燃煤催化剂的研究与应用
燃煤工业锅炉烟气脱硝催化剂的研究与应用
燃煤工业锅炉烟气脱硝催化剂的研究与应用概述烟气脱硝技术是减少燃煤工业锅炉烟气中氮氧化物（NOx）排放的重要手段。
在燃煤过程中，由于高温和高压的条件，氮氧化物会被生成并释放到烟气中。
然而，氮氧化物对环境和人类健康有害，因此需要探索有效的脱硝技术。
其中，烟气脱硝催化剂是一种常见的脱硝技术，通过催化剂促使氮氧化物与还原剂反应生成氮气和水，从而达到减少氮氧化物排放的目的。
催化剂的研究研究烟气脱硝催化剂的关键在于选择合适的催化剂以及合理的催化剂载体。
常见的催化剂包括稀土金属、贵金属和过渡金属等，它们在催化反应中扮演着关键角色。
稀土金属催化剂具有较高的氧化活性和稳定性，贵金属催化剂具有较高的催化活性，而过渡金属催化剂则具有较高的还原活性。
催化剂的载体也起到了至关重要的作用。
常用的载体材料包括γ-Al2O3、SiO2、TiO2等。
载体的选择需要考虑其比表面积、孔径分布以及化学稳定性等因素。
较大的比表面积和合适的孔径分布能够提高活性组分的分散度和氮氧化物的吸附性能，从而提高催化剂的活性。
催化剂的应用燃煤工业锅炉烟气脱硝催化剂的应用具体可分为预硝化和后硝化两个阶段。
预硝化是指在燃烧过程中，在燃煤锅炉的低温区域预硝化氮氧化物，使其转化为易于催化剂还原的形式。
基于预硝化的脱硝技术主要有低温选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）。
低温SCR技术通过将氮氧化物还原成氮气和水的反应，降低了烟气中氮氧化物的含量。
该技术需要在低温（200-450℃）下使用催化剂，以实现氮氧化物的选择性还原。
选择性非催化还原（SNCR）则是通过在高温区喷射还原剂，使其与氮氧化物直接发生反应生成氮气和水，从而达到脱硝的目的。
由于SNCR技术不需要催化剂，因此成本相对较低。
后硝化是指在燃烧过程后，将烟气中未被预硝化的氮氧化物转化为易于催化剂还原的形式。
后硝化主要采用的技术是高温SCR。
高温SCR技术通过使用较高温度（400-800℃）下的催化剂来实现氮氧化物的选择性还原。
SCR烟气脱硝技术在燃煤机组电厂的应用
SCR烟气脱硝技术在燃煤机组电厂的应用关键词：脱硝技术 SCR 脱硝系统SCR 脱硝技术以其脱除效率高,适应当前环保要求而得到电力行业高度重视和广泛的应用。
在环保要求严格的发达国家例如德国,日本,美国,加拿大,荷兰,奥地利,瑞典,丹麦等国SCR脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之一。
根据发达国家的经验, SCR脱硝技术必然会成为我国火力电站燃煤锅炉主要的脱硝技术并得到越来越广泛的应用。
SCR脱硝技术原理及流程SCR(选择性催化还原法)是还原剂(电厂主要使用NH3)在催化剂作用下，将NOX还原为对大气没有多大影响的氮气和水，而不是被02所氧化，故称为“选择性”。
NH3分解反应和NH3氧化反应都在350℃以上才能进行，450℃以上才能激烈起来。
所以在一般的选择催化还原工艺中，反应温度常控制在300℃左右。
主要反应方程式4N O + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2O6NO + 4NH3 →5N2 + 6H2O6NO2 + 8NH3 →7N2 + 12H2O2NO2 + 4NH3 +O2 →3N2 + 6H2OSCR脱硝系统的工艺组成SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。
