活性焦低温催化氧化脱硝影响因素及机理 张媛
垃圾焚烧炉SNCR脱硝效率的影响因素及建议
垃圾焚烧炉SNCR脱硝效率的影响因素及建议雷永程;宋薇【摘要】SCNR脱硝效率的影响因素有:温度、NH3/NOx混合度.分析了NH3/NOx混合度的影响因素.结合垃圾焚烧炉SNCR脱硝工程的实际经验数据,研究了温度对脱硝效率的影响,并提出相应的对策.【期刊名称】《中国环保产业》【年(卷),期】2018(000)008【总页数】3页(P34-36)【关键词】选择性非催化还原脱硝;影响因素;对策【作者】雷永程;宋薇【作者单位】武汉武锅能源工程有限公司,武汉 430220;湖北永业行评估咨询有限公司,武汉 430062【正文语种】中文【中图分类】X705引言SNCR（Selective Non-Catalytic Reduction）脱硝技术于20世纪70年代起源于日本，80年代末在欧盟国家开始工业应用，90年代初进入美国[1]。
该技术由丹麦FLOW.VISION有限公司引入我国，随后美国燃料科技、德国ERC等公司纷纷进入中国推广。
SNCR脱硝技术具有改造工期短、改造难度小、投资少等优点，是一种经济环保的脱硝技术，目前，已在我国工业经济中广泛应用及发展。
1 原理SNCR脱硝技术是在一定的（一般是800℃～1000℃）烟气条件下，向烟气中喷入脱硝还原剂。
在高温条件下，还原剂迅速地分解成NH3，同时与烟气中的NOx 发生氧化还原反应，将NOx还原成N2与H2O蒸汽。
该技术采用的脱硝还原剂一般为氨水和尿素2种。
氨水作为还原剂时，喷射入高温烟气后，迅速气化成NH3和H2O蒸汽。
主要化学反应为：采用尿素作为还原剂时，喷射入高温烟气后，先分解为NH3，同时与烟气中的NO发生氧化还原反应。
主要化学反应为：2 温度的影响分析以各行业SNCR脱硝工程实例为基础，在NH3/NOx混合均匀程度完全相同的前提下，分析不同情况下的温度对脱硝的影响。
2.1 不同还原剂的最佳反应温度不同还原剂需要的SNCR脱硝温度不尽相同。
以重庆市某600t/d垃圾焚烧锅炉和大连市某500t/d垃圾焚烧锅炉为例。
SCR低温脱硝催化剂的制备与研究
研究方法
本次演示采用浸渍法制备负载型MnCe系列低温SCR脱硝催化剂，通过调整负 载物的含量和浸渍液的浓度制备得到不同负载量的催化剂。利用XRD、BET、NH3TPD等表征技术对催化剂进行表征，并对其反应机理进行研究。同时，通过在模 拟烟气中测试催化剂的抗硫性能，分析不同负载量对催化剂抗硫性能的影响。
尽管本次演示取得了一定的研究成果，但仍存在一些局限性。首先，实验中 使用的模拟烟气条件与实际烟气条件可能存在差异。未来研究可以进一步探讨真 实烟气条件下的催化剂性能。其次，本次演示仅研究了负载量对催化剂性能的影 响，未涉及其他可能的制备工艺参数（如温度、时间等）。未来研究可以优化制 备工艺，提高催化剂的性能和稳定性。
实验结果与分析
通过对比不同制备条件下催化剂的性能，发现制备温度和钛掺杂量对MnTiO2 系列低温SCR脱硝催化剂的性能影响最为显著。当制备温度为350°C、钛掺杂量 为0.1时，催化剂的活性最高。在反应温度为150°C、空速为2000h-1的条件下， NO的转化率可达90%以上。
通过对催化剂进行表征，发现MnTiO2系列低温SCR脱硝催化剂具有发达的孔 结构和良好的比表面积，这有利于反应物在催化剂表面的扩散和吸附。同时，Mn 和Ti的均匀分布以及适当的比例有助于提高催化剂的活性。
此外，还可以测试催化剂的化学组成，如元素分析、红外光谱（IR）等。最 后，通过SCR反应测试装置，可以测定催化剂的催化性能，包括活性、选择性和 稳定性等指标。
