蜂窝式催化剂介绍
SCR系统中板式和蜂巢式催化剂的选取
SCR 系统中板式和蜂巢式催化剂的选取Selection of catalyst in SCR苏航(广东省电力设计研究院,广东广州510600)摘要:选择性催化氧化还原法(SCR )是当今国际上最为成熟、有效的烟气脱硝技术。
催化剂作为SCR 工艺流程中最重要的设备部件,对SCR 工艺的效率起着决定性的作用。
分析了2种脱硝催化剂的物理、化学特性,以及它的优缺点,为催化剂的选取提供参考。
关键词:SCR ;板式;蜂巢式;催化剂Abstract :The mo st widely used control way of NO x emission is SCR (selective Catalyst Reduction ).There are two main type s of catalyst ———plate type and honeycomb type.Their physical and chemical characteristics are compared.K ey words :SCR ;catalyst中图分类号:X 701.1 文献标识码:B 文章编号:1009-4032(2005)02-0027-03 随着我国经济的快速发展及环保意识的增强,对火电厂的环保要求越来越高。
《火电厂大气污染物排放标准》(G B 13223-2003)对NO x 的排放浓度做出了明确的要求,规定第三时段的燃煤电厂燃料挥发分大于10%时,NO x 的排放质量浓度不得大于450mg/m 3,并且要求“第三时段大气污染控制单元必须预留脱氮装置空间”。
仅采用低氮燃烧器,NO x 排放浓度的绝对值仍然较高,所以,选择性触媒还原法作为当今最成熟的烟气脱氮技术,继国内漳州后石电厂采用之后,将会得到更为广泛的应用。
1 SCR 的工艺流程及工作原理 SCR 脱氮法工艺流程见图1。
图1 SCR 工艺流程图 贮存的液氨或氨水经蒸发槽蒸发为氨气后,通过氨缓冲槽和输送管道进入锅炉区,与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR 反应器。
蜂窝式SCR脱硝催化剂生产工艺关键技术分析
蜂窝式SCR脱硝催化剂生产工艺关键技术分析王伟;郭休链;韩航;周康;陈辉【摘要】SCR ( Selective Catalytic Reduction) denitration catalyst has a large specific surface area, high denitration efficiency and low rate of ammonia escape, which is widely used in coal-fired boiler flue gas removal process. Based on years of production technology practice, raw materials and its effect of honeycomb denitration catalyst production were introduced and the key technology in the process of production was further analyzed. The theory and practice were combined in order to find a solution to solve the problems of catalyst production process and ensure the quality and performance in the production process of denitration catalyst.%选择性催化还原( SCR)脱硝催化剂具有比表面积大、脱硝效率高、氨逃逸率低等优点，广泛应用于燃煤锅炉废气中脱除氮氧化物的工艺。
根据多年生产技术实践，介绍蜂窝式脱硝催化剂生产原料和其作用，并对生产过程中的各关键工艺技术进行深入分析，以期在理论和实践结合基础上探索催化剂生产过程出现问题的解决方法，保证脱硝催化剂生产中的质量和性能。
环保SCR蜂窝式催化剂介绍资料
环保SCR蜂窝式催化剂介绍GJC型蜂窝式脱硝催化剂是目前市场占有份额最高的催化剂形式，它是以Ti-W-V为主要活性材料，采用TiO2等物料充分混和，经模具挤压成型后煅烧而成。
蜂窝式催化剂属于均质催化剂，催化剂本体全部是催化剂材料，因此其表面在遭到灰分等的破坏磨损后，仍然能维持原有的催化性能，且催化剂可以再生。
SCR催化剂生产工艺介绍SCR催化剂生产工艺主要包括原料贮存、原料配制、混炼、过滤、预挤出、挤出、干燥、煅烧、冷却、切割、检验和组装等生产工序。
其工艺流程见图SCR蜂窝式催化剂的特点：1.蜂窝式催化剂由多种纳米级原料通过高效混炼机混炼，真空挤出成型，烧结而成，活性利用率及保持率高；活性组分在混炼阶段采用溶液加入法加入，在催化剂中整体均匀分布。