液氨从液氨槽车由卸料压缩机送人液氨储槽,再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和输送管道进人锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR反应器内部反应, SCR反应器设置于空气预热器前,氨气在SCR 反应器的上方,通过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合,混合后烟气通过反应器内催化剂层进行还原反应。
1 氨储存、混合系统每个SCR反应器的氨储存系统由一个氨储存罐,一个氨气/空气混合器,两台用于氨稀释的空气压缩机(一台备用)和阀门,氨蒸发器等组成。
氨储存罐可以容纳15天使用的无水氨,可充至85%的储罐体积,装有液面仪和温度显示仪。
液氨汽化采用电加热的方式,同时保证氨气/空气混合器内的压力为350 kPa。
催化剂在生活中的应用
催化剂在生活中的应用催化剂的使用，能够使物体发生化学反映，或快或慢，此外，还有可能受温度高低的影响。
催化剂在工业上也称为触媒，在生活中的应用历史也较长，尤其是在石油化工、精细化工、有机化工以及生物化工等领域。
就催化剂在生活中的具体应用进行分析和探讨，旨在提高广大人民群众的生活环境质量，为我国环境保护出一份力。
催化剂生活应用化学反应燃煤催化剂随着社会的发展，催化技术已成为化学工业最关键的核心技术之一。
在化学工业领域中，最常用的催化剂是无机酸和无机碱。
催化剂在通常状况下，能够对物质产生一定的选择性，只能针对特殊物质产生相关的化学反映，或者使部分化学反应呈加速状态。
催化剂在现代社会生活中占有极其重要的地位，在燃煤中的具体使用，能够有效增强煤炭的燃烧质量和速度，从根本上实现煤炭的燃烧温度的降低，提高整个煤炭燃烧效率。
在选择燃煤催化剂燃料的过程中，通常状况下，选择的燃烧原料为废弃物，主要是因为该原料最为便宜，能有效降低煤炭燃烧的成本。
在具体实验过程中，废弃物的催化能力非常显著，从这一点上看，有利于环境的保护。
一、生活中常用的燃煤催化剂废气物（一）煤灰作为催化剂的应用在煤炭燃烧过程中，灰分进行充分燃烧后，其产生的剩余物就是所谓的煤灰。
在煤炭燃烧过程中，灰分是一种内在的催化剂，对加速煤炭燃烧有着积极作用，因此，在煤炭燃烧过程中，要掌握好灰分的量，不宜过多和过少。
（二）造纸黑液作为催化剂的应用在造纸厂的生产过程中，其排放的黑液中，内含大量K2CO3、Na2CO3等化学元素，这些化学元素在煤炭燃烧中，有着较为显著的催化效果。
在燃煤过程中，将黑液按照相应的搭配比例，加入煤中，能够将燃煤过程之中的总体温度降低全原来温度的一半，能够实现煤炭的完全燃烧。
除此之外，造纸黑液还具备脱硫的作用，有利于我国环境的保护。
（三）铁矿石粉作为催化剂的应用通过对铁矿的深入开采，得到的铁矿石粉中含有大量的Fe2O3，能够作为催化剂来使用，且效果较为良好。
火力发电厂SCR脱硝技术催化剂及其工程应用
火力发电厂SCR脱硝技术催化剂及其工程应用发布时间：2022-09-22T07:26:26.183Z 来源：《科学与技术》2022年第5月10期作者：南荀[导读] 对火电厂的生产实践做分析可知大量的煤炭燃烧会产生非常多的烟气南荀国能龙源内蒙古环保有限公司内蒙古乌海 016000摘要：对火电厂的生产实践做分析可知大量的煤炭燃烧会产生非常多的烟气，且这些烟气中含有非常多的硫化物、氮氧化物，如果不对烟气进行处理便做直接排放，势必会产生非常严重的空气污染，因此在实践中需要对火电厂的排放的烟气进行脱硝。
SCR工艺是火电厂烟气脱硝中利用的核心工艺，在SCR工艺应用的过程中，催化剂的重要性是不言而喻的，所以通过工艺利用对不同的催化剂应用效果进行分析，这样可以遴选出更加合适的催化剂，从而使火力发电厂的烟气脱硝效果更加显著。
