低温脱硝催化剂研究
低温SCR脱硝技术
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
• 引言 • 低温SCR脱硝技术原理 • 低温SCR脱硝技术应用 • 低温SCR脱硝技术发展前景 • 结论
目录
CONTENTS
01
引言
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
催化剂的载体通常为陶瓷材料，如Al2O3、SiO2和ZrO2等，它们能够提供足够的表 面积和稳定性，支持催化剂活性成分的分散和附着。
03
低温SCR脱硝技术应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
应用领域
01
02
03
电力行业
适用于燃煤、燃气和燃油 发电厂，以及工业锅炉和 窑炉等。
THANKS
感谢观看
该反应是选择性催化还原反应，只有 在合适的温度和催化剂的作用下才能 发生。
主要的化学反应方程式为：4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O。
催化剂的作用
催化剂是低温SCR脱硝技术的核心组成部分，它能够加速化学反应的速率，降低反 应温度。
催化剂的活性成分通常是金属氧化物或混合金属氧化物，如V2O5、WO3和TiO2等。
将低温SCR脱硝技术应用于更多的工业领域，如钢铁、电力、化工等，扩大技术的应用范 围。
加强低温SCR脱硝技术的国际合作与交流
通过国际合作与交流，推动低温SCR脱硝技术的全球推广和应用。
技术发展对环境的影响
减少氮氧化物的排放
低温SCR脱硝技术的应用将有效减少氮氧化物的排放，减轻对环 境的污染。
提高空气质量
低温脱硝方案
低温脱硝方案低温脱硝是一种常用的脱硝技术，它能够有效地降低烟气中的氮氧化物排放。
本文将介绍一种低温脱硝方案，并探讨其原理和应用前景。
1.方案介绍低温脱硝方案采用SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）技术来降低烟气中的氮氧化物排放。
该方案主要由催化剂、还原剂和催化反应器组成。
催化剂通常采用钒钛催化剂，还原剂一般选择氨水或尿素溶液。
催化反应器是实施催化反应的核心设备。
2.原理解析低温脱硝方案的主要原理是利用催化剂在适宜的温度下催化还原剂与氮氧化物发生反应。
首先，还原剂（如氨水）在催化剂的作用下与氮氧化物发生氢氧化反应，生成氮和水。
其中，催化剂起到了催化作用，提高了反应速率。
催化反应器的设计和运行条件的选择对反应效果具有重要影响。
3.应用前景低温脱硝方案在大气污染治理中具有广阔的应用前景。
它可以有效地降低烟气中的氮氧化物排放，减少对大气环境的污染。
此外，该方案具有技术成熟、投资成本低、操作简便等优点，适用于各类工业燃烧装置。
4.方案改进为了进一步提高低温脱硝方案的效果，可以对方案进行一些改进。
首先，可以优化催化剂的选择和制备方法，提高催化剂的活性和稳定性。
其次，可以改进催化反应器的结构和运行条件，增强催化剂与反应物之间的接触程度，提高反应效率。
此外，还可以研究更加环保的还原剂，减少对环境的影响。
5.总结低温脱硝方案是一种有效的脱硝技术，可以降低烟气中的氮氧化物排放。
其原理是利用催化剂在低温下催化还原剂与氮氧化物反应，生成无害物质。
该方案具有广阔的应用前景，可以在大气污染治理中发挥重要作用。
为了进一步提高方案效果，可以对催化剂和反应器进行改进和优化。
通过不断的技术创新和改进，低温脱硝方案将更加高效地应对烟气中氮氧化物排放问题。
低温SCR脱硝技术
工艺流程图
云南钛业集团酸洗线氮氧化物低温SCR净化系统
云南钛业集团酸洗线氮氧化物低温SCR净化系统
云南钛业集团酸洗线氮氧化物低温SCR净化系统
系统调试的总结
日期
SCR入口采样点浓度（ppm）
SCR出口（ppm）
效率
系统反应条件
SCR反应温度（℃）
尿素溶液的流量（L/min）
3
催化剂配方开发
SCR催化剂在低温段的高脱硝活性
类别
自主开发的催化剂
市场商用催化剂
运行温度段
160~220℃
320~400℃
脱硝效率
基本>90%
80% ~ 90%
以实验室制备的改性的催化剂为例，该样品连续运行七天，分别在120℃、140℃、160℃、180℃、200℃对其脱硝效率进行测试。 对于每个温度段保持长期运行。
风机功率（赫兹）
7.31
780
210
73%
172
40
45
8.2
1040
151
85%
174
70
45
8.4
755
198
74%
168
70
45
8.6
1550
400
74%
172
70
45
8.18
960
288
70%
164
90
45
862
81
90%
180
80
40
1687
417
75%
180
80
40
8.1实验
01
02
01
以钛白粉为原料制备的蜂窝成型
