无毒稀土脱硝催化剂与钒钛催化剂比较表脱硝催化剂种类：
SCR 脱硝催化剂分为稀土基催化剂和钒钛催化剂。
钒钛催化剂以 V2O5、TiO2/WO3 为主要成分，催化剂本体全部是催化剂材料，因此其表面遭到灰分等的破坏磨损后，仍然能维持原有的催化性能，催化剂可以再生。
目前市场占有率最大的为蜂窝式催化剂。其中99%以上的厂家均采用了国外技术，采用五氧化二钒为活性物质。五氧化二钒在2003年被国家卫生部列为高危物品。在将来换装时退换的催化剂会成为危废品，对环境造成为此污染，且包括国外目前没有较好的处理技术。
稀土基催化剂由山东天璨环保科技有限公司所生产的稀土脱硝催化剂。技术依托南京工业大学。从研发、生产、再生、回收，均有自主知识产权。在将来换装时退换的催化剂无二次污染。对环境友好,并且脱硝效率也优于传统钒钛催化剂。
传统钒钛体系催化剂与稀土催化剂的性能比较
1 SCR 设计计算 入口烟气量约为Q =200000Nm3/h ；NOx 浓度300mg/m 3烟气入 口温度T =367.8℃，多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。 1. 基本的设计计算 1.1.1基本设计计算 锅炉的蒸汽量：220t/h 锅炉的烟气量：200000Nm3/h 功率 B MW =60MW 反应器烟道入口处NOX 浓度 NO Xin =295mg/Nm 3； 反应器烟道出口处NOX 浓度 NO Xout =75mg/Nm 3； 反应摩尔比常数 ASR =0.803。 理论催化剂体积计算： 2.81adj catalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n η=?????? 式中， c a t a l y V o l —理论催化剂体积，ft 3 a d j η—调整效率， 得： 0.2809(1.058)adj ηη=+?0.2869(1.0580.8)=?? 1.133= s d j s l i p —调整氨逃逸率， 得： 1.2835(0.0568)sdj sdj slip slip =-?0.2835(0.05670.003)=?? 1.28=
2 X a d j NO —调整NO X 浓度， 得： 0.1542(0.3208)Xadj Xin NO NO =+? 0.1524(0.32080.71)=+? 1.08= adj S —调整硫含量，S —烟气中硫含量 ，mg/Nm 3， 得： 0.9636(0.0455)adj S S =+? 0.9636(0.04550.27)=+?0.9759= adj T —调整温度，F ， 得： 5215.16(0.03937720)(2.7410720) adj T -=-?+?? =5215.16(0.03937720)(2.7410720)--?+?? 1.068= 得： 理论催化剂断面面积计算，得： 反应器断面面 积计算，得： 设反应器长L=3m ，则： W —反应器宽，得： 催化剂层数计算，得： 3 2.81 1.0682.81133 1.133 1.28 1.080.97592 17.2adj catalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n m η=??????=??????=216607*********.17catalyst q A m =?=?=SCR catalyst 1.151.157.172 8.25A A m ==?=SCR 8.2532.75A w l m ===catalyst layer layer catalyst '17.23.10.3057.172.54Vol n h A =?= ??=
scr脱硝催化剂介绍[整理版] SCR脱硝催化剂介绍 1(催化剂的化学组成 商业SCR催化剂活性组分为VO，载体为锐钛矿型的TiO，252WO或MoO作助催剂。SCR催化剂成分及比例，根据烟气中成分含33 量以及脱硝性能保证值的不同而不同。表2-2列出了典型催化剂的成分及比例。 表2-2 典型催化剂的成分及比例催化剂成分比例(,) TiO 78 2 主要原材料 WO 9 3 MoO 0.5,1 3 活性剂 VO 0,3 25 SiO7.5 2 AlO1.5 23 纤维(机械稳定性) CaO 1 NaO，KO 0.1 22 活性组分是多元催化剂的主体，是必备的组分，没有它就缺乏所需的催化作用。助催化剂本身没有活性或活性很小，但却能显著地改善催化剂性能。研究发现WO与MoO均可提高催化剂的热稳定性，33 并能改善VO与TiO之间的电子作用，提高催化剂的活性、选择性252 和机械强度。除此以外，MoO还可以增强催化剂的抗AsO中毒能323 力。
