型催化剂的成分及比例

)1 活性组分是多元催化剂的主体，是必备的组分，没有它就缺乏所需的催化作用。助催化剂本身没有活性或活性很小，但却能显著地改善催化剂性能。研究发现WO与MoO均可提高催化剂的热稳定性，并 33能改善VO与TiO之间的电子作用，提高催化剂的活性、选择性和机225械强度。除此以外，MoO还可以增强催化剂的抗AsO 中毒能力。323．载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用，同时TiO2本身也有微弱的催化能力。选用锐钛矿型的TiO作为SCR催化剂的载 2体，与其他氧化物(如AlO、ZrO)载体相比，TiO抑制SO氧化的能22322力强，能很好的分散表面的钒物种和TiO的半导体本质。22．对SCR催化剂的要求理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件： (1) 活性高为满足国家严格的排放标准，需要达到80%～90%的脱硝率，即要求催化剂有很高的SCR活性；

(2) 选择性强还原剂NH主要是被NO氧化成N和HO，而不是2x23被O氧化。催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率，降低运行 2成本； (3) 机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式，SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损，并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求； (4) 抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物，催化剂需要耐毒物的长期侵蚀，长久保持理想的活性； (5) 其他 SCR催化剂对SO的氧化率低，良好的化学、机械和热2 稳定性，较大的比表面积和良好的孔结构，压降低、价格低、寿命长。此外，还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。 3．催化剂类型电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式，结构所示。蜂窝式催化剂表面积大、活性高、体积小，目前占2-23如图 80％的市场份额，平板式催化剂比例其次，波纹板最少。据了波纹式板式蜂窝式催化剂结构图2-23 列出了蜂窝式与板式、波纹式催化剂主要性能对比。表2-3催化剂的性能比较不同类型SCR表2-3 波纹式催化波纹状纤维作成分表面积介于蜂窝催化剂表面积小、活性比表面积大、式与平板式之间，质体积大；生产简便，高、所需催化剂体积量轻；生产自动化程自动化程度高；烟气小；催化活性

脱硫脱硝工艺概述

石灰石-石膏湿法脱硫工艺概述烟气脱硫采用技术为石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺。脱硫剂采用石灰石粉(CaCO3), 石灰石由于其良好的化学活性及低廉的价格因素而成为目前世界上湿法脱硫广泛采用的脱硫剂制备原料。SO2与石灰石浆液反应后生成的亚硫酸钙, 就地强制氧化为石膏，石膏经二级脱水处理可作为副产品外售。本设计方案采用传统的单回路喷淋塔工艺，将含有氧化空气管道的浆池直接布置在吸收塔底部, 塔内上部设置三层喷淋层和二级除雾器。从锅炉来的原烟气中所含的SO2与塔顶喷淋下来的石灰石浆液进行充分的逆流接触反应，从而将烟气中所含的SO2去除，生成亚硫酸钙悬浮。在浆液池中通过鼓入氧化空气，并在搅拌器的不断搅动下，将亚硫酸钙强制氧化生成石膏颗粒。脱硫效率按照不小于90％设计。其他同样有害的物质如飞灰，SO3，HCI 和HF也大部分得到去除。该脱硫工艺技术经广泛应用证明是十分成熟可靠的。工艺布置采用一炉一塔方案，石灰石制浆、石膏脱水、工艺水、事故浆液系统等两塔公用。#1锅炉来的原烟气由烟道引出，经升压风机(两台静叶可调轴流风机) 增压后, 送至吸收塔，进行脱硫。脱硫后的净烟气经塔顶除雾器除雾后通过烟囱排放至大气。#2炉的烟道系统流程与#1炉相同，布置上与#1炉为对称布置。脱硫剂采用外购石灰石粉，用滤液水制成30%的浆液后在石灰石浆液箱中贮存，通过石灰石浆液泵不断地补充到吸收塔内。脱硫副产品石膏通过石膏排出泵，从吸收塔浆液池抽出，输送至石膏旋流站(一级脱水系统)，经过一级脱水后的底流石膏浆液其含水率约为50%左右，直接送至真空皮带过滤机进行二级过滤脱水。石膏被脱水后含水量降到10％以下。石膏产品的产量为20.42t/h（#1、#2炉设计煤种，石膏含≤10％的水分）。脱硫装置产生的废水经脱硫岛设置的废水处理装置处理后达标排放或回收利用。脱硝工艺系统描述 3.1 脱硝工艺的原理和流程本工程采用选择性催化还原法（SCR）脱硝技术。SCR脱硝技术是指在催化剂的作用下，还原剂（液氨）与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。化学反应原理 4 NO + 4 NH3 + O2 --> 4 N2 + 6 H2O 6 NO2 + 8 NH3 + O2 --> 7 N2 + 12 H2O

