SCR脫硝催化劑的各項指標(biāo)分析

1、SCR脫硝催化劑的各項指標(biāo)分析催化劑作為SCR兌硝反應(yīng)的核心，其質(zhì)量和性能直接關(guān)系到脫 硝效率的高低，所以,在火電廠脫硝工程中，除了反應(yīng)器及煙道的設(shè) 計不容忽視外，催化劑的參數(shù)設(shè)計同樣至關(guān)重要。一般來說，脫硝催化劑都是為項目量身定制的，即依據(jù)項目煙氣成分、特性,效率以及客戶要求來定的。 催化劑的性能（包括活性、 選擇性、穩(wěn)定性和再生性）無法直接量化，而是綜合體現(xiàn)在一些參數(shù)上， 主要有：活性溫度、幾何特性參數(shù)、機械強度參數(shù)、化學(xué)成分含量、 工藝性能指標(biāo)等。1活性溫度催化劑的活性溫度范圍是最重要的指標(biāo)。反應(yīng)溫度不僅決定反應(yīng)物的反應(yīng)速度，而且決定催化劑的反應(yīng) 活性。如V2O5-WO3/TQ2 催化劑

2、，反應(yīng)溫度大多設(shè)在280420C之間。如果溫度過低，反應(yīng)速度 慢,甚至生 成不利于NOX降解的副反應(yīng)；如溫度過高，則會出現(xiàn)催化 劑活性微晶高溫?zé)Y(jié)的現(xiàn)象。2幾何特性參數(shù)2.1節(jié)距/間距這是催化劑的一個重要指標(biāo)，通常以P表示。其大小直接影響 到催化反應(yīng)的壓降和反應(yīng)停留時間，同時還 會影響催化劑孔道是否 會發(fā)生堵塞。對蜂窩式催化劑，如蜂窩孔寬度為（孔徑）為d,催化劑內(nèi) 壁壁厚為t,則：Pd+t對平板和波紋式催化劑，如板與板之間寬為d,板的厚度為t,則：P=d+t由于SCF裝置一般安裝在空預(yù)器之前，飛灰濃度可大于 15g/m3（干,標(biāo)態(tài)）,如果催化劑間隙過小，就會造成 飛灰堵塞,從而阻 止煙氣與催化

3、劑接觸，效率下降，磨損加重。一般情況下，蜂窩式催化 劑堵灰要比平板式 嚴(yán)重些,需要適當(dāng)?shù)丶哟罂讖?。燃煤電站SCR兌硝 工程中的蜂窩式催化劑節(jié)距一般在 6.39.2mm之間，同等 條件下，板 式催化劑間距可以比蜂窩式稍小些。2.2比表面積比表面積是指單位質(zhì)量催化劑所暴露的總表面積，或用單位 體積催化劑所擁有的表面積來表示。由于脫硝反應(yīng)是一個多相催化反應(yīng),且發(fā)生在固體催化劑的表面，所以催化劑表面積的大小直接影 響到催化活性 的高低，將催化劑制成高度分散的多孔顆粒為反應(yīng)提 供了巨大的表面積。蜂窩式催化劑的比表面積比平 板式的要大得多， 前者一般在427860m2/m3后者約為其一半。2.3孔隙率和比

4、孔體積孔隙率是催化劑中孔隙體積與整個顆粒體積之比。孔隙率是 催化劑結(jié)構(gòu)最直接的一個量化指標(biāo)，決定了孔徑和比表面積的大小。 一般催化劑的活性隨孔隙率的增大而提高，但機械強度會隨之下降。 比孔體積 則指單位質(zhì)量催化劑的孔隙體積。2.4平均孔徑和孔徑分布通常所說的孔徑是由實驗室測得的比孔體積與比表面相比得到的平均孔徑。催化劑中的孔徑分布很重要，反應(yīng)物在微孔中擴散時 如果各處孔徑分布不同，會表現(xiàn)出差異很大的活性，只有大部分孔徑 接近平均孔徑時,效果最佳。3機械強度參數(shù)主要體現(xiàn)了催化劑抵抗氣流產(chǎn)生的沖擊力、摩擦力、耐受上 層催化劑的負(fù)荷作用、溫度變化作用、及相變應(yīng)力作用的能力。機械強度參數(shù)共有3個指標(biāo),

5、即軸向機械強度、橫向機械強度和磨耗率。 前2個分別 是指單位面積催化劑在軸向和橫向可承受的重量。磨耗 率則是用一定的試驗儀器和方法測定得到的單位質(zhì)量催化劑在特定條件小的損耗值，用于比較不同催化劑的抗磨損能力。4化學(xué)成分含量即指活性組分及載體，如V2O5-WO3/TQ2崔化劑中各成分的 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。這其中關(guān)鍵為起催化作用的量，助催化與載體的配比量 也同樣重要。根據(jù)不同用戶的情況，含量會有所不同。一般情況 下,V2O5占1% 5%,W0占5%10%,TiO右其余絕大部分比例。5工藝性能指標(biāo)包括體現(xiàn)催化劑活性的脫硝效率、S02/S0；轉(zhuǎn)化率、NH3逃逸 率以及壓降等綜合性能指標(biāo)。這些指標(biāo)一般在催化劑

6、成品完成后需要在實驗室實際煙氣工況下進行檢測，以確認(rèn)各指標(biāo)符合要求。5.1脫硝效率指進入反應(yīng)器前、后煙氣中NOx的質(zhì)量濃度差除以反應(yīng)器進口前的NOx濃度(濃度均換算到同一氧量下),直接反映了催化劑對 NOx的脫除效率。一般情況下，脫硝工程會設(shè)計初期脫硝率和遠(yuǎn)期脫 硝率,通過初置 和預(yù)留若干催化劑層，今后逐層添加來滿足未來可能 日益嚴(yán)格的排放要求。5.2SO2/SO3 轉(zhuǎn)化率指煙氣中SO2轉(zhuǎn)化成SO3的比例。SO2/SO3轉(zhuǎn)化率越高，催化劑 活性越好,所需要催化劑量越少，但轉(zhuǎn)化率過 高會導(dǎo)致空預(yù)器堵灰及 后續(xù)設(shè)備腐蝕，而且會造成催化劑中毒。因此,一般要求SO2/SO；轉(zhuǎn)化 率小于1%在釩鈦催化劑中加入鎢、鉬等成分，可有效地抑制SO2 轉(zhuǎn)化成SO35.3NH3逃逸率催化劑反應(yīng)器出口煙氣中NH3的體積分?jǐn)?shù)，它反映了未參加 反應(yīng)的NH3如果該值高，一是會增加生產(chǎn)成本，造成NH3的二次污 染;二是NH3與煙氣中的SO3反應(yīng)生成NH4HSO和(NH4)2SO4等物質(zhì), 會腐蝕下游設(shè)備，并增大系統(tǒng)阻力。5.4壓降煙氣經(jīng)過催化劑層后的壓力損失。整個脫硝系統(tǒng)的壓降是由 催化劑壓降以及反應(yīng)器及煙道等壓降組成，這個壓降應(yīng)該越小越好， 否則會直接影響鍋爐主機和引風(fēng)機的安全運行。在催化劑設(shè)計中合理選擇催化 劑孔