低温SCR脱硝催化剂的研究
低温SCR脱硝催化剂的研究前言SCR脱硝技术是工业废气脱硝的一种重要方法。
其中，低温SCR脱硝技术在工业生产中得到了广泛应用。
低温SCR脱硝催化剂是该技术的核心组成部分。
本文将对低温SCR脱硝催化剂的研究进行探讨，并分析其在实际应用中的优缺点。
低温SCR脱硝催化剂的研究历程低温SCR脱硝催化剂的研究历程可以追溯到上世纪80年代。
当时，人们开始研究在低温下如何将氮氧化物熔融性重超标排放的燃料中进行脱除。
随着科技的发展，人们逐渐发现铜以及铜系复合氧化物催化剂能够有效地提高SCR脱硝的活性，形成了具有独特性能的低温SCR催化剂。
目前，低温SCR脱硝催化剂的研究主要集中在优化组分、载体和加工工艺。
随着技术的发展，人们已经成功地开发出了一批高效、稳定、耐腐蚀、耐高温、低氨选择性的催化剂。
在用于空气净化等方面，取得了良好的应用效果。
低温SCR脱硝催化剂的优缺点低温SCR脱硝催化剂的优点：1.可在低温下起到明显的催化作用，降低了能源消耗，提高了工程的经济性；2.具有很高的选择性，减少了对其他气体组分的影响，对一些有害的副产物可以起到很好的净化作用；3.在反应过程中不会产生二氧化硫等有害物质，更加环保。
低温SCR脱硝催化剂的缺点：1.对氨气的含量和空气中水蒸气的含量有较高的要求；2.不同催化剂的适用范围不同，需要选择合适的催化剂；3.对氨选择性、抗空气干燥等性能要求较高。
因此，需要在实际应用中根据不同的实际情况进行催化剂选择和应用，以实现最优的脱硝效果。
结语总的来说，低温SCR脱硝催化剂的研究取得了很大的进展，其具有的优势得到了广泛的应用。
但是，在实际应用中也存在一些问题和局限性，需要注意选择合适的催化剂以达到理想的脱硝效果。
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。
南京理工大学科技成果——低温选择性催化还原脱硝关键技术
南京理工大学科技成果——低温选择性催化还原脱
硝关键技术
成果简介：
课题组利用超氧自由基特性，提出了F掺杂氧化钒/氧化钛低温选择性催化还原脱除NOx的新思路，显著拓宽了SCR活性温度窗口，获得国家“863”计划与国家自然科学基金的纵向研究资助。
在此基础上，课题组研制了模块式F掺杂氧化钒/氧化钛催化剂，在固定源以及移动源脱硝领域取得了一系列突破性的进展，获得多个产学研横向项目的支持，推进了其工业化应用的进程。
模块式催化剂制备线
模块式F掺杂氧化钒/氧化钛
70kW固定源脱硝中试装置100kW移动源脱硝样机技术指标：
NOx脱除效率≥85%；
催化剂活性温度窗口200-400℃；
催化剂使用寿命＞24000h；
催化剂机械强度高于现有商用催化剂。
项目水平：国际先进
成熟程度：中试
合作方式：合作开发、专利许可、技术转让、技术入股。
低温脱硝催化剂特点
低温脱硝催化剂特点低温脱硝催化剂是一种用于降低燃煤电厂和工业锅炉中氮氧化物（NOx）排放的技术。
在低温条件下，通过催化剂的作用，将NOx转化为氮气和水，从而实现脱硝的效果。
以下是低温脱硝催化剂的几个特点：1. 高效脱硝：低温脱硝催化剂具有很高的催化活性，能够在较低的温度下将NOx转化为无害物质，如氮气和水。
相比传统的SCR（选择性催化还原）技术，低温脱硝催化剂在低温条件下依然能够保持较高的催化活性，有效降低了能耗和运行成本。
2. 宽工作温度范围：低温脱硝催化剂具有较宽的工作温度范围，能够适应不同类型的锅炉和电厂的工作条件。
通常，低温脱硝催化剂的工作温度范围为100℃至400℃，能够在这个范围内保持较高的催化活性。
3. 抗毒性能强：锅炉和电厂中的燃料含有一定的硫、氯等有害物质，这些物质会对催化剂产生毒性作用，降低催化剂的活性。
低温脱硝催化剂具有较强的抗毒性能，能够在一定程度上抵抗有害物质的影响，延长催化剂的使用寿命。
4. 稳定性高：低温脱硝催化剂具有较高的稳定性，能够在长时间运行中保持较高的催化活性。
催化剂表面具有较高的活性位点密度，能够有效地吸附和转化NOx，同时不易受到颗粒物等杂质的堵塞。
5. 环保性好：低温脱硝催化剂能够将NOx转化为无害物质，如氮气和水，减少了对大气环境的污染。
与传统的SCR技术相比，低温脱硝催化剂不需要使用高温下产生的氨水等还原剂，减少了对环境的影响。
6. 易于安装和维护：低温脱硝催化剂通常以颗粒或块状形式存在，易于安装在锅炉和电厂的脱硝设备中。
此外，由于催化剂具有较高的稳定性和抗毒性能，维护周期相对较长，减少了设备停机维护的频率和时间。
总之，低温脱硝催化剂具有高效脱硝、宽工作温度范围、抗毒性能强、稳定性高、环保性好、易于安装和维护等特点。
随着环保意识的提升和对大气污染治理要求的加强，低温脱硝催化剂将在燃煤电厂和工业锅炉中得到更广泛的应用。
锰基低温SCR脱硝催化剂研究进展