SCR脱硝催化剂介绍

SCR脱硝催化剂介绍 i ?催化剂的化学组成商业SCR催化剂活性组分为MQ,载体为锐钛矿型的TiO2, WO或MoO乍助催剂。SCR 催化剂成分及比例，根据烟气中成分含量以及脱硝性能保证值的不同而不同。表2-2列出了典型催化剂的成分及比例。表2-2典型催化剂的成分及比例活性组分是多元催化剂的主体，是必备的组分，没有它就缺乏所需的催化作用。助催化剂本身没有活性或活性很小，但却能显着地改善催化剂性能。研究发现WO与MoO均可

提高催化剂的热稳定性，并能改善MQ与TiO2之间的电子作用，提高催化剂的活性、选择性和机械强度。除此以外，MoQ还可以增强催化剂的抗A&Q中毒能力载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用，同时TiO2本身也有微弱的催化能力。选用锐钛矿型的TiO2作为SCR催化剂的载体，与其他氧化物(如AI2O、ZrO)载体相比，TiO2抑制SQ氧化的能力强，能很好的分散表面的钒物种和TiO2的半导体本质。 2?对SCR催化剂的要求理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件： (1)活性高为满足国家严格的排放标准，需要达到80%- 90%勺脱硝率，即要求催化剂有很高的SCR 舌性； (2)选择性强还原剂NH主要是被NQ氧化成N和HQ,而不是被Q氧化。催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率，降低运行成本； (3)机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式，SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损，并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求； (4)抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物，催化剂需要耐毒物的长期侵蚀，长久保持理想的活性； (5)其他SCR催化剂对SO的氧化率低，良好的化学、机械和热稳定性，较大的比表面积和良好的孔结构，压降低、价格低、寿命长。此外，还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。 3．催化剂类型电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式，结构如图2-23 所示。蜂窝

烟气脱硫脱硝行业介绍.docx

1.烟气脱硫技术由于我国的大部分煤炭、铁矿资源中含硫量较高，因此在火力发电、钢铁、建材生产过程中由于高温、富氧的环境而产生了含有大量二氧化硫的烟气，从而给我国大气污染治理带来了极大的环保压力。据国家环保部统计，2012年全国二氧化硫排放总量为2117.6万吨，其中工业二氧化硫排放量1911.7万吨，而分解到三个重点行业分别如下：电力和热力生产业为797.0万吨、钢铁为240.6万吨、建材为199.8万吨，三个行业共计1237.4万吨达到整个工业二氧化硫排的64.7%。“十一五”期间，我国全面推行烟气脱硫技术以后，我国烟气脱硫通过近十年的发展，积累了大量的工程实践经验，其中最常用的为湿法、干法以及半干法烟气三种脱硫技术。