实验研究
通过实验研究，可以深入探讨SCR低温脱硝催化剂的性能及其应用前景。首 先，可以通过对比不同催化剂的表征与测试结果，优选出性能优良的催化剂。其 次，可以通过模拟烟气条件下的SCR反应实验，研究催化剂的活性、选择性和稳 定性。此外，还可以研究催化剂的抗硫、抗水和抗积灰性能等。最后，结合实验 结果和经济分析，评估SCR低温脱硝催化剂在实际应用中的前景和潜力。
脱硝催化剂的失活机理及其再生技术
脱硝催化剂的失活机理及其再生技术崔恒祥摘㊀要：当前废弃脱硝催化剂的合理处置成为亟待解决的问题㊂如何利用废弃脱硝催化剂中有价金属成为研究的主要方向之一，但是当前一些处理工艺基本处于实验室阶段，处理成本高及回收金属初度不足成为研究者面临的主要问题㊂降低废弃脱硝催化剂中有毒金属元素含量，将其作为普通固废处理同样是废弃脱硝催化剂无害化处理发展方向之一㊂鉴于此，文章主要分析脱硝催化剂的失活机理及其再生技术㊂关键词：脱硝催化剂；失活；再生技术一㊁引言ＮＯｘ作为复合型大气污染的主要一次性污染物，是造成光化学烟雾㊁酸雨㊁臭氧层破坏等环境问题的主要原因之一，同时，严重危害人体健康㊂选择性催化还原（ＳＣＲ）技术因其ＮＯｘ去除率高㊁二次污染小等优点而成为国内外广泛应用的脱硝技术㊂随着我国绝大多数燃煤电厂的脱硝改造完成，ＳＣＲ脱硝技术正逐步向钢铁㊁水泥㊁玻璃等非电行业覆盖，其中烧结机作为钢铁行业ＮＯｘ的最大排放源受到广泛关注㊂二㊁ＳＣＲ脱硝催化剂的组成及其作用ＳＣＲ脱硝催化剂最早是由Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ等贵金属作为活性物质组成，其活性温度较低且有效的温度区间较窄，通常小于３００ħ㊂这类贵金属催化剂不仅成本高昂，而且易发生硫中毒，因此限制了它的使用范围㊂之后金属氧化物基催化剂以其优异的性能和更低的价格被作为新一代的ＳＣＲ脱硝催化剂，主要以Ｖ２Ｏ５，ＷＯ３，Ｆｅ２Ｏ３，ＮｉＯ，ＣｕＯ，ＭｏＯ３等金属氧化物作为活性组分㊂目前在燃煤电厂尾气脱硝工序中常用采用锐钛矿型ＴｉＯ２为载体的钒类催化剂，其主要成分占比如表１所示㊂表１㊀Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２系催化剂中各活性组分含量活性组分ＴｉＯ２Ｖ２Ｏ５ＷＯ３／ＭｏＯ３ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３其他质量百分数／ｗｔ％８０％ ８５％１％５％１０％＜３％三㊁脱硝催化剂的失活及原因分析（一）堵塞失活在ＳＣＲ系统运行的过程中，受运行条件的影响，会出现催化剂表面堵塞的情况，从而降低了系统的效率㊂引起催化剂表面堵塞的原因一般分以下两种：（１）煤燃烧产生了大量的飞灰，会引起催化剂空隙堵塞；（２）烟气中存在ＳＯ２，所有未反应的ＮＨ３都将可能与ＳＯ２反应生成ＮＨ４ＨＳＯ４和（ＮＨ４）２ＳＯ４㊂生成的硫酸盐为亚微米级的微粒，易于附着在催化转化器内或者下游的空气预热器以及引风机内㊂飞灰在催化剂表面的沉积速度较慢，通过周期性地声波吹灰或蒸汽吹灰可将飞灰及时除去，近些年的解决方法主要是对设备管理与运行方面的改良㊂针对ＳＯ２造成的堵塞失活的研究较多，对于负载在表面催化剂的硫酸盐，会引起催化剂空隙消失，比表面积大幅降低，Ｖ价态变化，覆盖活性位点，并有其他的杂质沉积在催化剂表面㊂这类失活在以上三类催化剂中都比较常见，而且往往与反应温度有关，故在今后的研究中，可以根据反应温度对ＳＯ２的影响来探求新的催化剂再生技术㊂（二）中毒失活ＳＣＲ脱硝催化剂中毒一般是反应原料中含有的微量杂质使催化剂的活性㊁选择性明显下降或丧失㊂中毒失活主要发生在分子筛催化剂和金属氧化物催化剂中㊂Ｐ㊁Ｚｎ中毒失活一般易发生于分子筛催化剂中㊂Ｉ．