文章对火力发电厂SCR脱硝技术催化剂及其应用做分析，旨在指导实践。
关键词：火力发电厂；SCR脱硝技术；催化剂空气污染问题在目前的社会实践中表现的比较突出，其对环境的可持续发展以及经济可持续发展、人们的健康生活等产生了显著影响，所以在实践中积极的分析空气污染问题并对污染治理进行强调有突出的现实意义。
结合目前的实践进行分析，火电厂烟气排放是造成大气污染的重要原因之一，所以要在空气污染治理的过程中获得不错的效果，需要对火电厂的烟气排放进行治理。
从目前的研究来看，火电厂烟气排放之所以造成了空气污染，主要是因为烟气中存在着大量的氮氧化物、硫化物以及颗粒粉尘，通过专业技术的利用消除废气中的氮氧化物等污染物，这样可以有效减少烟气污染。
在硝化物的处理中，SCR脱硝技术的现实应用效果是显著的，不过其效果和催化剂的具体使用有显著关系，所以需要对SCR脱硝技术应用中的催化剂使用进行分析与讨论。
一、SCR脱硝概述对目前的国内火电厂运行做分析可知新建电站锅炉所采用的是低氮氧化物燃烧技术。
对此类技术的具体应用做分析可知其能够将烟气当中的氮氧化物排放浓度降低30%——60%，最低可达300——400mg/m3。
燃煤效率催化剂
燃煤效率催化剂是一种能够提高煤燃烧效率的化学物质。
它可以在煤燃烧过程中起到催化作用，使得煤的燃烧更加充分和高效。
燃煤效率催化剂被广泛应用于电厂、工厂和家庭取暖等煤炭消耗大的场所，对于减少煤炭的使用量、降低燃烧产生的污染物排放具有重要意义。
首先，燃煤效率催化剂的催化作用能够加速煤的燃烧反应速度。
煤炭的燃烧是一个复杂的过程，包括氧化反应、气相和固相反应等多个步骤。
燃煤效率催化剂可以通过降低煤的活化能，加速这些反应的进行，提高煤的燃烧速率和程度。
这样，能够更好地释放出煤中的热能，提高燃烧效率，减少煤的消耗量。
其次，燃煤效率催化剂还可以改善煤的燃烧过程中产生的污染物排放。
煤燃烧会产生大量的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等有害气体和颗粒物，对环境和人体健康造成严重影响。
燃煤效率催化剂可以通过催化氧化和还原反应，降低这些污染物的生成量和排放浓度。
它能够减少二氧化硫的生成，催化氮氧化物的转化为无害氮气，以及捕获颗粒物，提高燃烧产物中有害物质的去除效率。
此外，燃煤效率催化剂具有较好的稳定性和耐用性。
在高温和复杂的燃烧环境下，燃煤效率催化剂能够保持其催化活性和效果。
它不会因为煤炭中的杂质或其他因素而失去活性，能够长期稳定地发挥催化作用。
这使得燃煤效率催化剂成为一种有效且经济的技术手段，广泛应用于煤燃烧领域。
然而，燃煤效率催化剂的应用仍面临一些挑战。
首先是催化剂的成本问题。
燃煤效率催化剂的制备过程复杂，需要使用高纯度的原料，因此成本较高。
这对于一些中小型企业和家庭来说可能不太实际。
其次，催化剂的使用寿命问题也需要解决。
虽然燃煤效率催化剂具有较好的稳定性，但随着时间的推移，催化活性会逐渐下降，需要定期更换或再生。
这也增加了使用成本和运维难度。
综上所述，燃煤效率催化剂作为提高煤燃烧效率和减少污染排放的一种技术手段，具有重要意义。
它能够加速煤的燃烧反应、改善燃烧产物的排放质量，并具有较好的稳定性。
然而，其成本和使用寿命等问题仍需进一步研究和解决。
煤燃烧催化剂在循环流化床锅炉中的节煤应用
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图 １
煤 燃 烧 催 化 剂 是 某 化 学 集 团公 司 的产 品 ， 主要 由 渗 透类 、
３ 加 剂 方 法
含 氧 游 离基 类 、 化 裂解 类 和 功 能 表 面类 四大 组 分 组 成 。 （ ） 催 １ 渗 透类 组 分 作 用 ： 主要 是 帮 助催 化 剂 在煤 炭 中 渗 透 分 散 ， 其 尤