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆＮＯｘｂｙｃａｔａｌｙｔｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（１００～３００℃）ｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｆｏｒｆｌｕｅｇａｓｏｆｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｏｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃａｔａｌｙｓｔｆｏｒｓｅｌｅｃｔｉｖｅｃａｔａｌｙｔｉｃｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＮＯｘ ｗｉｔｈａｍｍｏｎｉａｉｓｓｔｉｌｌａｃｈａｌｌｅｎｇｅ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙａｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｅｌｏｗ２００℃．Ｍｎ－ｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｄｕｅｔｏｉｔｓｖａｒｉｏｕｓｖａｌｅｎｃｅｓｔａｔｅｓａｎｄ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃａｔａｌｙｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅ－ｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔｓ，ａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅ－ｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔｓ，ｍａｋｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆＭｎ－ｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｎｇａｎｅｓｅ－ｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔ；ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｃａｔａｌｙｔｉｃｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
现有的低温脱硝催化剂主要包括以贵金属（Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｇ等） 和过渡金属氧化物（Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｕ等）为活性组分的催化剂，其中 以 Ｍｎ为活性组分的锰基催化剂因具有良好的脱硝活性而备受 关注。本文综述了锰基催化剂的研究现状，主要包括锰基催化 剂的分类、脱硝性 能 影 响 因 素 以 及 锰 基 基 催 化 剂 存 在 的 问 题， 为制备脱硝性能更好的锰基催化剂提供了一定的依据。
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低温脱硝催化剂研究
在化工产品生产以及其它一些化学实验的过程中，催化剂都是一种十分重要的物质，可以发挥重要的作用。
在催化剂制造方法的研究中，低温脱硝催化剂受到了许多研究机构的重视。
低温脱硝处理，在许多方面都具有优势，可以有效减少堵塞、磨损问题，还可以在一定程度上保证催化剂不受污染，本文主要对低温脱硝催化剂的研究情况，对相关的关键技术进行介绍，并对该技术的发展前景进行分析。
1 .前言
氮氧化物是世界公认的主要大气污染物之一。
燃煤电厂是我们氮氧化物的主要排放体。
2012年1月1日施行的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011) 对燃煤电厂氮氧化物的排放提出更为严格的要求，新建火电机组排放量要达100mg/m3,从2014年1月1日开始，重点地区所有火电投运机组都要达到50mg/m3o因此，燃煤电厂采用高效的NOx排放控制措施势在必行。
这也要求SCR 脱硝催化剂具有较高的脱硝效率和中低温脱硝特性以节省脱硝成本。
温室效应、酸雨和臭氧层破坏是世界上三大最为严重的环境问题，也是制约人类社会发展的长期主题。
近几十年中，天然气、石油和煤等化石燃料的大规模使用，使得环境问题日益严峻，引起世界各国的广泛关注。
化石燃料燃烧的主要产物是碳氧化物、氮氧化物和硫氧化物，其中以氮氧化物的危害最为严重，是构成大气污染的主要物质之一。