Ｌｅｚｃａｎｏ－Ｇｏｎｚａｌｅｚ等研究了Ｐ㊁Ｃａ㊁Ｚｎ㊁Ｐｔ对分子筛型催化剂Ｃｕ－ＳＳＺ－１３化学失活的影响㊂结果表明，Ｐ中毒的影响至关重要，完全抑制了催化活性（即位点阻挡㊁分子筛骨架破裂㊁ＣｕＯ形成和减少孤立Ｃｕ２＋数量）㊂Ｃａ㊁Ｚｎ引入带来不显著下降的活性影响，主要是孔阻塞㊂另外，Ｚｎ使催化剂失活的主要原因是Ｚｎ导致Ｃｕ２＋形成量下降㊂Ｐｔ强烈影响催化剂的选择性而使之失活，根本上是由于Ｐｔ物质的高氧化性，高度促成Ｎ２Ｏ和ＮＯ２的形成，根据ＮＨ３－ＳＣＲ反应机理可知，脱硝效果随之降低㊂四㊁脱硝催化剂的再生技术（一）水洗再生水洗液中金属元素含量的变化情况见表１㊂由表１可见：随着水洗时间的延长，水洗液中各金属含量均逐渐增加，其中Ｋ含量增加明显，水洗３０ｍｉｎ时达到１３８．８ｍｇ／Ｌ；Ｃａ在３０ｍｉｎ时达到７２．１ｍｇ／Ｌ；水洗使活性物质Ｖ出现一定量的流失，３０ｍｉｎ时水洗液中Ｖ含量达到６５．３μｇ／Ｌ；水洗对Ａｓ的去除效果不明显㊂表１㊀水洗液中金属元素含量的变化情况水洗时间／ｍｉｎρ（Ｋ）／（ｍｇ㊃Ｌ－１）ρ（Ｃａ）／（ｍｇ㊃Ｌ－１）ρ（Ｖ）／（μｇ㊃Ｌ－１）ρ（Ａｓ）／（μｇ㊃Ｌ－１）００．４０．２未检出未检出５３５．５３３．４１３．９４．７７１０４５．２２８．２１９．５４．９７１５８０．１３５．９２６．４７．８０２０１１７．８４９．６４１．３１０．９０２５１２４．２５７．６６０．７１１．７７３０１３８．８７２．１６５．３１２．１３清水再生催化剂的氧化物含量见表２㊂由表２可见，与失活催化剂相比，清水再生催化剂的Ｋ２Ｏ含量明显减少，ＣａＯ和Ａｓ２Ｏ３含量也有一定量下降，说明水洗可将催化剂表面的碱金属和碱土金属成分以及飞灰溶解于水中而去除㊂２６１技术与检测Һ㊀表２㊀清水再生催化剂的氧化物含量ｗ，％试样Ｖ２Ｏ５ＡＳ２Ｏ３Ｋ２ＯＣａＯ失活催化剂０．４６４０．０４３０．０６１１．１１６清水再生催化剂０．４３３０．０４００．０２２０．９８４㊀㊀（二）酸洗再生酸洗液中金属元素含量的变化情况见表３㊂由表３可见：酸洗液中的碱金属和碱土金属质量浓度很低，且变化很小，但Ｖ有明显的溶出，相比水洗３０ｍｉｎ时的６５．３μｇ／Ｌ，酸洗的溶出量达到１９．１ｍｇ／Ｌ；酸洗对Ａｓ的溶出量也大幅提高㊂酸洗再生催化剂的氧化物含量见表４㊂由表４可见：相比于清水再生催化剂，酸洗再生催化剂的Ｋ２Ｏ含量和ＣａＯ含量均有一定程度的减少，Ａｓ２Ｏ３含量明显减少㊂可见水洗主要去除碱金属，酸洗主要去除Ａｓ２Ｏ３，但酸洗同时也造成部分Ｖ流失，需要对催化剂进行活性组分的补充㊂表３㊀酸洗液中金属元素含量的变化情况酸洗时间／ｍｉｎρ（Ｋ）／（ｍｇ㊃Ｌ－１）ρ（Ｃａ）／（ｍｇ㊃Ｌ－１）ρ（Ｖ）／（μｇ㊃Ｌ－１）ρ（Ａｓ）／（μｇ㊃Ｌ－１）３６．０４４．０９７．１２８９５６．０１２．７９８．７３１７１０７．１４４．４５１２．７５３８１５６．９９２．７２１５．４５７６２０７．０３２．８３１７．３６．４０２５７．１１３．１１１８．８６８３３０７．１６３．２５１９．１６９７表４㊀酸洗再生催化剂的氧化物含量ｗ，％试样Ｖ２Ｏ５ＡＳ２Ｏ３Ｋ２ＯＣａＯ清水再生催化剂０．４３３０．０４３０〛０．０２２０．９８４酸洗再生催化剂０．３１２０．０１３０．０１８０．８４２㊀㊀（三）Ｖ再生将酸洗再生催化剂置于质量浓度为２ｇ／Ｌ的偏钒酸铵溶液中，浸渍１ｈ后取出，在烘箱中于１２０ħ下干燥２ｈ，再放入５００ħ马弗炉中焙烧３ｈ，如此重复２次，得到Ｖ再生催化剂㊂再生催化剂的主要物化性质见表５㊂由表５可以看出，Ｖ再生催化剂中的主要活性组分Ｖ２Ｏ５的质量分数为１．