1.1湿法脱硫技术 1.1.1石灰石-石膏法这是一种成熟的烟气脱硫技术，在大型火电厂中，90%以上采用湿式石灰石—石膏法烟气脱硫工艺流程。该工艺采用石灰石（即氧化钙）浆液作为脱硫剂，与烟气中的二氧化硫发生反应生产亚硫酸钙，亚硫酸钙与氧气进一步反应生产硫酸钙。硫酸钙经过过滤、干燥后形成脱硫副产品石膏。这项工艺的关键在于控制烟气流量和浆液的pH值，在合适的工艺条件下，即使在低钙硫比的情况下，也能保持较高的脱硫效率，通常可以达到95%以上。但是该工艺流程复杂且需要设置废水处理系统，因而工程造价高、占地面积大。同时，由于石灰石浆液的溶解性较低，即使通过调节了浆液pH值提高了石灰石的溶解度，但是在使用喷嘴时由于压力的变化，仍然容易发生堵塞喷嘴的情况并且易磨损设备，因而大幅度增加了脱硫设施后期的运营维修费用。同时由于脱硫烟气中的粉尘成分复杂，在采用石灰石-石膏法时生成的脱硫石膏的杂质含量较多，在石灰石资源丰富的我国，这种品质有限的脱硫石膏很难具有利用价值，通常只能采用填埋进行处理。为了解决这一问题，有企业采用白云石（即氧化镁）作为脱硫剂来替代石灰石，从而使脱硫副产品由石膏变为了七水硫酸镁，而七水硫酸镁由于其水溶性高易于提纯，因而可以制成为合格品质的化学添加剂或化肥使用，其经济价值要远高于脱硫石膏。但是与其相关对的是脱硫剂白云石的成本也远高于石灰石，给企业后期运营成本也带来较大的压力。

SCR催化剂简介

SCR催化剂简介泛指应用在电厂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一定温度下发生化学反应的物质。目前最常用的催化剂为V2O5-WO3(MoO3)/TiO2系列（TiO2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。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。蜂窝式催化剂一般为均质催化剂。将TiO2、V2O5、WO3等混合物通过一种陶瓷挤出设备，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一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。最初的催化剂是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

SCR脱硝催化剂及密封件安装

山东华鲁恒升化工股份有限公司1-4#CFB锅炉SCR脱硝改造项目分项工程质量报验福建龙净环保股份有限公司

催化剂安装报验申请表表单编号FJLJ/ 10C-0302.1版本编号Ⅰ 页修订次0 保存期限长期项目名称山东华鲁恒升化工股份有限公司1-4#CFB锅炉SCR 脱硝改造项目致：山东华鲁恒升化工股份有限公司我方承担的山东华鲁恒升化工股份有限公司1-4#CFB锅炉SCR脱硝改造项目，#1炉催化剂及密封件安装已完成，现将上报工程报验申请表，请予以审查和验收。附： 1、分项工程施工质量验收表 2、催化剂模块安装记录承包单位（章）：项目经理：日期：年月日审查意见：建设单位：（章）项目负责人：日期：年月日

分项工程施工质量验收表工程编号：性质：主控表工程名称山东华鲁恒升化工股份有限公司1-4#CFB锅炉SCR脱硝改造工程分项工程名称热动#1炉脱硝改造催化剂及密封件安装工序检验项目性质单位质量标准质量检验结果结论设备检查外观检查主控催化剂无裂纹、碎裂、损伤、受潮等，催化剂单体之间隔层材料完好未松动，介质通道内无杂物，催化剂及催化剂模块编号完好、清晰符合要求合格模块外形尺寸 mm 符合图纸要求符合要求合格对角线差≤10 符合要求合格催化剂节距mm 符合厂家设计要求符合要求合格催化剂材质主控符合厂家设计要求符合要求合格模块包装件合金材质无错用无错用合格厂家焊缝高度符合设计要求，焊接无咬边、气孔、裂纹等缺陷，成型良好符合要求合格设备安装安装时间主控h 烟气清洁系统的温态运行（烘炉）后进行安装符合要求合格安装前检查炉膛至反应器内部无水渍、浮锈、积灰等杂物符合要求合格催化剂模块转运催化剂模块内催化剂单体方向与车辆前进方向一致符合要求合格模块位置、数量主控符合厂家设计图纸，安装记录详细、全面符合要求合格模块间隙误差mm ≤5 符合要求合格催化剂本体安装过程中无机械损伤、受潮现象符合要求合格模块滤网安装滤网无锈蚀、损坏，无明显凹凸不平，固定牢固符合要求合格

