納米二氧化鈦(VK-TA18)在 SCR催化劑上的應(yīng)用

        納米二氧化鈦(VK-TA18)在 SCR催化劑上的應(yīng)用

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    泛指應(yīng)用在電廠SCRselective catalytic reduction)脫硝系統(tǒng)上的催化劑(Catalyst),在SCR反應(yīng)中,促使還原劑選擇性地與煙氣中的氮氧化物在一定溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。

     

    目前較常用的催化劑為V2O5-WO3(MoO3)/TiO2系列(TiO2(納米二氧化鈦VK-TA18)作為主要載體、V2O5為主要活性成分)。

     

    組成介紹 

    目前SCR商用催化劑基本都是以TiO2(納米二氧化鈦VK-TA18)為基材,以V2O5為主要活性成份,以WO3、MoO3為抗氧化、抗毒化輔助成份。催化劑型式可分為三種:板式、蜂窩式和波紋板式。 

     

    板式催化劑以不銹鋼金屬板壓成的金屬網(wǎng)為基材,將TiO2、V2O5等的混合物黏附在不銹鋼網(wǎng)上,經(jīng)過壓制、鍛燒后,將催化劑板組裝成催化劑模塊。

     

    蜂窩式催化劑一般為均質(zhì)催化劑。將TiO2、V2O5、WO3等混合物通過一種陶瓷擠出設(shè)備,制成截面為150mmX150mm,長(zhǎng)度不等的催化劑元件,然后組裝成為截面約為2m′1m的標(biāo)準(zhǔn)模塊。

     

    波紋板式催化劑的制造工藝一般以用玻璃纖維加強(qiáng)的TiO2為基材,將WO3、V2O5等活性成份浸漬到催化劑的表面,以達(dá)到提高催化劑活性、降低SO2氧化率的目的。

     

    發(fā)展簡(jiǎn)史 

    催化劑是SCR技術(shù)的**部分,決定了SCR系統(tǒng)的脫硝效率和經(jīng)濟(jì)性,其建設(shè)成本占煙氣脫硝工程成本的20%以上,運(yùn)行成本占30%以上。近年來,美、日、德等發(fā)達(dá)地區(qū)不斷投入大量人力、物力和資金,研究開發(fā)**、低成本的煙氣脫硝催化劑,重視在催化劑**技術(shù)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、生產(chǎn)許可過程中的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)工作。

     

    較初的催化劑是Pt-RhPt等金屬類催化劑,以氧化鋁等整體式陶瓷做載體,具有活性較高和反應(yīng)溫度較低的特點(diǎn),但是昂貴的價(jià)格限制了其在發(fā)電廠中的應(yīng)用。

     

    因此,從20世紀(jì)60年代末期開始,日本日立、三菱、武田化工三家公司通過不斷的研發(fā),研制了TiO2基材的催化劑,并逐漸取代了Pt-RhPt系列催化劑。該類催化劑的成分主要由V2O5(WO3)Fe2O3、CuOCrOx、MnOxMgO、MoO3、NiO等金屬氧化物或起聯(lián)合作用的混和物構(gòu)成,通常以TiO2、Al2O3ZrO2、SiO2、活性炭(AC)等作為載體,與SCR系統(tǒng)中的液氨或尿素等還原劑發(fā)生還原反應(yīng),目前成為了電廠SCR脫硝工程應(yīng)用

     

    催化劑型式可分為三種:板式、蜂窩式和波紋板式。三種催化劑在燃煤SCR上都擁有業(yè)績(jī),其中板式和蜂窩式較多,波紋板式較少。  催化劑的設(shè)計(jì)就是要選取一定反應(yīng)面積的催化劑,以滿足在省煤器出口煙氣流量、溫度、壓力、成份條件下達(dá)到脫硝效率、氨逃逸率等SCR基本性能的設(shè)計(jì)要求;在灰分條件多變的環(huán)境下,其防堵和防磨損性能是**SCR設(shè)備長(zhǎng)期安全和穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

     

    在防堵灰方面,對(duì)于一定的反應(yīng)器截面,在相同的催化劑節(jié)距下,板式催化劑的通流面積較大,一般在85%以上,蜂窩式催化劑次之,流通面積一般在80%左右,波紋板式催化劑的流通面積與蜂窩式催化劑相近。在相同的設(shè)計(jì)條件下,適當(dāng)?shù)倪x取大節(jié)距的蜂窩式催化劑,其防堵效果可接近板式催化劑。三種催化劑以結(jié)構(gòu)來看,板式的壁面夾角數(shù)量較少,且流通面積較大,較不容易堵灰;蜂窩式的催化劑流通面積一般,但每個(gè)催化劑壁面夾角都是90°直角,在惡劣的煙氣條件中,容易產(chǎn)生灰分搭橋而引起催化劑的堵塞;波紋板式催化劑流通截面積一般,但其壁面夾角很小而且其數(shù)量又相對(duì)較多,為三種結(jié)構(gòu)中較容易積灰的版型。

     


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