０７％，接近新鲜催化剂的水平㊂催化剂失活后，比表面积㊁孔体积和孔径均明显下降，Ｖ再生后，催化剂的主要物化性质达到新鲜催化剂９５％以上的水平㊂表５㊀Ｖ再生催化剂的主要物化性质物化性质再生催化剂新鲜催化剂失活催化剂Ｖ２Ｏ５质量分数／％１．０７１．１３０．４５比表面积／（ｍ２㊃ｇ－１）５８．５６１．０３０．０孔体积／（ｍＬ㊃ｇ－１）０．２２０．２３０．１９孔径／ｎｍ１４．１１４．７１３．２五㊁结语虽然脱硝催化剂再生及无害化处理技术已经发展多年，但是成本仍然居高不下，高昂的废弃脱硝催化剂的处理费用给生产企业发展造成很大影响㊂还需要进一步研发相关关键技术，确保催化剂的成分配方绿色㊁高效㊁结构强度耐腐性优异，合理科学控制优化运行参数及状态，降低脱硝催化剂再生费用，提高有价金属回收纯度，开发废弃脱硝催化剂用途以及实现再生处理的规模化推广应用，将成为未来脱硝领域发展的主要方向㊂参考文献：［１］周惠，黄华存，董文华．ＳＣＲ脱硝催化剂失活及再生技术的研究进展［Ｊ］．无机盐工业，２０１７，４９（５）：９－１３．［２］沈艳梅，魏书洲，崔智勇．造成ＳＣＲ脱硝催化剂失活的关键物质及预防［Ｊ］．中国电力，２０１６，４９（４）：１－５．作者简介：崔恒祥，大唐环境产业集团股份有限公司吕四港项目部㊂（上接第１６１页）㊀㊀（四）影像迭代裁剪数字正射影像的裁剪主要是将图幅接合表中的各图幅作为裁剪要素，利用裁剪（Ｃｌｉｐ）工具分别对正射影像进行裁剪㊂ＡｒｃＧＩＳＭｏｄｅｌＢｕｉｌｄｅｒ模型构建器中提供的要素选择（ＩｔｅｒａｔｅＦｅａｔｕｒｅＳｅｌｅｃｔｉｏｎ）迭代器为影像的批量裁剪提供了捷径㊂要素选择迭代器将图幅结合表作为输入要素，将Ｎａｍｅ字段作为迭代分组字段完成每个图幅的迭代㊂对于裁剪后分幅影像利用迭代器每次迭代获取的Ｖａｌｕｅ值，构建行内变量来命名分幅影像，其名称为％Ｖａｌｕｅ％．ｔｉｆ㊂四㊁批量分幅的实现利用ＡｒｃＧＩＳＰｙｔｈｏｎ及ＭｏｄｅｌＢｕｉｌｄｅｒ进行批量分幅处理，其目的是为了提高正射影像分幅的自动化程度㊁提升工作效率，减少人为干预㊂通过上述批量分幅的过程分析，只需要将创建好的创建图幅接合表脚本工具㊁图幅接合表优化模型以及迭代裁剪模型再次利用ＭｏｄｅｌＢｕｉｌｄｅｒ模型构建器连接起来，设定必要的模型参数即可完成数字正射影像的一键化批量分幅操作㊂五㊁结语文章基于ＡｒｃＧＩＳ平台，利用Ｐｙｔｈｏｎ脚本语言和Ｍｏｄｅｌ⁃ｂｕｉｌｄｅｒ模型构建器开发构建了影像批量分幅模型，实现了数字正射影像的批量化分幅及图幅接合表的自动化生成，减少了大量的重复性劳动，提高了工作效率，保证了影像分幅的准确性，同时，也为更多的自动化㊁流程化以及批量化的处理工作提供参考㊂参考文献：［１］熊明，王春秀等．‘山地城市影像地图集“的影像分幅裁切比较研究［Ｊ］．北京测绘，２０１４（２）：６３－６６．［２］侯辉娇子，林旭芳．基于ＡｒｃＧＩＳ平台的遥感影像快速分幅方法［Ｊ］．测绘通报，２０１４（Ｓ２）：１７９－１８１．作者简介：陈涛，苏州工业园区测绘地理信息有限公司宿迁分公司㊂３６１。
低温脱硝催化
低温脱硝催化温室效应对全球气候变暖造成了深远的影响，因此减缓温室气体的排放已成为全球环境治理的重要目标。
在温室气体排放中，由于化石燃料排放的氮氧化物（NOx）是地球上最常见的温室气体，因此控制NOx的排放是减缓温室效应的重要任务之一。
在这方面，低温脱硝催化是一种有效的技术，可以有效地减少NOx的排放。
低温脱硝催化是一种利用催化剂分解氮氧化物（NO x）的降低燃料排放的技术，包括氮氧化物（NO）和二氧化氮（NO2）。
