SCR低温脱硝催化剂(知识参考)
选择性催化还原脱硝技术(SCR).
c.尾部烟气段布置
SCR反应器布置在烟气脱硫装置（FGD）后，催化剂将完全工作在 无尘、无二氧化硫的“干净”烟气中。 当催化剂在干净烟气中工作时，其工作寿命可达高灰段催化剂使用 寿命的两倍。 该布置方式的主要问题是将反应器布置在湿式FGD脱硫装置后，而 低温SCR催化剂还没有达到工程应用的程度，其排烟温度仅为50~60℃，
3）氨与NOx在反应器内，在催化剂的作用下反应生成N2和H2O。 N2和
H2O随着烟气进入空气预热器。在SCR进口设置NOx、O2温度监视分
析仪，在SCR出口设置NOx、O2、NH3温度监视分析仪。 NH3温度监 视分析仪监视NH3的逃逸浓度小于规定值，超过则报警并自动调节
பைடு நூலகம்
NH3注入量。
4）在氨气进气装置分管阀后设有氮气预留阀及接口，在停工检修时用于 吹扫管内氨气。
（1）烟气中所携带的飞灰中含有的Na、Ca、Si、As等成分会使催化剂中毒； （2）飞灰对SCR反应器的磨损； （3）飞灰将SCR反应器蜂窝状通道堵塞； （4）如烟气温度升高，会将催化剂烧结，或使之再结晶失效；如烟气温度 降低，NH3会与SO3反应生成硫酸铵，从而堵塞SCR反应器通道和污染空气预
热器；
图2-3 SCR反应器的布置方式 (a) 高灰段布置；
图2-3 SCR反应器的布置方式
(b) 低灰段布置；
图2-3 SCR反应器的布置方式 (c) 尾部烟气段布置；
a.高灰段布置
SCR反应器布置在省煤器与空气预热器之间，反应温度一般 为300~400 ℃，
适合催化剂的运行温度，但此时烟气中所含有的全部飞灰和二氧化硫均通过催化 剂反应器，催化剂的寿命会大大缩短；影响催化剂寿命的因素有：
得反应温度大大降低（300~450℃），从而可以在锅炉的
脱硝催化剂
火电厂脱硫系统，可以提高安装的股份制。
SNCR / SCR烟气脱硝技术的基础上发展起来的电厂脱硝选择性催化还原（SCR）和非选择性
催化还原（SNCR）以及在这两个。
SNCR原则是在锅炉中的适当的温度（通常为900至1100℃）的烟道气中注入的还原剂（例如尿素或氨），氮氧化物（氮氧化物）被还原成无害的氮气（氮气），H 2 O（水）。
在
SCR技术是SCR反应器的热功率机组锅炉省煤器和空气预热器，烟
气进入SCR反应器的催化剂模块NOX减少到无害的N2，H2O，通过层层的安排。
反应温度可以在300°C -400°C，脱硝效率为约70％-90％，和具有一个相当成熟的操作系统的性能，在大型锅炉。
混合SNCR / SCR烟气脱硝技术是一家集开发的SCR和SNCR技术的优势，该技术降低单位成本的SCR系统，但这个过程是比较复杂的系统。
1、催化剂降低了反应活化能，使得活化分子百分比增加
2、催化剂的增加，增加了气体混合度
3、催化还原剂塔的设置，延长的反应时间
SCR催化剂一般用使用TiO2作为载体的V2O5/WO3及MoO3等金属氧
化物，其它组成结构的催化剂也已做了大量的实验研究，其催化性能不均。
对于氧化钒类（纯氧化钒或以铝土、硅土、氧化锆、氧化钛为载体）、纯的或担载的铁、铜、铬、锰的氧化物均已进行过深入的研究。
在沸石的多孔结构中引入过渡金属，构成如X、Y和ZSM-5离子
交换沸石，对SCR催化活性具有改善。
大部分工业催化剂的载体采用
TiO2或沸石等多孔结构，也有研究报导了使用活性碳和活性焦作为SCR催化剂的载体，并且在低温下具有较高的SCR活性。
脱硝用催化剂
脱硝用催化剂1. 背景知识脱硝是指通过一系列化学反应将一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）转化为氮气（N2）和水（H2O），以减少大气中的氮氧化物排放。
这是一项重要的环保工作，因为氮氧化物是造成酸雨和臭氧层破坏的主要原因之一，对大气和环境具有严重的危害。
而脱硝催化剂是实现脱硝的重要手段，能够在较低的温度下提高脱硝效率，减少能耗和降低成本，因此受到了广泛的关注和应用。
2. 催化剂的作用原理催化剂是一种能够在化学反应中降低活化能，促进反应速率的物质。
在脱硝反应中，催化剂能够通过提供活化能和改变反应路径的方式加速氮氧化物的转化。
通常脱硝催化剂的作用原理主要有以下几种类型：（1）氧化还原反应：脱硝催化剂可将氮氧化物转化为无害的氮气和水的过程，通过催化剂表面的氧化还原反应实现。
在此过程中，催化剂上的活性位点能够吸附氮氧化物分子，并提供必要的活化能，促进反应的进行。