SCR脱硝催化剂介绍

性和机械强度。除此以外，MoO 3还可以增强催化剂的抗As 2 O 3 中毒能力。载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用，同时TiO 2 本身也有微弱的催化能力。选用锐钛矿型的TiO 2作为SCR催化剂的载体，与其他氧化物(如Al 2 O 3 、ZrO 2 )载体相比，TiO 2抑制SO 2 氧化的能力强，能很好的分散表面的钒物种和TiO 2 的半导体本质。 2．对SCR催化剂的要求理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件： (1) 活性高为满足国家严格的排放标准，需要达到80%～90%的脱硝率，即要求催化剂有很高的SCR活性； (2) 选择性强还原剂NH 3主要是被NO x 氧化成N 2 和H 2 O，而不是被O 2 氧化。催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率，降低运行成本； (3) 机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式，SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损，并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求； (4) 抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物，催化剂需要耐毒物的长期侵蚀，长久保持理想的活性； (5) 其他 SCR催化剂对SO 2 的氧化率低，良好的化学、机械和热稳定性，较大的比表面积和良好的孔结构，压降低、价格低、寿命长。此外，还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。 3．催化剂类型电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式，结构如图2-23所示。蜂窝

SCR脱硝催化剂的各项指标分析

SCR脱硝催化剂的各项指标分析催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以,在火电厂脱硝工程中, 除了反应器及烟道的设计不容忽视外,催化剂的参数设计同样至关重要。一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据项目烟气成分、特性,效率以及客户要求来定的。催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。 1活性温度催化剂的活性温度范围是最重要的指标。反应温度不仅决定反应物的反应速度,而且决定催化剂的反应活性。如V2O5-WO3/TiO2催化剂,反应温度大多设在280~420℃之间。如果温度过低,反应速度慢,甚至生成不利于NOx降解的副反应;如温度过高,则会出现催化剂活性微晶高温烧结的现象。 2几何特性参数 2.1节距/间距这是催化剂的一个重要指标,通常以P表示。其大小直接影响到催化反应的压降和反应停留时间,同时还会影响催化剂孔道是否会发生堵塞。对蜂窝式催化剂,如蜂窝孔宽度为(孔径)为d,催化剂内壁壁厚为t, 则: Pd+t

对平板和波纹式催化剂,如板与板之间宽为d,板的厚度为t,则: P=d+t 由于SCR装置一般安装在空预器之前,飞灰浓度可大于 15g/m3(干,标态),如果催化剂间隙过小,就会造成飞灰堵塞,从而阻止烟气与催化剂接触,效率下降,磨损加重。一般情况下,蜂窝式催化剂堵灰要比平板式严重些,需要适当地加大孔径。燃煤电站SCR脱硝工程中的蜂窝式催化剂节距一般在6.3~9.2mm之间,同等条件下,板式催化剂间距可以比蜂窝式稍小些。 2.2比表面积比表面积是指单位质量催化剂所暴露的总表面积,或用单位体积催化剂所拥有的表面积来表示。由于脱硝反应是一个多相催化反应,且发生在固体催化剂的表面,所以催化剂表面积的大小直接影响到催化活性的高低,将催化剂制成高度分散的多孔颗粒为反应提供了巨大的表面积。蜂窝式催化剂的比表面积比平板式的要大得多,前者一般在427~860m2/m3,后者约为其一半。 2.3孔隙率和比孔体积孔隙率是催化剂中孔隙体积与整个颗粒体积之比。孔隙率是催化剂结构最直接的一个量化指标,决定了孔径和比表面积的大小。一般催化剂的活性随孔隙率的增大而提高,但机械强度会随之下降。比孔体积则指单位质量催化剂的孔隙体积。 2.4平均孔径和孔径分布通常所说的孔径是由实验室测得的比孔体积与比表面相比得到