这种催化剂通常是由金属活性物质和支持物质组成的有机结构体，并且能够在较低的温度下有效地进行催化反应。
通常情况下，脱硝催化剂的活性物质具有较高的比表面积，因此可以更有效地吸收NO x。
低温脱硝催化特别适用于温度较低的环境，例如汽车尾气排放，而高温脱硝催化则更适合于高温环境，例如火力发电厂等。
低温脱硝催化的原理是，当催化剂被安装在烟气净化系统中，当烟气通过催化剂时，催化剂上会催化发生多种反应，其中包括氧化反应、氮氧化反应和氮氧化物分解反应。
在氧化反应中，NO会与氧形成NO2和水；在氮氧化反应中，NO会与水形成硝酸根和氧；在氮氧化物分解反应中，NO2会被进一步分解成N2和O2，最终形成无害的N2和O2。
低温脱硝催化也有一些缺点，其中最突出的是它的脱硝效率很低。
通常，低温脱硝催化的脱硝效率只有50%到70%，而高温脱硝催化的脱硝效率可以达到90%以上。
此外，在低温脱硝催化过程中，氮氧化物产物（尤其是NO2）可能会回流到烟气中，这会增加污染。
此外，对低温脱硝催化的实施也会产生一些附加成本，尤其是催化剂的价格很高。
因此，任何应用低温脱硝催化的设备都必须考虑这些成本，以确保该技术得到有效的利用。
总之，低温脱硝催化是一种有效减少温室气体排放，特别是NOx 排放的技术。
它特别适用于低温环境下的污染防治，但其脱硝效率还不够高，可能会增加污染物的回流，并产生一些额外的成本。
因此，利用低温脱硝催化技术减少温室气体排放应当谨慎考虑，做好合理的成本分析和环境安全风险评估，以确保使用低温脱硝催化的有效性和安全性。
SCR烟气脱硝效率及催化剂活性的影响因素分析
SCR烟气脱硝效率及催化剂活性的影响因素分析发表时间：2017-07-17T10:44:36.723Z 来源：《电力设备》2017年第8期作者：肖潇[导读] 摘要：燃煤电厂是我国电力资源的主要来源，对于我国经济发展具有重要作用。
(湖北华电襄阳发电有限公司湖北省襄阳市 441000)摘要：燃煤电厂是我国电力资源的主要来源，对于我国经济发展具有重要作用。
燃煤过程中容易产生许多环境污染物。
氮氧化物是燃煤过程中产生的污染物之一，其对酸雨、温室效应、光化学反应等都具有影响，严重污染环境。
本文对燃煤烟气中氮氧化物脱除的技术选择性催化还原法(SCR)进行分析，对SCR技术的原理和发生过程进行分析，并对催化剂效率的影响因素进行探讨，为SCR技术研究和实践应用提供参考。
关键词：SCR烟气脱硝催化剂活性脱硝效率我国的一次能源中有70%-80%的能源是由煤炭提供，尤其是电力资源。
目前，我国电网中的电力资源绝大部分是通过燃煤电厂提供，煤炭在燃烧过程中产生大量的污染物。
氮氧化物(NOx)是在煤炭燃烧中产生的，相关的研究已经证实NOx对环境具有较大的影响，不仅和酸雨、光化学烟雾有关，同时也是诱导温室效应和光化学反应的主要物质。
据相关数据统计显示，燃烧1t的煤炭可以产生约20-30kg的氮氧化物。
因此，采取相关的措施减少电厂NOx的排放量对于改善环境具有重要的影响。
减少氮氧化物的排放的主要途径可以分为两大方面：其一改善燃煤结构，燃烧优质煤，从源头降低NOx生成。
其二，通过氧气脱硝装置吸收或者还原氧气中的NOx。
本文主要针对第二种方式进行说明。
氧气脱硝方法是目前国际上使用较多的用于减少环境中NOx的方法。
具有很高的脱硝率，符合环保指标排放要求。
在使用的所有方法中，选择性催化还原脱硝法(SCR)的脱硝效率可以达到90%以上，具有较好的应用前景。
目前，此技术相关的专利都属于国外，我国在相关的技术和设备的应用市场占有率较低，为了提升我国对于SCR的研究水平，进行SCR烟气脱硝分析是十分必要的。