载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用，同时TiO2本身也有微弱的催化能力。选用锐钛矿型的TiO作为SCR催化剂的2 载体，与其他氧化物(如AlO、ZrO)载体相比，TiO抑制SO氧化23222的能力强，能很好的分散表面的钒物种和TiO的半导体本质。2 2(对SCR催化剂的要求 理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件: (1) 活性高为满足国家严格的排放标准，需要达到80%,90%的脱硝率，即要求催化剂有很高的SCR活性; (2) 选择性强还原剂NH主要是被NO氧化成N和HO，而3x22不是被O氧化。催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率，降2 低运行成本; (3) 机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式，SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损，并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求; (4) 抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物，催化剂需要耐毒物的长期侵蚀，长久保持理想的活性; (5) 其他 SCR催化剂对SO的氧化率低，良好的化学、机械和2 热稳定性，较大的比表面积和良好的孔结构，压降低、价格低、寿命长。此外，还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。 3(催化剂类型 电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式，结构如图2-23所示。蜂窝式催化剂表面积大、活性高、体积小，目前占据了80,的市场份额，平板式催化剂比例其次，波纹板最少。
SCR 设计计算 入口烟气量约为Q =200000Nm3/h ；NOx 浓度300mg/m 3烟气入口温度T =367.8℃，多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。 1. 基本的设计计算 锅炉的蒸汽量：220t/h 锅炉的烟气量：200000Nm3/h 功率 B MW =60MW 反应器烟道入口处NOX 浓度 NO Xin =295mg/Nm 3； 反应器烟道出口处NOX 浓度 NO Xout =75mg/Nm 3； 反应摩尔比常数 ASR =0.803。 理论催化剂体积计算： 式中， catalyst Vol —理论催化剂体积，ft 3 adj η—调整效率， 得： 0.2809(1.058)adj ηη=+?0.2869(1.0580.8)=?? 1.133= sdj slip —调整氨逃逸率， 得： 1.2835(0.0568)sdj sdj slip slip =-?0.2835(0.05670.003)=?? 1.28= Xadj NO —调整NO X 浓度， 得： 0.1542(0.3208)Xadj Xin NO NO =+? 0.1524(0.32080.71)=+? 1.08= adj S —调整硫含量，S —烟气中硫含量 ，mg/Nm 3， 得： 0.9636(0.0455)adj S S =+? 0.9636(0.04550.27)=+?0.9759= adj T —调整温度，F ， 得： 5215.16(0.03937720)(2.7410720) adj T -=-?+?? =5215.16(0.03937720)(2.7410720)--?+??