在反应结束后，催化剂表面再次释放出产生的氮气和水，从而实现了氮氧化物的脱除。
（2）吸附作用：催化剂能够通过表面吸附的方式捕获氮氧化物分子，并在催化剂表面上形成活性物种。
这些活性物种可以进一步参与反应，并加速氮氧化物的转化。
催化剂的吸附作用可以有效地提高反应活性，降低反应的温度和能耗。
（3）表面活性位点：催化剂表面的活性位点是催化剂发挥作用的关键所在。
这些活性位点具有特定的结构和化学性质，能够与氮氧化物分子发生相互作用，并促进其转化成为氮气和水。
通过控制催化剂的表面结构和活性位点的分布，可以调控脱硝反应的速率和选择性，实现更高效的脱硝效果。
3. 常见的脱硝催化剂脱硝催化剂主要包括氨选择性催化还原（SCR）催化剂、氨氮气（SNCR）催化剂和非氨脱硝催化剂。
它们分别是通过氨与氮氧化物反应、直接加入氨分解产生NH3与氮氧化物发生反应、无需氨的方法来实现脱硝的。
（1）氨选择性催化还原（SCR）催化剂氨选择性催化还原（SCR）催化剂是脱硝领域中应用最广泛的一类催化剂。
铁基中低温SCR脱硝催化剂性能研究
At present, there exist some problems in the commercial catalyst, the price is expensive, narrow active temperature window, and abandoned catalyst will lead to secondary pollution. So, it has very important significance to develop environmental friendly catalyst, low temperature, high efficiency and cheap. Iron oxide, has received the attention of scholars both at home and abroad, because it has advantages of environmentally friendly, low prices,and strong reducibility.This paper focuses on the preparation and characterization of denitration catalystbased on Fe.
--SCR脱硝技术大全
我国氮氧化物的排放情况：氮氧化物的危害随着我国经济的发展，能源消耗带来的环境污染也越来越严重，大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层的破坏已成为危害人民生存的四大杀手。
其中烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要根源近年来，氮氧化物(NOx，包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O和N2O5等多种化合物）的治理已经成为人们关注的焦点之一。
在高温燃烧条件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO约占95%。
但是，NO在大气中极易与空气中的氧发生反应，生成NOx，故大气中NO普遍以NO的形式存在。
空气中的NO和NO2通过光化学反应，相互转化而达到平衡。
在温度较大或有云雾存在时，NO2进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸(HNO3),在有催化剂存在时，如加上合适的气象条件，NO2转变成硝酸的速度加快。
特别是当NO2与SO2同时存在时，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。
此外，NOx还可以因飞行器在平流层中排放废气，逐渐积累，而使其浓度增大，此时NO再与平流层内的O3发生反应生成NO2、O2，NO2与O2进一步反应生成NO 和O2，从而打破O3平衡，使O3浓度降低导致O3层的耗损。
我国氮氧化物的排放情况在我国，二氧化硫、氮氧化物等有害物质主要是由燃煤过程产生的。
随着我国经济实力的增强，耗电量也将逐步加大。
目前，我国已经开展了大规模的烟气脱硫项目，但烟气脱硝还未大规模的开展。
