燃煤电厂低温SCR烟气脱硝技术 蜂窝催化剂 巨浪环保

迄今为止，世界各国的燃煤烟气氮氧化物治理技术种类比较多，从低氧燃烧、烟气循环燃烧、二级燃烧、浓淡燃烧、分段燃烧、低氮燃烧器等各种炉内燃烧过程的改进到现今形式各异的脱硝工艺，其中SCR法和SNCR法在大型燃煤电厂获得商业应用。其中SCR法在范围内有数百台的成功应用业绩和十几年的运行经验，日本和德国的烟气脱硝装置采用SCR技术，由于该方法技术成熟、脱硝率高、几乎无二次污染，应是国内烟气脱硝引进、消化的。除此之外，还有液体吸收法、微生物吸收法、非选择性催化还原法、炽热炭还原法、催化分解法、液膜法、SNRB工艺脱硝技术、反馈式氧化吸收脱硝技术等，这些方法或已被淘汰，或处于实验室研究阶段，或效率不高，难以投入大规模工业应用。

低温SCR脱硝技术适用于焦炉、热风炉、管式炉、燃气锅炉等中低温烟气（180~280℃）的脱硝治理项目。

SCR(Selective Catalytic Reduction)即为选择性催化还原技术。在SCR反应过程中，通过还原剂氨可以把烟气中的NOx转化为空气中天然含有的氮气和水，实现NOx脱除，并控制NH3的逃逸率，反应过程中主要的化学反应方程式如下：

4NO  + 4 NH3  +  O2→4 N2  +  6 H2O

2NO2  +4 NH3+  O2 →3N2  +  6 H2O

副反应为：

SO2   + 1/2O2→ SO3

NH3  +  SO3+ H2O→NH4 HSO4

NH3选择性地和NOx反应生成无二次污染的N2和H2O随净烟气排放。

技术优势：

（1）核心催化剂具有完全自主知识产权；

（2）催化剂在中低温区具有高催化脱硝活性，具有可靠的抗硫毒化性能；

（3）SCR脱硝工艺合理，SCR反应器布置灵活，适应于高硫等烟气工况，对烟气工况波动具有很好的适应性；

（4）通过对催化剂抗硫性能的调控，为该系列催化剂适用多种烟气工况的拓展奠定了基础；

（5）不改变原有的物料和热量平衡，经过SCR反应器后温度损失约5～10℃左右；

（6）没有副产物，不形成二次污染，装置构造简单，并且脱除效率高。

低温SCR技术可以从以下2个角度分析：a)仍使用常规钒钛系低温SCR脱硝催化剂；b)研究其他新型的低温SCR脱硝催化剂。

常规的钒钛系SCR脱硝催化剂之所以不能在低温条件下运行，主要有2个原因：a)温度太低，达不到反应条件，催化剂没有效果。b)低温条件下，烟气中的SO2等硫化物会与NH3·H2O中的NH3反应生成NH4HSO4(ABS）。NH4HSO4是一种高黏度的物质，如果其长时间存在于催化剂内部，会导致催化剂的微孔堵塞，而催化剂表面的NH4HSO4则会加速粉尘在催化剂表面形成板结性的结构，导致催化剂活性下降。基于以上2点，低温SCR钒钛系脱硝催化剂的应用变得较为困难。大量学者对此进行研究，发现通过改变活性组分含量、添加部分催化剂助剂，优化制备工艺，增大催化剂节距，提高抗毒、抗堵性能，可得到低温催化剂。为了保证脱硝催化剂的 长使用寿命和运行条件，一般将脱硝系统置于除尘、脱硫之后为宜。

除此之外，研究表明，贵金属、金属氧化物等在低温条件下均具有优良的脱硝性能，尤其以Mn系研究 多，以Mn基为活性组分，其在100℃下可以将NO完全氧化而达到脱硝的目的。沈伯雄等对Mn-Ce OX/ACFN复合催化剂进行研究，结果表明，催化剂在80～150℃低温范围内具有很高的催化活性，当含氧量为12%时，脱硝效率可达到96.2%。江博琼对Mn/TiO2系列低温SCR脱硝催化剂进行了从制备到机理探讨，再到实验测试的一系列研究，发现Mn基催化剂在低温条件下表现出优良的脱硝性能。目前，Mn基催化剂仍然在实验中，实际应用时仍有很多制约因素，比如抗硫、抗水性能等，要想真正大规模商业化尚需时日。

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