日期
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（ ） 白期 每 班 上 煤 量 （） １空 ｔ。 （ ） 剂 期 每 班 上 煤 量 （） ２加 ｔ。
能 更 有 效 的 与 Ｓ ｘ反 应 ． 到 更 好 的 脱 硫 效 果 。 ０ 达
总 的 节煤 化 学 原 理 ． 主要 就 是 通 过 改 变 煤 燃 烧 的动 力 学
应 用
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［ 摘
要 ］ 南 宁化 工 股份 有 限公 司 Ｃ Ｂ锅 炉 （ Ｆ 济锅 Ｙ Ｇ－
１ ０ ３ ２ Ｍ８ ￣ 用煤 燃 烧 催 化 剂 的方 法 及 实验 节 煤 效 果 。 ３／ ． － ） ８ ［ 键 词 】 煤 燃 烧催 化 剂 循 环 流 化 床 锅 炉 节 煤 关
通 过皮 带 秤 称 量 数 调 节 计 量 泵 ．按 使 用 说 明 以 ４吨煤 配 １升催 化 剂 的 比例 加 剂 投 放 位 置 选 在 破 碎 机 出 口上 煤 皮 带 与 煤 仓上 煤 皮 带 转 接 处 ． 处 安 装 喷 嘴 正 对 煤 下 落带 在破 碎 此
科技成果——高效节能环保型燃煤催化剂技术
科技成果——高效节能环保型燃煤催化剂技术所属行业能源、化工适用范围热电厂、水泥厂、冶炼厂等燃煤窑炉成果简介1、技术原理本产品选用稀土矿物质、特殊乳化剂、分散剂、缓释剂与渗透剂等原料，采用世界先进催化、改性等物理、化学技术复配而成。
其中的稀土复合物可以利用窑炉内的火焰光，产生强催化作用，能够加快氧分子变形并迅速将它的双键断开变成氧原子的速度，与此同时，炭原子被活化，活化了的炭原子和氧原子迅速结合生成CO2（煤炭在常规燃烧中，需要消耗一定的能量才能破坏碳环化学键），降低了炭的活化能，相应增加了燃煤的发热量。
在微爆作用下，燃煤大分子有机物裂解加速，煤炭燃点降低，燃烧速度加快，使煤炭稳定、充分地燃烧，提高了燃烧热效率，从而达到大幅度节煤的效果。
本产品可以渗入煤层内部，靠催化剂和有机体释放氧与可燃物充分接触，减少了还原气氛，解决了煤炭不完全燃烧的问题。
此外，本产品的强催化作用能将大部分氮、硫氧化物固化下来，使固化下来的氮、硫氧化物和煤灰中的金属离子形成硝酸盐和硫酸盐，有助于减少二氧化硫、二氧化氮等有害气体的排放，有利于保护环境。
2、关键技术与装备（1）应用吸附离解技术，产品中加入稀土复合催化剂等活性载体成份，使燃煤燃点降低，强化了燃煤的氧化还原、置换反应。
能够降低氧分子离解和碳原子活化需要吸收的活化能增加煤炭燃烧热值，从而达到充分燃烧的目的；（2）应用微爆技术，使炭粒更细小，增大了煤炭的反应表面积，促进了未燃的游离碳粒的燃烧；（3）应用富氧方法，本产品可以渗入煤层内部，靠催化剂、助催剂和有机体释放氧和可燃气体充分燃烧，解决了不完全燃烧问题；（4）加入固硫、脱硝组分，减少了二氧化硫和氮氧化物的排放量，同时解决工业窑炉“结焦”，热效率降低的问题。
主要技术指标用户使用本产品，节煤率在6%-15%，脱硫、脱销率在30%以上。
新型干法水泥厂使用本产品，除节煤外，还可以提产10%，提高熟料早起强度1.5MPa以上。
1、直接经济效益新型高效节煤剂5000t/a，生产成本18000元/t，销售价格23000元/t，各种费用1500元/t，税收2300元/t，年创利：（23000-18000-1500）×5000=1750万元；上缴各种税金：2300×5000=1150万元。
浅谈燃煤电厂烟气中SO3的检测方法