有研究资料表明，如果继续不加强对烟气中氮氧化物的治理，氮氧化物的总量和在大气污染物中的比重都将上升，并有可能取代二氧化硫成为大气中的主要污染物。
我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一,据统计,我国67%的氮氧化物(NOx)排放量来自于煤炭的燃烧。
据国家环保总局统计预测, 2005年和2010年我国火电厂煤炭消耗量分别占全国总量的56%和64%,火电厂NOx产生量占全国总量的50%。
SCR脱硝原理及工艺
操作控制
01
控制温度：保证催化剂活性，防止催化剂中毒
02
控制氨气浓度：保证氨气与NOx的充分反应，防止氨气泄漏
03
控制烟气流量：保证烟气与催化剂的充分接触，提高脱硝效率
04
控制催化剂寿命：定期更换催化剂，保证脱硝效果
3
SCR脱硝应用
燃煤电厂
SCR脱硝技术在燃煤电厂中的应用 01 广泛
燃煤电厂的烟气中含有大量的NOx， 02 需要采用SCR脱硝技术进行治理
铁路机车排放：SCR技术应用于铁路机车，减少铁 路运输对环境的影响
谢谢
反应条件：反应温度在 300-400℃，反应压力在 1-3bar，空速在10002000h-1。
催化剂作用
01
02
03
04
降低反应活化能， 提高反应速率
选择性催化NOx 还原为N2和H2O
提高脱硝效率， 降低能耗
减少副产物生成， 降低环境污染
反应条件
反应温度： 300-400℃
反应压力： 1-3MPa
反应时间：0
催化剂：钒钛 系催化剂
烟气成分： NOx、O2、 N2、CO2、 H2O等
2
SCR脱硝工艺
工艺流程
01
烟气预处理：去除烟气中的灰 尘、水分等杂质
02
氨气制备：将氨气与空气混合， 制备氨气溶液
03
氨气喷射：将氨气溶液喷射 到烟气中
05
烟气排放：处理后的烟气排放 到大气中
04
催化剂作用：氨气与烟气中的 氮氧化物在催化剂作用下发生 反应，生成无害的氮气和水
SCR脱硝技术可以有效降低燃煤电 03 厂的NOx排放量
燃煤电厂采用SCR脱硝技术可以提 04 高环保性能，降低环境污染
SCR脱硝原理及相关知识
SCR脱硝原理及相关知识影响NOx生成的主要因素有哪些?锅炉烟气中的NOx主要来自燃料中的氮，从总体上看燃料氮含量越高，则NOx的排放量也就越大。
此外还有很多因素都会影响锅炉烟气中的NOx含量的多少，有燃料种类的影响，有运行条件的影响，也有锅炉负荷的影响。
➢锅炉燃料特性影响煤挥发成分中的各种元素比会影响燃烧过程中的NOx生成量，煤中氧/氮(O/N)比值越大，NOx排放量越高;即使在相同O/N比值条件下，转化率还与过量空气系数有关，过量空气系数大，转化率高，使NOx排放量增加。
此外，煤中硫/氮(S/N) 比值也会影响到SO2和NOx的排放水平，S和N氧化时会相互竞争，因此，在锅炉烟气中随SO2排放量的升高，NOx排放量会相应降低。
➢锅炉过量空气系数影响当空气不分级进入炉膛时，降低过量空气系数，在一定程度上会起到限制反应区内氧浓度的止的，因而对NOx的生成有明显的控制作用，采用这种方法可使NOx的生成量降低15%-20%。
但是CO随之增加，燃烧效率下降。
当空气分级进入时，可有效降低NOx排放量，随着一次风量减少，二次风量增，N被氧人的速度降低，NOx的排放量也相应下降。
➢锅炉燃烧温度影响燃烧温度对NOx排放量的影响已取得共识，即随着炉内燃烧温度的提高，NOx排放量上升。
➢锅炉负荷率影响通常情况下，增大负荷率，增加给煤量，燃烧室及尾部受热面处的烟温随之增高，挥发分N生成的NOx随之增加。
氮氧化物的的危害有哪些?➢NO能使人中枢神经麻痹并导致死亡，NO2会造成哮喘和肺气肿，破坏人的心、肺、肝、肾及造血组织的功能丧失，其毒性比NO 更强。
无论是NO、NO2或 N2O，在空气中的最高允许浓度为5mg/ m3(以NO2计)。
➢NOx与 SO2一样，在大气中会通过干沉降和湿沉降两种方式降落到地面，最终的归宿是硝酸盐或是硝酸。
硝酸型酸雨的危害程度比硫酸型酸雨的更强，因为它在对水体的酸化、对土壤的淋溶贫化、对农作物和森林的灼伤毁坏、对建筑物和文物的腐蚀损伤等方面丝毫不不逊于硫酸型酸雨。
中低温SCR脱销工艺及催化剂应用
产学研合作开发
➢合肥工业大学化学与化工学院
➢合肥晨晰环保工程有限公司 ➢湖北思搏盈环保科技有限公司
支撑项目
➢国家中小型科技资金项目
第13页，共27页。
➢低温脱硝工艺的技术特点
➢与排放烟气本体相对独立，不改变原有的物料和热量平衡
有
➢高效抗硫耐水、降低了脱硝系统一次性投资和运行成本
➢抗硫毒化性
