跟著國家節能減排等戰略的持續推動,燃煤電廠新疆脫硝催化劑的煙氣脫硝技術已漸趨老練。大氣治理中非電力工作份額逐步上升,而其間的部分工作排放的煙氣溫度較低,例如焦化、水泥、玻璃、工業鍋爐、廢物燃燒等工作,因此研討高效的低溫脫硝技術是現在脫硝工藝的重要方向。
現在商用催化劑主要是V2O5-WO3、MoO3 /TiO2,以TiO2為載體、V2O5為活性組分、WO3或MoO3為活性助劑,活性助劑的增加前進了催化劑的高低溫活性并有用按捺副反應的發生。該催化劑歸于中高溫催化劑,活性溫度窗口在300~400℃,在低于或高于此溫度范圍內,催化劑脫硝活性初步下降,并發生可逆/不可逆中毒失活,不能滿意排放煙氣溫度在300℃以下工業的需求,若采用煙氣再加熱后脫硝的工藝,則會導致能源消耗增大。利用低溫SCR脫硝能夠將脫硝工藝放在除塵或脫硫工藝之后,減少煙塵對催化劑的磨損和中毒效應、防止煙氣再加熱,然后前進能效、節省運轉本錢。因此,研討高效的低溫脫硝催化劑功用對低溫脫硝工作有著十分重要的意義。
1低溫催化劑研發方向
低溫脫硝催化劑難點:
(1)脫硝活性低:脫硝催化劑活性一般跟著煙氣溫度的下降而下降,當溫度低于200℃時,現有低溫催化劑的活性較低,會構成脫硝功率不合格,還會導致氨逃逸超支等二次污染問題;
(2)抗硫中毒功用差:煙氣中的SO2和SO3,會和催化劑活性位發生反應,導致活性位數量的減少以及脫硝功用的下降。
(3)堵塞中毒嚴重:煙氣中的SO2經氧化構成的SO3會和NH3反應生成硫銨鹽,附著在催化劑外表,構成催化劑活性位的覆蓋,并且硫銨鹽會進一步吸附煙氣中的飛灰,加重堵塞,導致催化劑快速失活。
(4)水蒸汽耐受性差:低溫SCR脫硝過程中,煙氣中存在的水蒸氣,會通過物理競爭吸贊同化學吸附攪擾反應,影響催化劑的脫硝功率。
低溫SCR脫硝催化劑在選擇性催化、使用壽命、功用安穩、催化作用等方面還處于研討階段。研討過程中,SO2和水蒸汽對催化劑有必定的毒害作用,通過改善催化劑的制備辦法、選擇適合的催化劑活性成分和載體,前進催化劑的SO2和水蒸汽耐受性。因此,需在展開低溫SCR脫硝催化劑抗水蒸汽、抗SO2功用上進行深入研討。
1釩基低溫催化劑技術發展
針對低溫SCR脫硝,北京華電光大環境股份有限公司研發出華北電力大學國家生物質試驗室,通過對催化劑理論分析、功用評價和試驗表征,分析各組分賦存形狀與催化劑功用之間的聯系,解釋催化劑抗中毒機理,成功地研發出高效的低溫平新疆脫硝催化劑板式釩基脫硝催化劑。
1.1技術突破點
(1)優化催化劑配方:通過理論核算和試驗研討,開宣告不易發生活性中心硫酸化的催化劑配方。
(2)控制前驅物和負載量,改善制備辦法。
(3)改善助劑配方和制備工藝:改善助劑與活性組分之間的交互作用,構成按捺SO2氧化的結構,防止硫酸氫銨在催化劑外表的沉積。
1.2優勢
(1)低溫下脫硝活性高
在150-280℃溫度區間內都具有出色的催化活性:(a)通過調整加工辦法優化了催化劑孔結構,適合的孔結構前進了氧氣的擴散,增加了氧分子的吸附。(b)配方優化,增加了晶格缺點,增加了晶格氧(O2-),前進了反應氧的量。(c)通過催化劑的酸化,增加酸性位,尤其是增加B酸的酸位,有利于進一步增加化學吸附氧。
圖1 低溫催化劑與常規催化劑脫銷功率比較
(2)抗低溫硫中毒才干強
從下降二氧化硫氧化率和減少硫酸氫銨生成兩方面入手,前進催化劑的抗SO2、H2O中毒才干,減少使用壽命周期內的催化劑的再生頻率,下降硫銨的生成。
圖2 抗低溫硫中毒才干研討
低溫催化劑經半工業化試驗驗證,在煙氣溫度150℃煙塵主要為鉀鹽和鈉鹽的條件下,連續運轉三個月仍然堅持有較高的脫硝功率(80~90%)和抗堿中毒功才干。一起,華電光大致力于低溫區、抗堵塞、抗中毒SCR脫硝催化劑的研發,具有完全自主知識產權和zhuanli群,并在2019年榮獲國家科學前進二等獎和教育部科學技術前進一等獎。
低溫脫硝催化劑適用范圍廣,在150-280℃的溫度區間內能堅持較好的活性;SO2轉化率極低,硫銨鹽生成量低;需用反應器體積小,初出資少;可針對客戶所供給的煙氣參數量身定制最佳催化劑計劃,開宣告適用于焦爐、水泥、玻璃、燒結機、工業鍋爐等工作的脫硝系統