SCR脱硝催化剂应用注意事项

SCR脱硝催化剂应用注意事项摘要：根据催化剂的特点及我国燃煤特性，指出了脱硝催化剂在使用中应注意催化剂堵塞、活性降低等问题，通过机理分析导致催化剂性能降低的主要原因有碱性金属影响、碱土金属影响、砷中毒、硫及硫铵影响、烧结等因素。介绍了催化剂在工业应用中的注意事项及相应的解决方案。我国火电厂用煤受我国煤炭资源和燃料供应政策的制约，燃煤的品质通常较差，燃煤的灰分、硫分等有害杂质含量普遍较高。因此在使用SCR催化剂时燃料中的碱金属、碱土金属、砷，以及燃烧后产生的水蒸气、飞灰、硫及硫铵等都对催化剂的使用造成影响，这些成分通过扩散进入催化剂的活性点，占据着催化剂活性点位，催化剂将逐渐被钝化，催化剂的活性随着运行时间的推移而降低，NOx还原效率下降，氨耗量增加，氨逃逸量增加，SCR脱硝系统运行成本将因有害元素的影响而上升。 1 碱金属的影响碱金属与催化剂表面接触，会使催化剂活性降低。碱金属在催化剂上沉积导致催化剂表面酸性大大降低，相同摩尔浓度的 K 与Na 相比，K 中和效果更强。K 优先配位到或者上的 OH 根上，K20与反应生成，K 干扰了氨活性中间物种 NH4+的形成，从而导致催化剂的钝化。避免催化剂表面水蒸气的凝结，可降低因碱金属在催化剂表面积聚对催化剂活性的影响。

2 碱土金属的影响碱土金属使催化剂中毒主要是飞灰中游离的CaO与催化剂表面吸附的反应生成而产生的，引起催化剂表面结垢，会将催化剂表面遮蔽，从而阻止了反应物向催化剂内扩散。通过适当增加吹灰频率，可降低飞灰在催化剂上的沉积量，降低 CaO在催化剂表面的沉积量是减缓催化剂中毒的有效手段 3 砷的影响砷（As）来源于煤，在烟气中以挥发性的形式存在分散到催化剂中并固化在活性、非活性区域，同时也会吸附在飞灰颗粒上（以氧化物的形式）。在砷中毒的过程中将使反应气体在催化剂内的扩散受到限制，且通道遭到破坏。催化剂发生 As中毒，特别是在液态排渣炉和飞灰再循环的过程中，会导致循环过程中砷的富集。以氧化物为形式的砷为例，它的中毒影响归结于它的碱性。导致OH根被As-OH（分布于表面的砷酸盐）所取代。催化剂砷中毒后，氨不易吸附到中毒的催化剂活性点上，从而导致催化剂活性的降低。在使用过程中可使催化剂表面对砷不具有活性，通过对催化剂表面的酸性控制，达到吸附保护的目的，使得催化剂表面不吸附氧化砷；另一种方法是改进活性位，通过高温煅烧获得稳定的催化剂表面，主要采用钒和钼的混合氧化物形式，使As吸附的位置不影响SCR的活性位。 4 水蒸气的影响对于大多数运行中的烟气 SCR脱硝装置中，都应避免水蒸气的

SCR脱硝技术简介

S C R脱硝技术简介-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

SCR脱硝技术 SCR（Selective Catalytic Reduction）即为选择性催化还原技术，近几年来发展较快，在西欧和日本得到了广泛的应用，目前氨催化还原法是应用得最多的技术。它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，并且脱除效率高（可达90%以上），运行可靠，便于维护等优点。选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下，NH3优先和NOx发生还原脱除反应，生成氮气和水，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要反应式为：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O（1） 2NO2+4NH3 +O2→ 3N2+6H2O（2）在没有催化剂的情况下，上述化学反应只是在很窄的温度范围内（980℃左右）进行，采用催化剂时其反应温度可控制在300-400℃下进行，相当于锅炉省煤器与空气预热器之间的烟气温度，上述反应为放热反应，由于NOx在烟气中的浓度较低，故反应引起催化剂温度的升高可以忽略。下图是SCR法烟气脱硝工艺流程示意图 SCR脱硝原理 SCR 技术脱硝原理为：在催化剂作用下，向温度约280～420 ℃的烟气中喷入氨，将NOX 还原成N2 和H2O。