第20页，共27页。
➢典型工程案例
第21页，共27页。
➢成果认证及技术推广
第22页，共27页。
➢中低温SCR脱硝发展之路
温度更低
向更低的温度段跟进，满足 多种温度要求。
工况更复杂
适合更多烟气工况条件 满足复杂烟气特性
第23页，共27页。
➢合肥晨晰环保工程有限公司
➢ 一家致力于大气治理的科技 型环保企业，是国内首批 中低温脱硝催化剂生产、销
推动烟气脱硝技术多元化进程、填补技术空白
为环保政策的有效实施提供可靠技术选择、促进环技 术产业升级
提供凹凸棒石矿物资源及粉煤灰资源的高附加值 综合利用新路径
第19页，共27页。
➢核心催化剂横向参数比较
自行研制开发的中低温 SCR催化剂与商业催化剂 综合性能比较如：
凸显优势：
➢国情适用性 ➢经济廉价性 ➢低温高活性
第7页，共27页。
➢国内外中低温催化剂的主要研究
国外：Shell低温催化剂和 Ceram 低温催化剂
中低温催 化剂研发 体系
山西煤化所的钒钛系移动颗粒床 催化剂
浙江大学的 锰钛系催化剂
南开大学的 活性碳纤维及活性碳 载锰系
合肥工业大学的锰土系蜂窝式与颗 粒床二种模式催化剂
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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
NO转化为高价态，需引入较强的SCR低温脱硝催化剂，在众多催化剂中，SCR 低温脱硝催化剂是最环保最清洁的SCR低温脱硝催化剂，它以低温脱硝催化技术最为简单有效，在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物，另外不同于其它催化剂，工作环境恶劣，自由基存活时间非常短，能耗较高，SCR低温脱硝催化剂的生存周期相对较长，能将少量氧气或空气电离后产生催化氧化，然后送入烟气中，可显著降低能耗。
三、技术原理
SCR低温脱硝催化剂具有很强的催化性，完全有能力将烟气恶劣环境中的NO 氧化成高价态，提高烟气中氮氧化物的水溶性，从而将NO脱除。
利用SCR低温脱硝催化剂将NO催化为高价态的氮氧化物后，需要进一步地吸收。
常见的吸收
液有Ca(OH)
2、CaCo
3
等碱液。
不同的吸收剂脱除的NO效果会有一定的差异。
例
如有人在利用水吸收尾气时，NO的脱除效率可达到80%以上，这是利用气体在水
中的溶解度进行吸收，也有试验利用吸收液将高价氮氧化物还原成为N
2
后直接排入大气中。
四、技术性能
采用SCR低温脱硝催化剂脱硝技术可得到较高的NO
X
脱除率，典型的低温脱
硝脱除效率为50%-60%，甚至高达到80%以上，并且可在不同的NO
X
浓度和NO、
NO
2
的比例下保持高效率；因为未与NOX反应的SCR低温脱硝催化剂会在洗涤器内被除去，所以不存在类似SCR中SCR低温脱硝催化剂的氨泄漏问题；除以上优
点外，该技术应用中 SO
2
和CO的存在不影响NOX的去除，而SCR低温脱硝催化剂也不影响其他污染物控制技术。
SCR低温脱硝催化剂用于锅炉的NO治理。
经
低温催化后生成的N
2O
5
通过洗涤器很容易与烟气中水分发生反应生成HNO
3
，然后
再同洗涤剂生成盐类，最后通过洗涤清理排出系统外。
五、技术效果
SCR低温脱硝催化剂可使NOx排放减少到10μg/g以下，可满足最严格的NO
X
减排要求。
并且不会使SO
2转化为SO
3
，此外，烟气中的颗粒物和硫化物对SCR
低温脱硝催化剂消耗或 NO
X
脱除效率的影响并不明显，该系统不仅可以高效去除
氮氧化物，而且对SO
2
和粉尘等颗粒物也有明显的去除效果。
同时它不存在堵塞、
氨泄漏等问题。
六、技术特点
1、SCR低温脱硝催化剂脱硝技术结合现有SCR脱硝工艺更适应环保日益严格的要求，而且设备投资低、占地面积小、系统简单等优点；
2、以SCR低温脱硝催化剂替代其它催化剂，通过特殊工艺控制脱硝反应过程，使碱液吸收反应的产物以固体形式存在，实现了气态污染物（氮氧化物）的固化处理，不产生二次污染；
具有良好的脱除效果，
3、采用SCR低温脱硝催化剂的催化技术不仅对NO
X
而且对烟气中的其他有害污染物，比如重金属汞也有一定的去除能力；
4、在低温下进行催化吸收的SCR低温脱硝催化剂，有利于锅炉的能源回收利用，降低工程施工难度。
利用SCR低温脱硝催化剂结合现有的SCR工艺并加以改进，使SCR脱硝在低温下进行并同时完成国家最严格的NO
排放标准。
X。