因此，当催化剂发生磨损后，仍然具有活性，且活性不发生变化。
采用蒸汽或声波吹灰均不会造成活性组分的剥离。
2.通过特有稀土氧化物改性催化剂技术高温煅烧工艺烧结，热稳定性好、耐高温能力强，强度优于同系列传统产品30%以上，比表面积提高，活性优于同系列传统产品25%以上，催化剂通体酸性强吸附氨，氨逃逸率低，可抑制SO2生成SO3的副反应，可从源头上抑制硫氨的生成堵塞催化剂及防止硫氨对下游设备的腐蚀。
3.通过特别方法加入钼元素，搞砷中毒，催化剂不会失活，可实时根据业主锅炉烟气条件进行相应的配方和设计，针对性强，适应性广，有专业团队为业主设计出合适合理的方案及优质的技术服务，为业主提供可靠技术保障。
4.烟气入口催化剂侧涂有高强度搞磨损涂层，搞磨损能力强，通体机械强度高，抗冲击性，抗腐蚀能力强，机械寿命长。
5.纳米级超细TiO2为载体，活性比表面积大，转换率高，锐钛型载体可抑制硫氨盐的生成，反应微弱且可逆，另外WO3及稀土元素的加入能和SO3竞争TiO2表面的碱性位，从而限制其硫酸盐化。
6.催化剂孔道均匀，光滑，烟气通过无死角，无局部阻力，压力损失低。
7.催化剂独特配方本体对SO2转换率≤0.5%，氨逃逸率≤2ppm，活性≥95%，化学寿命≥24000小时，机械寿命≥10年。
蜂窝式催化剂工艺流程
蜂窝式催化剂工艺流程英文回答：Introduction.Cellular catalysis technology has attracted considerable attention due to its unique advantages in enhancing catalytic performance and reducing environmental impacts. Catalytic honeycomb structures provide a large specific surface area and promote uniform distribution of reactants and catalysts, leading to improved mass and heat transfer efficiency. This technology finds applications in various industrial processes, including exhaust gas treatment, chemical production, and energy conversion.Honeycomb Structure and Catalyst Preparation.Honeycomb structures are typically made of ceramic or metal materials, and their shape resembles the hexagonal cells of a honeycomb. The catalysts are typically depositedonto the honeycomb surface using various methods, such as impregnation, washcoating, or chemical vapor deposition. The size, shape, and composition of the catalyst particles can be tailored to optimize catalytic activity and selectivity.Process Flow.The process flow for cellular catalysis typically involves the following steps:1. Preheating: Reactants are preheated before entering the honeycomb catalyst to achieve the appropriate reaction temperature.2. Catalytic Reaction: The reactants pass through the honeycomb catalyst, where they interact with the active sites on the surface. The catalyst promotes the desired chemical reactions, converting reactants into products.3. Mass and Heat Transfer: The honeycomb structure facilitates efficient mass and heat transfer, ensuringuniform distribution of reactants and catalysts