大气中NOx的主要来源可以分为：天然产生和人为排放。
天然产生的NOx主要来源于自然界氮元素循环中氨的氧化和有机物硝化作用，因循环过程中处于生态平衡状态，对环境影响较小。
人为排放的NOx主要来源于锅炉设备、燃烧器等固定源和汽车、船舶等移动源，其中有90%产生于煤、焦炭、石油、天然气等化石燃料的燃烧过程中，因分布集中，所以对自然环境和人类社会造成了较大危害。
NOx可以与大气中的水反应生成硝酸，形成酸雨，对水生态系统、森林生态系统、农业生态系统、建筑物材料和人体健康等多方面造成危害例如，导致林木枝叶变黄、脱落甚至死亡；导致农作物减产，引发粮食危机；导致水源酸化，使得鱼类减少；导致建筑物腐烛，损坏历史古迹；导致人体病变，引发气管炎、肺癌等。
我国酸雨(pH<5.6)区域面积已约占国土面积40%,且多分布在经济发达地区，对我国经济建设和社会可持续发展造成严重威胁。
大气中的N02经紫外线照射会与大气中的碳氧化合物反应生成二次污染物，破坏臭氧层，加剧温室效应，并形成光化学烟雾危害人体健康，尤其对眼睛和中枢神经造成刺激，导致头痛和失明, 情节严重者会导致死亡。
止匕外，NOx中的NO能与血液中的血红蛋白结合，生成高铁血红蛋白，减弱血液输氧能力，导致人体缺氧。
因此，治理NOx污染是环境保护问题中各界密切关注并深入研究的课题。
在催化剂的使用领域中，利用催化剂进行选择性催化还原是一个主要的用途。
2.1国外研究现状
燃煤电厂是人为排放NOx的主要来源之一，世界各国均颁布并实施了燃煤电厂氮氧化物排放标准。
美国自1994年开始实施酸雨计划(Acid Rain Program), 控制工业中酸性气体(S02、NOx)排放量1996-1999年为第一阶段，控制NOx 减排400000吨/年;从2000年起为第二阶段，控制NOx减排2100000吨/年。
美国现行的火电厂氮氧化物排放标准是于2005年美国环保署取消燃料种类差别、采用绩效排放重新修订的发电机组化石燃料燃烧的氮氧化物排放标准。
欧洲现行的火电厂排放标准是2001年颁布的2001/80/EC,此标准对新建、扩建火电厂的NOx排放限制均做了更严格的规定。
除此标准外，欧洲各国还颁布有综合污染防治要求(Intergrated Pollution Prevention and Control： IPPC Directive 96/61/EC),国家排放总量计划(National Emission Ceilings：NEC Directive 2001/81/EC),国家排放消减计划(National Emission Reduction Plan：NERP) 等相关标准。
2.2国内研究现状
中国是以煤炭作为主要一次能源的能源消耗大国，在我国初级能源消耗中, 煤炭消耗占据70虬据国家环保总局统计，1990年我国总排放量约为910万吨，1995年总排放量约为1000万吨，2000年总排放量约为1880万吨,2005年总排
放量约为2220万吨，其中工矿企业生产过程中煤炭燃烧产生的NOx约占总排放
量70虬近年来随着社会经济建设发展，生产生活能耗不断增加，电力需求量日
益增长，使得电力产业迅猛发展，电厂装机容量逐年递增。
自1995年起，我国
电力装机总容量已超越德国和日本，跃居世界第二，仅次于美国。
以目前施行的
排放控制水平，预计至2020年，火电站锅炉NOx排放总量将达到1000万吨以上。
在我国火电能源结构中，煤电约占90%以上，火力发电消耗燃煤量约占总量的40% 左右，火电厂排放的大气污染物对生态环境的影响越来越严重，燃煤发电作为能
源结构主体对大气污染起着举足轻重的作用。
燃煤产生的烟尘约占大气废中排放
物粉尘总量60 %, S02生成量约排放物总量87 % NOx生成量约占排放物总量
67 %0
SCR脱硝技术最早于1978年在日本被应用于工程项目，此后形成了分别以Babcock-Hitachi 公司、Catalysts & Chemicals Industry 公司禾口Sakai Chemical Industry公司为代表的催化剂研发集团,其中，Babcock-Hitachi成
立最早，于1970年成功研制了板式催化剂，其催化剂在燃煤电站的应用业绩居
世界之首。
Catalysts& Chemicals Industry公司以研制和完善蜂窝式催化剂为主，曾先后向美国、德国和韩国进行技术转让，是成功转让技术最多的公司。
Argillon公司从Catalysts &Chemicals Industry公司引进了蜂窝式催化剂生
产技术，并自主研发了板式催化剂生产技术，成为唯一同时研制两种结构催化剂
的公司。
Cormetech公司与三菱公司合作,引进了Catalysts & Chemicals Industry公司的蜂窝式催化剂生产技术，在美国田纳西州和北卡罗莱纳州建造
了生产基地，其催化剂产量居世界之首。
Topsoe公司自主研发了波纹板式催化
剂并在美国和丹麦建造了生产线。