低温SCR脱硝催化剂的研究
低温SCR脱硝催化剂的研究低温SCR脱硝催化剂是一种新型的环保材料，它可以有效地降低燃煤和燃气锅炉排放的氮氧化物（NOx），具有重要的应用价值。
近年来，低温SCR脱硝催化剂的研究成为环保领域的热点之一，下面将从催化剂原理和研究进展两个方面进行探讨。
一、催化剂原理低温SCR脱硝催化剂是一种通过催化反应将NOx转化为N2和H2O的材料。
其基本原理是将氮氧化物与还原剂（如氨气或尿素溶液）在催化剂的存在下通过氧化还原反应进行催化转化，生成氮气和水蒸气。
催化剂通常由过渡金属（如V、Co、Fe等）与载体（如TiO2、WO3、Al2O3等）组成，其中载体扮演着提高催化剂活性和稳定性的角色。
过渡金属是催化剂的主要活性组分，它的选择直接影响催化剂的性能和其适用范围。
二、研究进展近年来，低温SCR脱硝催化剂的研究主要围绕催化剂的合成、活性中心的构建和催化剂的应用等方面展开，主要取得了以下进展：（1）催化剂的合成：研究者通过控制合成条件、调节催化剂成分比例等手段提高催化剂的活性和稳定性，使催化剂在低温条件下也能够高效地去除NOx。
（2）活性中心的构建：研究者探究了各种活性中心的构建方式，如采用金属氧化物、硝酸盐和金属-非金属协同催化等方式，以提高催化剂的催化活性和选择性。
（3）催化剂的应用：研究者将低温SCR催化剂应用于锅炉、汽车尾气处理、化工废气排放等领域，在实际应用中取得了显著的降低NOx排放的效果。
低温SCR脱硝催化剂的研究不断创新，逐步完善。
未来，需要进一步深入研究催化剂的性质、原理和机制，并加强与实际应用的结合，推动这一环保材料的广泛应用。
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。
脱硝催化剂的失活机理及其再生技术
一、失活机理催化剂失活原因包括:磷、砷以及碱金属等化学原因导致的催化剂中毒.催化剂的表面和内孔被飞灰颗粒掩盖甚至发生严重堵塞;在高速和高温的烟气的双重冲击下，催化剂经常会发生物理原因造成的磨损，高温情况下会发生热烧结，同时活性组分也会因此流失。
（1）石申及碱金属等导致催化剂中毒众多化学元素中，有很多对催化剂有危害作用，被认为危害最大的是碱金属元素，不但包含碱金属的硫酸盐和氯化物，还含有碱金属氧化物等。
一些煤种中多数含有砷，在高温烟气中也会存在气态的As20s，当其发生扩散并进入催化剂结构的细小微孔中，在该物质表面发生反应，活性位置被占据后会直接导致催化剂内部发生破坏，从而使得脱硝催化剂失去活性（2s10）。
（2）催化剂孔道和表面堵塞覆盖烟气里有大量的飞灰的存在，飞灰中颗粒大小不同，这些飞灰颗粒有的可以相互结合形成大的颗粒，因此造成催化剂的孔道和表面堵塞，有的会跟随气流的方向集聚在脱硝催化剂外侧，使催化剂的有效活性位置被覆盖，还有一些的比较微小的颗粒可能会进入它自身的孔道中，致使催化剂的孔道内发生堵塞，阻碍NH3，02、NOx到达催化剂的活性表面，使得催化剂失去活性（29）0。
（3）催化剂高温烧结目前实际应用中的SCR脱硝催化剂，因脱硝催化剂的反应温度需要控制在一定范围内，通常需要在340-400℃下运行，催化剂反应一段时间后，催化剂微小的颗粒在高温条件下，会被烧结成大的金属颗粒，比表面积会因此变小。
使得部分活性表面缺失，直接的结果就是，其活性也会因为这些原因导致降低。
催化剂如果在高温情况下发生烧结，很难用再生方法将其恢复，因为在有限的温度范围内，SCR脱硝催化剂的活性成分以及载体有良好的热稳定性，但如果催化剂长期在过高的温度下运行，催化剂的晶格结构就会因高温发生变化，难以通过活性再生方法将其恢复口。