产业科技创新 Industrial Technology Innovation 36Vol.2 No.33〈技术应用〉浅谈燃煤电厂烟气中SO 3的检测方法常 伟（南京万全检测技术有限公司，江苏 南京 210000）摘要：文章探讨了一些目前国内外较为广泛采用的SO 3检测方法，对其检测原理、操作重点、难点和适用条件进行了介绍。
为准确有效检测燃煤电厂烟气中SO 3浓度，从而针对性地解决SO 3给电厂设备和环境带来的不利影响提供了参考依据。
关键词：燃煤电厂；SO 3；检测方法中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：2096-6164（2020）33-0036-03随着人们对空气污染的不利影响的认识日益加深，燃煤电厂设计和运行的复杂性也日益增加，特别是在空气污染控制系统方面，仅考虑飞灰对环境带来不利影响的日子已成为过去。
同时随着燃煤电厂设计和运行复杂性的增加，从燃料预处理到废气最终排放之间发生的整个化学过程，其各个环节的变化也带来了意想不到的后果。
其中最为明显的不良后果之一就是三氧化硫（SO 3）/硫酸（H 2SO 4）的形成和排放。
SO 3是由煤和重油等含硫燃料燃烧过程中形成，这些燃料中的大部分硫份转化为SO 2，约0.5%～1.5%的硫份转化为SO 3[1]。
锅炉、烟囱或烟羽中较高浓度的SO 3/H 2SO 4会对电厂设备和环境造成不利影响：会引起下游烟道、空预器、除尘器、引风机的潜在腐蚀；会通过形成硫酸液滴和硫酸盐气溶胶（细颗粒物PM 2.5）来增加烟囱排气的不透明度；SO 3还可以与烟气中的氨或氯化物发生反应，形成亚微米气溶胶，形成白色不透明的烟羽[2-4]。
在燃煤电厂脱硝系统中，SCR 催化剂可以将部分SO 2转化为SO 3[5-6]。
如果通过降低SCR 反应器温度来消除这种潜在的SO 3转化，将导致SCR 催化剂的脱硝能力降低。
另一方面，脱硝使用的NH 3会与SO 3反应形成一种非常粘稠的物质—硫酸氢铵，其可能会造成下游空预器及除尘器的堵塞。
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热 能 动 力 工 程 2001 年
4. 1 配方选择 公开报道的实验研究中 ,被
研究的催化剂仍属少数 ,且多为 碱金属 、碱土金属和过渡元素的 无机化合物 ,对工业废液废渣的 研究尚不算多 ,有机催化剂和助 催化剂的研究更为少见 ,这在一 定程度上限制了燃煤催化剂的应 用。
已经商品化的燃煤催化剂配 方大多保密 ,效果也不尽相同 ,以 至影响到推广 。实际上不存在一 个催化剂配方能够适用于各种煤 种 。由于地质年代不同 ,煤中所 含灰分 、水分数量不同 ,所需催化 剂的成分和数量也就不同 。即使 煤中灰分含量相同 ,其灰分组成 也各有差异 ,外加催化剂的效果 也不会一样 。对此 ,应当采取下 列措施 :
我国对燃煤催化剂也进行了 大量应用研究 。例如 : 以上海动 力配煤为燃料 , 按 015 %添加量 在 KZL - 8 - A 型快装锅炉上进 行 A 、B 两组催化燃烧试验 ,与未 加催化剂相比 ,其热工测试数据 如表 2 所示 。
掺入 1 %的某种钙基催化剂 ,Ca 与 S 比为 2 ,除具有催化燃烧作用外 , 固硫 率 达 到 80 % , 钙 利 用 率 在 40 %以 上[10] 。又 如 在 原 煤 中 加 入 1 %的 K2CO3 ,硫的析出量可由 未加催化剂时的 51 %降到 48 % , 如加入 15 %干燥的造纸废液 ,硫 的析出量可降到 42 %[5] ; 利用含 有大量 CaCO3 和少量 CaCl2 的碱