SCR脱硝催化剂：催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以,在火电厂脱硝工程中, 除了反应器及烟道的设计不容忽视外,催化剂的参数设计同样至关重要。一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据项目烟气成分、特性,效率以及客户要求来定的。催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。

SCR脱硝催化剂的重要指标

SCR脱硝催化剂的重要指标摘要：催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以,在火电厂脱硝工程中, 除了反应器及烟道的设计不容忽视外,催化剂的参数设计同样至关重要催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以,在火电厂脱硝工程中, 除了反应器及烟道的设计不容忽视外,催化剂的参数设计同样至关重要。一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据项目烟气成分、特性,效率以及客户要求来定的。催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。 1活性温度催化剂的活性温度范围是最重要的指标。反应温度不仅决定反应物的反应速度,而且决定催化剂的反应活性。如V2O5-WO3/TiO2催化剂,反应温度大多设在280~420℃之间。如果温度过低,反应速度慢,甚至生成不利于NOx降解的副反应;如温度过高,则会出现催化剂活性微晶高温烧结的现象。 2几何特性参数 2.1节距/间距这是催化剂的一个重要指标,通常以P表示。其大小直接影响到催化反应的压降和反应停留时间,同时还会影响催化剂孔道是否会发生堵塞。对蜂窝式催化剂,如蜂窝孔宽度为(孔径)为d,催化剂内壁壁厚为t, 则: P=d+t 对平板和波纹式催化剂,如板与板之间宽为d,板的厚度为t,则: P=d+t 由于SCR装置一般安装在空预器之前,飞灰浓度可大于15g/m3(干,标态),如果催化剂间隙过小,就会造成飞灰堵塞,从而阻止烟气与催化剂接触,效率下降,磨损加重。一般情况下,蜂窝式催化剂堵灰要比平板式严重些,需要适当地加大孔径。燃煤电站SCR脱硝工程中的蜂窝式催化剂节距一般在6.3~9.2mm之间,同等条件下,板式催化剂间距可以比蜂窝式稍小些。

SCR脱硝催化剂介绍

S C R脱硝催化剂介绍 Revised by Liu Jing on January 12, 2021

S C R脱硝催化剂介绍1．催化剂的化学组成商业SCR催化剂活性组分为V 2O 5 ，载体为锐钛矿型的TiO 2 ，WO 3 或MoO 3 作助催剂。SCR催化剂成分及比例，根据烟气中成分含量以及脱硝性能保证值的不同而不同。表2-2列出了典型催化剂的成分及比例。表2-2 典型催化剂的成分及比例活性组分是多元催化剂的主体，是必备的组分，没有它就缺乏所需的催化作用。助催化剂本身没有活性或活性很小，但却能显着地改善催化剂性能。研究发现WO 3与MoO 3 均可提高催化剂的热稳定性，并能改善V 2 O 5 与TiO 2 之间的电子作用，提高催化剂的活性、选择性和机械强度。除此以外，MoO 3 还可以增强催化剂的抗 As 2O 3 中毒能力。载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用，同时TiO 2 本身也有微弱的催化能力。选用锐钛矿型的TiO 2 作为SCR催化剂的载体，与其他氧化物(如 Al 2O 3 、ZrO 2 )载体相比，TiO 2 抑制SO 2 氧化的能力强，能很好的分散表面的钒物种和 TiO 2 的半导体本质。 2．对SCR催化剂的要求理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件：

(1) 活性高为满足国家严格的排放标准，需要达到80%～90%的脱硝率，即要求催化剂有很高的SCR活性； (2) 选择性强还原剂NH 3主要是被NO x 氧化成N 2 和H 2 O，而不是被O 2 氧化。催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率，降低运行成本； (3) 机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式，SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损，并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求； (4) 抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物，催化剂需要耐毒物的长期侵蚀，长久保持理想的活性； (5) 其他 SCR催化剂对SO 2 的氧化率低，良好的化学、机械和热稳定性，较大的比表面积和良好的孔结构，压降低、价格低、寿命长。此外，还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。 3．催化剂类型电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式，结构如图2-23所示。蜂窝式催化剂表面积大、活性高、体积小，目前占据了80％的市场份额，平板式催化剂比例其次，波纹板最少。蜂窝式板式波纹式图2-23 催化剂结构表2-3列出了蜂窝式与板式、波纹式催化剂主要性能对比。表2-3 不同类型SCR催化剂的性能比较