throughout the reactor.4. Product Separation: After the catalytic reaction, the products are separated from the unreacted reactants and catalyst using various methods, such as filtration or distillation.5. Regeneration: In some cases, the catalyst may become deactivated over time due to poisoning or fouling. Regeneration techniques are used to restore the catalyst's activity and maintain its performance.Applications.Cellular catalysis technology has found wide applications in various industries, including:Automotive Exhaust Treatment: Honeycomb catalysts are used in automotive exhaust systems to convert harmful pollutants, such as carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides, into less harmful substances.Chemical Production: Honeycomb catalysts are employedin various chemical processes, including the production of ammonia, nitric acid, and petrochemicals. They enhance reaction rates and selectivities, resulting in improved product yields and reduced energy consumption.Energy Conversion: Honeycomb catalysts play a crucial role in energy conversion technologies, such as fuel cells and solid oxide fuel cells. They facilitate efficient electrochemical reactions and improve the overall performance of these systems.Advantages.The advantages of cellular catalysis technology include:Enhanced Catalytic Performance: The honeycombstructure provides a large specific surface area and promotes uniform distribution of reactants and catalysts, leading to improved catalytic efficiency.Reduced Pressure Drop: The honeycomb design minimizes pressure drop across the reactor, reducing energy consumption.Compact Design: Honeycomb catalysts can be designed in compact sizes, enabling space-saving and integration into existing systems.Environmental Benefits: Cellular catalysis technology helps reduce environmental pollution by converting harmful substances into less harmful products.Conclusion.Cellular catalysis technology offers significant advantages in enhancing catalytic performance and reducing environmental impacts. The honeycomb structure provides a large specific surface area, facilitates efficient mass and heat transfer, and minimizes pressure drop. This technology finds applications in various industries, including automotive exhaust treatment, chemical production, and energy conversion.中文回答：蜂窝催化剂工艺流程。