> Rb > K > Na > Ba > Li > Sr > Ca > Mg > Be ,另有 Cr > Mn 、Fe > Ni 、 Co > Ca 、Zn > Al 、Cu > K 等 ; 当阳 离子一定时 ,不同阴离子的催化 活性顺序是 OH- > CO32 - > CI > SO42 - , 另 外 Ac - 的 活 性 常 在 OH - 和 CO32 - 上下[4 ,6～7 ] 。
前苏联曾在催化剂热发生炉 (流化床锅炉) 上进行应用试验 。 催化剂为粒状 ,随固体燃料一起 在炉 内 流 化 燃 烧 , 料 层 温 度 为 800 ℃～850 ℃,炉膛容积热强度 为 41186 8 ×103 kJ / (m3·h) , 其燃
[ 13 ] ARONIS N , LEITHNER R , WITKOWSKI A. New combined cycle with integrated low temperature heat or solar heat [ A ] . ECOS 2000 Additional Papers[ C] . Nederland :Universiteit Twente , 2000. 67 83.
2Cu + O2 = 2CuO 2CuO + C = 2Cu + CO2
这个 链 锁 反 应 使 C + O2 = CO2 的反应变得容易进行[1 ] 。
电子转移理论认为在气固两 相反应物接触界面各点上存在两 相间的电动势 ,燃烧反应的难易 取决于该电动势的大小 。加入催 化剂后 ,在两相间产生了极性相 反的离子化电位差 ,从而减弱了 原有的电动势 ,降低了燃烧反应 活化能 ,使煤或焦炭的燃烧变得 容易进行[2～3 ] 。两种理论从不同 角度解释了煤催化燃烧现象 。
目前 ,我国已在杭州建立年 处理能力为 80 万吨煤的洁净煤 生产线 ,它以工业废料为主要添 加剂 ,配合其它先进技术 ,脱硫率 高达 75 % ,NO x 的排放也得到一 定程度的控制 ,属国际先进水平 。
4 存在的问题及解决措施
已有的研究和应用对推动催
化燃煤技术的发展起了一定作 用 ,但也暴露出许多问题 ,需要在 今后的工作中加以解决 。
4. 2 使用方法 目前 ,燃煤催化剂的添加方
法多为掺混法 ,少数的将催化剂 溶液喷洒于煤中 ,其结果是降低 了催化作用 。对此 ,应当采取下 列措施 :
(1) 努力提高催化剂在煤中 的扩散度 。实验证明 ,催化剂在
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(4) 煤中灰分是内在的催化 剂 ,灰分对外加催化剂的作用具 有明显影响[6～7 ] 。
3 燃煤催化剂的应用效果
国内外已有不少商业化燃煤 催化剂 ,试验证明确有一定效果 。 例如 , 美国有人采用 FST - 6000 催化剂在工业锅炉上进行应用试 验[8] ,实验结果如表 1 所示 。
由表 1 可见 , 加入催化剂 FST - 6000 后 , 锅炉燃烧趋于完 全 ,在锅炉蒸发量略有增大的情 况下 ,煤耗量有所降低 ,汽煤比相 对提高 6102 %。尽 管 变 化 幅 度 不大 ,却说明催化剂能够改善锅 炉燃烧工况 ,提高了锅炉热效率 。
69. 09 180
排烟过量 炉渣含 空气系数 碳量/ %
2. 12 18. 51 1. 91 14. 10 3. 32 19. 21 2. 80 13. 80
正平衡效 率提高/ %
———
5. 45 ———
5. 5
节煤 率/ % ———
8. 16 ———
8. 65
由表 2 可见 ,加入催化剂后 , 锅炉热效率提高 5 %以上 , 节煤 率在 8 %以上 , 这说明催化剂对 锅炉燃烧有一定的效果 。
表 2 在 KZL - 8 - A 型快装锅炉上的催化燃烧实验数据
试验序号