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，NH 3与S0 3 和H 20反应生成（NH 4 ）2S0 4 或NH 4 HSO 4 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NO 2、N 2 O 5 等可溶于水生成HNO 2 和HNO 3 ，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

脱硝电除尘脱硫简介

脱硝、电除尘、脱硫简介一、脱硝系统：（一）#5、6机组： 1、主要设备简介： 1）低氮燃烧器：低氮燃烧器是国内外燃煤锅炉控制NOx排放的优先选用技术。现代低NOx燃烧技术将煤质、制粉系统、燃烧器、二次风及燃尽风等技术作为一个整体考虑，以低NOx 燃烧器和空气分级为核心，在炉内组织燃烧温度、气氛和停留时间，形成早期的、强烈的、煤粉快速着火欠氧燃烧，利用燃烧过程产生的氨基中间产物来抑制或还原已经生成的NOx。低NOx直流燃烧器：燃烧器首要任务是燃烧，浓淡偏差稳燃措施也有助于控制NOx。在煤粉喷嘴前，通过偏流装置（弯头、百叶窗、挡块）使煤粉浓缩分离成浓淡两股。喷嘴设扰流钝体，一方面可卷吸高温烟气回流，另一方面使浓相煤粉在绕流时偏离空气，射入高温回流烟气区域。这样，在燃烧器钝体下游，可形成高浓度煤粉在高温烟气中的浓淡偏差欠氧燃烧，从而有效控制燃烧初期的NOx生成量。 2）脱硝SCR：SCR是一种成熟的深度烟气氮氧化物后处理技术，无论是新建机组还是在役机组改造，绝大部分煤粉锅炉都可以安装SCR装置。典型的烟气脱硝SCR工艺流程见图，具有如下特点：

●脱硝效率可以高达95%，NOx排放浓度可控制到 50mg/m3以下，是其他任何一项脱硝技术都无法单独达到的。 ●催化剂是工艺关键设备。催化剂在和烟气接触过程中，受到气态化学物质毒害、飞灰堵塞和冲蚀磨损等因素的影响，其活性逐渐降低，通常3~4年增加或更换一层催化剂。对于废弃的催化剂，由于富集了大量痕量重金属元素，需要谨慎处理。 ●反应器内烟气垂直向下流速约4~4.5m/s，催化剂通道内烟气速度约5~7m/s。300MW、600MW及1000MW机组对应的每台SCR反应器截面积分别约80~90m2、150~180m2、230~250m2。 ●脱硝系统会增加锅炉烟道系统阻力约约700~1000Pa，需提高引风机压头。 ●SCR系统的运行会增加空预器入口烟气中SO3浓度，并残留部分未反应的逃逸氨气，二者在空预器低温换热面上反应形成硫酸氢铵，易恶化空预器冷端的堵塞和腐蚀，需要对空预器采取抗硫酸氢铵堵塞措施。 ●受制于锅炉烟气参数、飞灰特性及空间布置等因素的影响，根据反应器的布置位置，SCR工艺分为高灰型、低灰型和尾部型等三种：高灰型SCR是主流布置，工作环境相对恶劣，催化剂活性惰化较快，但烟气温度合适（300~400℃），经济性最高；低灰型SCR和尾部型SCR的选择，主要是为了净化催化剂运行的烟气条件或者是受到布置空间的限制，由于需将烟气加热到300℃以上，只适合于特定环境。