不同类型催化剂的特点
不同类型催化剂的特点目前商用的电厂脱硝催化剂类型只有平板式催化剂、蜂窝式催化剂和波纹板式催化剂三种类型，其中波纹板式催化剂由于开发时间较晚，再加上自身结构和制备工艺的局限性，一般只能用于粉尘含量较低的场合，其在全球电厂的市场占有率不到10%。
绝大多数电厂均采用平板式和蜂窝式催化剂，两者占市场份额的90%以上，是市场的主流。
目前平板式催化剂与蜂窝状催化剂在燃煤电厂脱硝中份额相当，板式催化剂在抗灰堵和安全性方面独具优势，从安全性角度会优先选择板式催化剂，但蜂窝状催化剂比表面积大，体积需求量小，从经济性上会优先选择蜂窝式催化剂。
蜂窝式催化剂、平板式催化剂和波纹板式催化剂主要是按照其断面形状来区分的：蜂窝式催化剂断面为矩形，采用活性材料整体挤出成型；平板式催化剂以不锈钢筛网板为担体表面碾压活性物质，每隔一段距离留有一个褶皱；而波纹板式催化剂则是以类似于纸质的纤维板制作成波纹形状后彼此叠加工成模块后再在溶液中浸渍、干燥和煅烧后得到。
具体特性见表1。
表1催化剂类型的比较蜂窝式催化剂平板式催化剂波纹板式催化剂截面 形状制备工艺活性物质整体性挤出成型不锈钢筛网板表面碾压活性物质以波纹状纤维为担体， 表面浸渍活性物质特点比表面积大； 活性高；耐磨损和抗堵塞性能优于波纹板式催化剂。
表面积小，催化剂体积大； 生产简便，自动化程度高； 烟气通过性好，不易堵塞； 不会整体坍塌，安全性好。
表面积大，重量轻； 生产自动化程度高； 活性物质比蜂窝式少； 不耐磨损，易堵塞。
适用范围高灰及低灰均适用高灰及低灰均适用 主要用于低灰三种类型的催化剂在燃煤电厂都有应用，但以蜂窝式和平板式催化剂为主，波纹板式催化剂只在个别燃煤电厂得到了应用，波纹板式催化剂从80年代开始开发，90年代后才开始应用，应用时间不长，业绩不多特别是燃煤电厂业绩不多。
全球仅有三家制造商，分别是丹麦的托普索和日本的日立造船以及韩国的KEPOC 。
与蜂窝式和平板式催化剂相比，波纹板式催化剂是以玻璃纤维作为载体，制作成褶皱型，通过浸渍的方式将活性成分如V2O5，TiO2等附着在载体上，特点为比表面积大，重量轻。
蜂窝状催化剂-概述说明以及解释
蜂窝状催化剂-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述蜂窝状催化剂是一种具有大量微孔和高比表面积的催化剂，其结构类似于蜂窝状格子，因此得名。
蜂窝状催化剂具有良好的传质性能和热稳定性，广泛应用于各种化工领域。
本文将对蜂窝状催化剂的定义、特点、工业应用以及制备方法进行深入探讨，旨在全面了解和掌握这一重要的催化剂类型。
通过对蜂窝状催化剂的研究和应用，可以提高化工生产的效率和品质，推动工业技术的进步和发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分将介绍本篇文章的组织结构和各部分内容的关系。
首先会简要说明本文的整体框架和目的，以便读者能够更好地理解文章的内容。
然后会详细介绍各个章节的主题和要点，包括蜂窝状催化剂的定义与特点、在工业上的应用以及制备方法。
每个部分都将呈现相关的案例和实例，以帮助读者更深入地了解蜂窝状催化剂的重要性和应用价值。
通过对文章结构的介绍，读者将能够更好地理解整篇文章的内容和主旨，以便更好地获取知识和启发。
1.3 目的本文旨在探讨蜂窝状催化剂在工业领域的重要性和应用价值。
通过深入分析蜂窝状催化剂的定义、特点以及制备方法，以及其在工业上的广泛应用，希望能够为读者提供对这一催化剂类型的全面了解。
同时，通过对未来展望的讨论，指出蜂窝状催化剂在环境保护、能源利用等方面的潜在发展方向，为相关领域的研究和应用提供新的思路和启发。
希望本文能够为读者对蜂窝状催化剂有更深入的认识，并促进相关领域的进一步研究和发展。
2.正文2.1 蜂窝状催化剂的定义与特点蜂窝状催化剂是一种具有高表面积和良好传热性能的催化剂。
其外形呈蜂窝状结构，内部空隙为多孔结构，使其具有较大的活性表面积。
蜂窝状催化剂通常由活性物质（如金属氧化物或贵金属）负载在高表面积的载体上而成。
蜂窝状催化剂的特点包括：1. 高活性：由于其高表面积和多孔结构，蜂窝状催化剂具有较高的催化活性和选择性。
2. 耐高温性：蜂窝状催化剂通常使用耐高温的载体材料制成，能够在高温下稳定工作。
SCR脱硝催化剂现状及成型工艺分析
SCR脱硝催化剂现状及成型工艺分析介绍了国内外钢钛系SCR脱硝催化剂的应用现状，阐述了低温钵系SCR脱硝催化剂的研究进展与工程探索情况，总结了商用蜂窝状、板式和波纹式SCR催化剂的成型工艺，并针对不同行业特性提出了脱硝催化剂研究方向。