（4）机械磨损催化剂无论是安装过程中，还是更换过程中，会发生撞击摩擦现象，这些都会减少使其表面的活性物质；在较大空速条件下，由于催化剂竖直向下布置在SCR反应塔中，烟气与催化剂平行流动，从反应塔顶部由上向下，存在于烟气中的大物质颗粒，对催化剂的表面发生碰撞摩擦，活性物质会因此减少。
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一定比例混合配制, 其中用 N2 将 NO、 SO2 高倍稀 释,配置成 NO、SO2 混合气,从而减小模拟烟气中 NO、SO2 体积分数波动。
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2018 年第 2 期
洁净煤技术
第 24 卷
摘 要:为了研究活性焦低温催化氧化 NO 特性,采用长周期试验,搭建固定床反应器试验台架,按照 煤粉工业锅炉实际烟气组分模拟配制试验烟气。 重点分析反应温度、O2 体积分数、空速及 SO2 体积 分数对脱硝效率影响,同时对反应前后的活性焦进行红外及热重分析。 结果表明:当温度由 50 ℃ 升 到 90 ℃ 时,活性焦脱硝效率显著下降,有效脱硝时间由 81 h 降到 2． 3 h;当 O2 体积分数由 0 提高到 10% 时,有效脱硝时间由 0． 6 h 提高到 35 h;空速由 500 h-1 升高到 2 500 h-1 时,有效脱硝时间由 15 h 降到 0． 26 h;SO2 体积分数由 0 提高到 200×10-6 时,有效脱硝时间由 15 h 降到 1． 6 h。 红外及热重分 析结果表明,低温时 NO 被催化氧化为 NO2 ,且大部分 NO2 被活性焦吸附。 关键词:活性焦;低温;催化氧化;脱硝 中图分类号:TQ424． 1;TQ126． 2 文献标志码:A 文章编号:1006-6772(2018)02-0108-06
1 试 验
1． 1 试验样品 试验采用太西无烟煤制得的 ϕ9 mm 的圆柱状
活性焦,试验前经过破碎筛分,将活性焦制成粒度为 2． 5 ~ 4． 0 mm 的样品。 1． 1． 1 性能分析
活性焦指标分析见表 1。 该活性焦氧含量较 高,推测含氧官能团数量较多,有利于 NO 的催化氧 化;同时该活性焦具有耐压强度高、灰分低的特点, 适合大范围工业应用。
对于 NO 催化氧化技术的研究多集中在金属催 化剂上[3-5] ,对于炭基催化剂的研究相对较少。 当 金属 作 为 催 化 剂 时, 催 化 反 应 温 度 约 300 ℃ 。 王 萍[6] 研究发现最佳反应温度为 80 ℃ ,最佳的操作 空速为 800 h-1 ,O2 含量以 5% 为宜。 高健[7] 认为在 半焦催化剂表面与吸附态 NO 反应的主要是气相中
0 引 言
中小型燃煤工业锅炉是我国除电站锅炉外最主
要的用煤设备,总数近 50 万台[1] ,然而我国很多燃 煤工业锅炉污染物排放超标,不能达到国家规定的 排放标准。 2014 年最新实行的《 锅炉大气污染物排
收稿日期:2017-12-14;责任编辑:李柏熹 DOI:10. 13226 / j. issn. 1006-6772. 2018. 02. 020 基金项目: 煤炭科学技术研究院科技发展基金资助项目(2016CX02) 作者简介:张 媛(1992—) ,女,山西太原人,硕士研究生,主要从事锅炉烟气净化的研究。 E-mail:1242955712@ qq. com 引用格式:张媛,王乃继,肖翠微,等. 活性焦低温催化氧化脱硝影响因素及机理[ J] . 洁净煤技术,2018,24(2) :108-113.