国内外SCR法脱硝催化剂技术及现状

国内外SCR法脱硝催化剂技术及现状 SCR法脱销是目前国际上电站锅炉烟气脱硝的主流技术，催化剂是SCR脱硝系统的技术核心，催化剂的费用通常占到脱硝工程初期投资的30%～55%。目前，经过几年的发展和技术积累，我国已经建成并投产了多家催化剂的生产工厂，脱硝催化剂的国产化技术研发已获成功，我国脱硝催化剂依赖进口的历史已经结束。近年来随着国家环保政策的实施，我国火电厂脱硝市场正如火如荼地展开。本文主要介绍了SCR法脱硝催化剂的发展历史，国外主要的生产厂家、催化剂产品的型号规格，以及我国主要的生产厂家及其技术来源，并从市场的角度对我国的脱硝市场进行分析。一、关于SCR法催化还原技术的起源 SCR法是在催化剂的作用下，以NH3作为还原剂，有选择性地与烟气中的NOx反应并生成无毒、无污染的N2和H2O。首先由Engelhard公司发现并1957年申请专利，后来日本在该国环保政策驱动下，成功研制出了现今被广泛使用的V2O5／TiO2催化剂，并分别于1977年和1979年在燃油和燃煤锅炉上成功投入商业运用。SCR法目前已成为世界上应用最多、最为成熟且最有成效的一种烟气脱硝技术，其主要反应为： 4NH3+4NO+O2—4N2+6H2O (1) 8NH3+6NO2一N2+12H2O (2) 4NH3+2NO2+O2—3N2+6H2O (3) 选择适当的催化剂可以使反应(1)、(2)在300～400℃范围内进行，并能有效抑制副反应。在NH3 与NO化学计量比为1的情况下，可以得到高达80％～95％的NOx脱除率。世界上采用SCR的装置有数千套之多，技术成熟且运行可靠。二、国外主要生产商 SCR工艺自1978年在日本成功地实现工业化生产以后，工艺技术与催化剂的生产技术一直在不断地进步与完善，形成由触媒化成与堺化学为代表的蜂窝式和以Babcock-Hitachi 为代表的板式2种主流结构与技术，在本国的生产能力并没有太多扩大，可是技术已经向美国、欧洲及亚洲的韩国、中国台湾省及中国内地输出。目前国外各主要生产商SCR催化剂及产能：厂商名称国家和地区催化剂形式生产能力应用业绩触媒化成日本蜂窝式一条生产线2500m3/a 超过500套Babcock-Hitach 日本板式三条生产线，总计15000m3/a 600套Cormetech 美国蜂窝式﹥20000 m3/a 876套 JM-Argillon 德国板式﹥12000m3/a；蜂窝式﹥5000 m3/a 超过540套；Envirotherm GmbH（KWH）德国蜂窝式被中国东锅收购，组建东方凯特瑞； Topsoe 丹麦波纹板式三条生产线； Seshin Electronics 韩国蜂窝式≤3000 m3/a。几大主要生产商各有特点，Babcock-Hitachi成立最早，自1970年成功开发了不锈钢板式催化剂，在燃煤电站的应用业绩居世界之首，在日本的安芸津工场共有5条生产线，日

SCR脱硝催化剂介绍

S C R脱硝催化剂介绍 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

提高催化剂的热稳定性，并能改善V 2O 5 与TiO 2 之间的电子作用，提高催化剂的活性、选择性和机械强度。除此以外，MoO 3还可以增强催化剂的抗As 2 O 3 中毒能力。载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用，同时TiO 2 本身也有微弱的催化能力。选用锐钛矿型的TiO 2作为SCR催化剂的载体，与其他氧化物(如Al 2 O 3 、ZrO 2 )载体相比，TiO 2抑制SO 2 氧化的能力强，能很好的分散表面的钒物种和TiO 2 的半导体本质。 2．对SCR催化剂的要求理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件： (1) 活性高为满足国家严格的排放标准，需要达到80%～90%的脱硝率，即要求催化剂有很高的SCR活性； (2) 选择性强还原剂NH 3主要是被NO x 氧化成N 2 和H 2 O，而不是被O 2 氧化。催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率，降低运行成本； (3) 机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式，SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损，并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求； (4) 抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物，催化剂需要耐毒物的长期侵蚀，长久保持理想的活性； (5) 其他 SCR催化剂对SO 2 的氧化率低，良好的化学、机械和热稳定性，较大的比表面积和良好的孔结构，压降低、价格低、寿命长。此外，还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。 3．催化剂类型