选择性催化还原技术(ive catalytic reduction, SCR)是控制氮氧化物(NOx) 排放的最为关键的技术，广泛应用于热电厂、焚烧厂等工业烟气脱硝，以及柴油机动车尾气净化。
该技术以尿素、氨水或液氨产生的NH3为还原剂，核心是催化活性好、选择性高、机械强度高且运行稳定的脱硝催化剂。
SCR催化剂从最初电力脱硝行业的传统车凡钛催化剂的普及应用，到目前应用于钢铁、玻璃等非电行业的低温催化剂的广泛研究，其发展和应用得到突破性进展。
传统钢钛催化剂的发展已经相对成熟，但应用范围窄，条件苛刻；低温催化剂存在易中毒、寿命低、工况适用性等问题亟需解决。
SCR催化剂成型工艺是其应用与工业推广的关键所在，我国在传统催化剂成型技术取得全面性普及与推广，但相比国外催化剂的应用效果不佳；近几年低温SCR 催化剂的研究工作取得突破性成果，应用和推广有待工程校验。
因此，通过深入研究催化剂生产技术和成型工艺，研发经得住实际工程考验的具有自主知识产权催化剂是未来SCR技术发展的重要环节。
1传统SCR脱硝催化剂发展历程1.1国外SCR催化剂的应用美国Engelhard公司在1957年首次成功研发SCR催化剂，由Pt、Rh和Pb等贵金属构成，具有很高的催化活性，但造价昂贵、温度区间窄、易中毒，不适于工业应用。
日本日立、三菱重工等生产的V205(W03)/Ti02 (车凡钛系)催化剂较早实现商业化应用。
20世纪七八十年代，日本和欧美相继建造多套脱硝系统，钢钛系SCR催化剂的商业应用趋于成熟，主要应用于电力行业烟气污染控制。
近30年SCR催化剂在研究和应用方面都取得一定进展，具体发展过程如图1。
不同类型催化剂的特点
不同类型催化剂的特点目前商用的电厂脱硝催化剂类型只有平板式催化剂、蜂窝式催化剂和波纹板式催化剂三种类型，其中波纹板式催化剂由于开发时间较晚，再加上自身结构和制备工艺的局限性，一般只能用于粉尘含量较低的场合，其在全球电厂的市场占有率不到10%。
绝大多数电厂均采用平板式和蜂窝式催化剂，两者占市场份额的90%以上，是市场的主流。
目前平板式催化剂与蜂窝状催化剂在燃煤电厂脱硝中份额相当，板式催化剂在抗灰堵和安全性方面独具优势，从安全性角度会优先选择板式催化剂，但蜂窝状催化剂比表面积大，体积需求量小，从经济性上会优先选择蜂窝式催化剂。
蜂窝式催化剂、平板式催化剂和波纹板式催化剂主要是按照其断面形状来区分的：蜂窝式催化剂断面为矩形，采用活性材料整体挤出成型；平板式催化剂以不锈钢筛网板为担体表面碾压活性物质，每隔一段距离留有一个褶皱；而波纹板式催化剂则是以类似于纸质的纤维板制作成波纹形状后彼此叠加工成模块后再在溶液中浸渍、干燥和煅烧后得到。
具体特性见表1。
表1催化剂类型的比较蜂窝式催化剂平板式催化剂波纹板式催化剂截面 形状制备工艺活性物质整体性挤出成型不锈钢筛网板表面碾压活性物质以波纹状纤维为担体， 表面浸渍活性物质特点比表面积大； 活性高；耐磨损和抗堵塞性能优于波纹板式催化剂。
表面积小，催化剂体积大； 生产简便，自动化程度高； 烟气通过性好，不易堵塞； 不会整体坍塌，安全性好。
表面积大，重量轻； 生产自动化程度高； 活性物质比蜂窝式少； 不耐磨损，易堵塞。
适用范围高灰及低灰均适用高灰及低灰均适用 主要用于低灰三种类型的催化剂在燃煤电厂都有应用，但以蜂窝式和平板式催化剂为主，波纹板式催化剂只在个别燃煤电厂得到了应用，波纹板式催化剂从80年代开始开发，90年代后才开始应用，应用时间不长，业绩不多特别是燃煤电厂业绩不多。
全球仅有三家制造商，分别是丹麦的托普索和日本的日立造船以及韩国的KEPOC 。
与蜂窝式和平板式催化剂相比，波纹板式催化剂是以玻璃纤维作为载体，制作成褶皱型，通过浸渍的方式将活性成分如V2O5，TiO2等附着在载体上，特点为比表面积大，重量轻。
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一般产品规格参数
催化剂形式
蜂窝式
蜂窝式
蜂窝式
蜂窝式
节距（mm）
9.2
8.2
7.4
6.7
基材 活性物质
TiO2
TiO2
TiO2
TiO2
V2O5，WO3 V2O5，WO3 V2O5，WO3 V2O5，WO3
催化剂壁厚（mm） 1.2
1.1
1.0
0.9
单块催化剂孔数
16*16
18*18
20*20
22*22
蜂窝式催化剂生产流程
- 17 -
2020/2/29
捏合出料
- 18 -
2020/2/29
预过滤
- 19 -
2020/2/29
蜂窝催化剂挤出
蜂窝催化剂挤出
挤出的蜂窝催化剂坯体
挤出的蜂窝催化剂坯体打包
一级干燥拆箱
二级干燥
煅烧出料
定长切割
端部硬化
成品模块
谢谢观赏！
- 30 -
2020/2/29
催化剂（共72个单体）
催化剂单体间的密封
催化剂设计选型
- 10 -
2020/2/29
根据业主提供烟气参数、灰分组成、反 应器基本参数及设计要求进行催化剂选型及 定制生产。
烟气中灰分含量----确定催化剂孔数（灰分越 低，孔数越多，对应催化剂阻力越大）