锅炉蒸发量 正平衡热 排烟温 / kg·h - 1 效率/ % 度/ ℃
A1 未加催化剂 628. 62
66. 80 173
A2 加入催化剂 830. 21
72. 25 176
B1 未加催化剂 654
63. 59 185
B2 加入催化剂 722
265. 56～287. 78 8. 40 55. 80 35. 51 81. 51 10. 46
加入 FST - 6000 催化剂 13. 00 7. 00
248. 89～273. 89 5. 20 49. 40 35. 53 76. 90 11. 09
经核算 ,1 吨催化剂可节煤 2 000 吨。
近些年来 ,我国市场上推出 一批燃煤催化剂 ,如 BJJ F、SDGD 、 J PSY、XAZY 等 。经检测 ,均对锅 炉燃 烧 具 有 催 化 剂 效 果 , 其 中 XAZY对煤燃烧催化效果最好 , BJJ F 和 SDGD 甚至对煤矸石燃烧 也具有催化作用[9 ] 。
燃煤催化剂在提高燃烧效率 的同时 ,可明显降低燃烧污染物 的排放量 , 不但 CO 和烟尘排放 量明显减少 ,而且对其它污染物 的抑制也是明显的 。
2 燃煤催化剂的研究
关于 燃 煤 催 化 剂 的 作 用 机 理 ,目前存在氧传递和电子转移 两种理论解释 。氧传递理论认为 通过催化剂对气态反应物的作用 能够促进燃烧 。例如 ,在煤中加 入 CuSO4 , 在 加 热 条 件 下 CuSO4 分解生成 Cu 分子 ,导致下列不分 枝链锁反应 :
第 6 期 马振兴 ,等 :燃煤催化剂的研究与应用
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煤中的分布越均匀 ,催化效果越 好 。最好的办法是采用离子交换 法 ,即将煤首先进行酸洗 ,然后用 清水冲去酸液 ,晾干后再在催化 剂溶液中浸泡数小时 ,取出晾干 后即可燃用 。这种方法不仅有利 于催化燃烧 ,也有利于脱除煤中 的灰分和硫分 。但是 ,这种方法 工艺较为复杂 ,适用于工业化生 产 。对于分散的锅炉房则可不予 酸洗 ,而直接将煤浸泡于催化剂 溶液中 ,取出晾干后使用 。
实际上 ,各种燃煤催化剂往 往具有固硫作用 ,其中包括许多
厂废液可脱硫 44 %以上 。 由于燃煤催化剂能够降低煤
的着火温度和料层燃烧温度 ,因 此热力型 NO x 在相当程度上得 到控制 ;加之许多催化剂成分对 氧的亲和力远大于氮对氧的亲和 力 ,致 使 NO x 总 排 放 量 大 大 降 低。
收稿日期 :2001 - 01 - 02 ; 修订日期 :2001 - 03 - 23 作者简介 :马振兴 (1947 - ) ,男 ,山东济南人 ,山东大学教授.
(3) 碱金属 、碱土金属和过 渡元素的氧化物 、氢氧化物及其 盐类可用作燃煤催化剂 ; 某些工 业废物也是廉价的燃煤催化剂 , 例如造纸黑液 、电石渣 、铁渣 、糠 醛渣等[4～5 ] 。
国内外许多学者对燃煤催化 剂进行了大量实验研究 。综合分 析这些研究 ,可得出下列结论 :
(1) 燃煤催化剂提高了煤的 挥发分析出速率 ,降低了煤的着 火温度 ,缩短了点火延迟时间 ,加 快了焦炭燃尽速率 ,并具有脱硫 脱氮的明显作用[4～7 ] 。
(2) 不同催化剂的催化作用 是不同的 。当阴离子一定时 ,不 同阳离子的催化活性顺序是 Cs
[14 ] BENTZEN J D , HUMMELSHOJ R M. Low tar and high efficient gasification concept [ A] . ECOS 2000 Additional Papers[ C] . Ned2 erland :Universiteit Twente , 2000. 97 - 108.