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张 媛等:活性焦低温催化氧化脱硝影响因素及机理
2018 年第 2 期
放标准》 中,要求在用锅炉的 NOx 排放质量浓度限 值为 400 mg / m3 ,新建锅炉为 300 mg / m3 ,重点地区 更是要达到 200 mg / m3 的限值要求[2] 。 由此看出, 减少 NOx 的排放和开发适合煤粉工业锅炉的脱硝 技术已经迫在眉睫。
(1. Energy Conservation and Engineering Technology Research Institute,China Coal Research Institute,Beijing 100013,China; 2. State Key Laboratory of Coal Mining and Clean Utilization,Beijing 100013,China;3. National Energy Technology and Equipment
的 O2 分子。 郭瑞莉[8] 发现 NO 的存在促进 SO2 的 脱除,而 SO2 存在严重抑制 NO 的脱除。 但目前对 活性焦做催化剂的 NO 低温催化氧化技术研究较 少,机理与影响因素作用机制尚不明确。
本文针对煤粉工业锅炉脱硫后温度窗口低的特 点,在低温范围内(50 ~ 90 ℃ ) 研究温度、空速、O2 含量、SO2 含量对活性焦脱硝效率的影响,利用烟气 分析、红外分析及热重试验等方法分析活性焦催化 氧化的反应机理,为活性焦煤粉工业锅炉烟气脱硝 工艺提供理论支撑。
Cad 83． 78
Had 0． 73
元素分析 / % Oad 1． 79
Nad 0． 55
表 1 活性焦分析 Table 1 Analysis of activated coke
Sad 0． 29
堆密度 / ( g·L-1 )
763
耐压强 度/ N
682
碘值 / ( mg·g-1 )
495
硫容 / % 10． 5
灰分 / % 5． 00
1． 1． 2 孔隙结构 采用 美 国 康 塔 仪 器 公 司 的 Quantchrome Au-
tosorb-1 吸附仪表征活性焦样品的比表面积和孔隙 结构。 利用 N2 吸附 等 温 线 解 析 样 品 的 孔 隙 参 数 (1． 812 nm ) , 用 BET 方 程 计 算 样 品 的 比 表 面 积 (360． 3 m2 / g ) , 用 DFT 法 计 算 孔 容 ( 0． 163 2 cm3 / g) ,可以看出,该活性焦具有较大的比表面积 和丰富的孔径结构,有利于气体分子的吸附。 1． 1． 3 表面形貌
脱硝技术分为干法和湿法。 湿法不适合神东 等缺水的工业区,干法中以 SCR 和 SNCR 应 用 广 泛,但二者 反 应 温 度 均 高 于 煤 粉 工 业 锅 炉 排 烟 温 度,应用时还需要对烟气加热,浪费能源。 采用活 性焦既可在锅炉排烟温度窗口下同时脱除 SO2 和 NO x ,且可以 利 用 锅 炉 热 量 实 现 再 生, 活 性 焦 不 需 要移出反应器即可再生,节约了成本。 活性焦低 温催化氧化脱硝技术是利用活性焦做催化剂,将 NO 催化氧化为 NO2 ,再 进 行 后 处 理,从 而 达 到 脱 硝目的。
ZHANG Yuan,WANG Naiji,XIAO Cuiwei,et al. Influencing factors and mechanism of catalytic oxidation at low temperature for NO removal by activated coke[ J] . Clean Coal Technology,2018,24(2) :108-113.
Laboratory of Coal Utilization and Emission Control,Beijing 100013,China)
Abstract:In order to study the catalytic oxidation characteristic of activated coke at low temperature,long period bench test was adopted in this study. The proportion of compounded modeled flue gases components came from operational pulverized coal industry boiler. Emphasis was placed on reaction temperature,oxygen concentration,air-speed and SO2 concentration which had a great importance in denitration efficiency. Meanwhile,the infrared spectroscopic analysis and thermogravimetric analysis had been carried out on the fresh activated coke and deactivation coke. The results show that when the temperature increases from 50 ℃ to 90 ℃ ,the denitration efficiency will obviously decline and the valid time for denitration will decline to 2. 3 hours from 81 hours. When the oxygen concentration goes up to 10% from 0,the valid time will rise to 35 hours from 0. 6 hours. And the valid time will decrease to 0. 26 hours from 15 hours,after the airspeed increasing to 2 500 h-1 from 500 h-1 . In addition,the valid time will decline to 1. 6 hours from 15 hours with the SO2 concentration up to 200×10-6 from 0. The infrared spectroscopic and thermogravimetric analysis also indicate that NO could be catalytically oxidized to NO2 ,which is significantly adsorbed by activated coke at low temperature. Key words:activated coke;low temperature;catalytic oxidation;denitration