烟气基本参数及设计目标（烟气量、温度、 入口NOX含量、烟气成分、设计脱硝效率、 SO2氧化率、氨逃逸率）----确定催化剂需要 体积及有效成分组成
根据灰分组成及煤质条件----校核催化剂体积 余量
反应器设计参数（反应器数量、催化剂安装 层数、反应器横断面尺寸）----确定模块数量
催化剂需求体积及模块数量----确定催化剂 单体尺寸
催化剂性能要求：
• NOX脱除效率（根据实际要求） • NH3逃逸量<3ppm • SO2氧化率<1% • 化学寿命>24000小时 • 机械寿命>10年 • 抗压强度(轴向≥2.0MPa，径向≥0.9MPa)
板式催化剂
波纹板式催化剂
截面形状
系统
陶制均匀， 整体充满活性成分
以金属为载体， 表面涂层为活性成分。
波纹状纤维做载体， 表面涂层为活性成分。
特点
表面积大、活性高、催化 体积小；
催化活性物质比其他类型 多50~70%； 催化再生仍保持活性。
表面积小，催化剂体积大； 生产简便，自动化程度高； 活性物质比蜂窝式少50%； 烟气通过性好，但上下模块间 易堵塞；
•
SCR催化剂是由活性金属和具有多孔结构的
陶瓷体组成。催化剂的孔内具有活性位。这些活
性位在化合物结构中是酸性基团，还原反应在此
发生。
-5-
2020/2/29
SCR反应历程
NH3和NOx在催化剂上主要反应过程为： (1) NH3通过气相扩散到催化剂表面； (2) NH3由外表面向催化剂孔内扩散； (3) NH3吸附在活性中心上； (4) NH3与NOX反应生成N2和H2O； (5) 反应生成物在催化剂表面脱附； (6) N2和H2O通过微孔扩散到催化剂表面； (7) N2和H2O扩散到气相主体。
催化剂长度（mm） 500-1300 500-1300 500-1300 500-1300
比表面积（m2/m3） 364
空隙率（%）
72.82%
409 72.59%
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455 72.82%
499 72.36%
2020/2/29
TiO2 +各种添加剂
干燥
捏合
真空挤出
煅烧 定长,切割
预挤
陈腐
组成模块
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副反应
4NH3 3O2 2N2 6H2O 4NH3 4O2 2N2O 6H2O
4NH3 4NO 3O2 4N2O 6H2O
2SO2 O2 2SO3 SO3 H 2O NH 3 NH 4 HSO4
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SCR脱硝 催化剂介绍
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脱硝催化剂反应机理
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SCR法烟气脱硝反应
氨气喷射格栅
入口
NOx
烟气
NOx
NOx
NH3
NOx NOx
NH3
NH3
NOx NH3
催化剂
H2O
N2 N2
H2O
H2O
N2 H2O
干净 烟气
反应方程式：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O 6NO+4NH3→5N2+6H2O
在上述七个步骤中，第（1）和第（7）两步称为外扩散过程； 第（2）和第（6）两个步骤称为内扩散过程；第（3）、（4）和第 （5）是在催化剂表面上进行的化学反应过。
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SCR催化剂类型
常见的SCR催化剂有三种：蜂窝式，板式与波纹板式.
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不同类型催化剂对比
蜂窝状催化剂
表面积介于蜂窝式与板式 之间，重量轻； 生产自动化程度高； 活性物质比蜂窝式少70% 烟气流动性很敏感； 上下子模块之间易堵塞。
适用范围 高尘及低尘均适用
高尘及低尘均适用
主要用于低尘
市场情况 蜂窝式催化剂表面积大、活性高、体积小等突出优点，目前占据了80%的市场份额
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催化剂模块
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常用催化剂主要配方
V2O5-WO3/TiO2
• TiO2：80%-90%左右（w/w） • V2O5：0.3-1.5%（w/w） • WO3：约为5-10%（w/w） • 结构助剂：玻纤等，约为2%-5%（w/w） • 其他成型添加剂：粘合剂，增塑剂等
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