SCR 设计计算 入口烟气量约为Q =200000Nm3/h ；NOx 浓度300mg/m 3烟气入口温度T =367.8℃，多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。 1. 基本的设计计算 1.1.1基本设计计算 锅炉的蒸汽量：220t/h 锅炉的烟气量：200000Nm3/h 功率 B MW =60MW 反应器烟道入口处NOX 浓度 NO Xin =295mg/Nm 3； 反应器烟道出口处NOX 浓度 NO Xout =75mg/Nm 3； 反应摩尔比常数 ASR =0.803。 理论催化剂体积计算： 2.81adj catalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n η=?????? 式中， catalyst Vol —理论催化剂体积，ft 3 adj η—调整效率， 得： 0.2809(1.058)adj ηη=+?0.2869(1.0580.8)=?? 1.133= sdj slip —调整氨逃逸率， 得： 1.2835(0.0568)sdj sdj slip slip =-?0.2835(0.05670.003)=?? 1.28=
Xadj NO —调整NO X 浓度， 得： 0.1542(0.3208)Xadj Xin NO NO =+? 0.1524(0.32080.71)=+? 1.08= adj S —调整硫含量，S —烟气中硫含量 ，mg/Nm 3， 得： 0.9636(0.0455)adj S S =+? 0.9636(0.04550.27)=+?0.9759= adj T —调整温度，F ， 得： 5215.16(0.03937720)(2.7410720) adj T -=-?+?? =5215.16(0.03937720)(2.7410720)--?+?? 1.068= 得： 理论催化剂断面面积计算，得： 反应器断面面 积计算，得： 设反应器长L=3m ，则： W —反应器宽，得： 催化剂层数计算，得： 3 2.81 1.0682.81133 1.133 1.28 1.080.9759217.2adj catalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n m η=??????=??????=216607*********.17catalyst q A m =?=?=SCR catalyst 1.151.157.172 8.25A A m ==?=SCR 8.2532.75A w l m ===catalyst layer layer catalyst '17.23.10.3057.17 2.54 Vol n h A =?=??=
SCR脱硝催化剂介绍 1．催化剂的化学组成 商业SCR催化剂活性组分为VO，载体为锐钛矿型的TiO，WO3252或MoO作助催剂。SCR催化剂成分及比例，根据烟气中成分含量以及3脱硝性能保证值的不同而不同。表2-2列出了典型催化剂的成分及比例。 表2-2 典型催化剂的成分及比例
)1 活性组分是多元催化剂的主体，是必备的组分，没有它就缺乏所需的催化作用。助催化剂本身没有活性或活性很小，但却能显著地改善催化剂性能。研究发现WO与MoO均可提高催化剂的热稳定性，并 33能改善VO与TiO之间的电子作用，提高催化剂的活性、选择性和机225械强度。除此以外，MoO还可以增强催化剂的抗AsO 中毒能力。323． 载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用，同时TiO2本 身也有微弱的催化能力。选用锐钛矿型的TiO作为SCR催化剂的载 2体，与其他氧化物(如AlO、ZrO)载体相比，TiO抑制SO氧化的能22322力强，能很好的分散表面的钒物种和TiO的半导体本质。22．对SCR催化剂的要求 理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件： (1) 活性高为满足国家严格的排放标准，需要达到80%～90%的脱硝率，即要求催化剂有很高的SCR活性；
(2) 选择性强还原剂NH主要是被NO氧化成N和HO，而不是2x23被O氧化。催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率，降低运行 2成本； (3) 机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式，SCR催化剂需 长期受大气流和粉尘的冲刷磨损，并且安装过程对催化剂的机械强度 也有一定的要求； (4) 抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物，催化剂需要耐毒物 的长期侵蚀，长久保持理想的活性； (5) 其他 SCR催化剂对SO的氧化率低，良好的化学、机械和热2 稳定性，较大的比表面积和良好的孔结构，压降低、价格低、寿命长。 此外，还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。 3．催化剂类型 电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式，结构所示。 蜂窝式催化剂表面积大、活性高、体积小，目前占2-23如图 80％的市场份额，平板式催化剂比例其次，波纹板最少。据了 波纹式板式蜂窝式催化剂结 构图2-23 列出了蜂窝式与板式、波纹式催化剂主要性能对比。表2-3催化剂 的性能比较不同类型SCR表2-3 波纹式催化波纹状纤维作成分表面积介 于蜂窝催化剂表面积小、活性比表面积大、式与平板式之间，质体积大；生产简便，高、所需催化剂体积量轻；生产自动化程自动化程度高；烟气小；催化活性
无毒脱硝催化剂争议升级，六企业联名上书环保部 发布时间: 2015-01-09 00:00:00作者： 2015年1月9日中国脱硝网讯：连日来，无毒脱硝催化剂在市场引起的争议不断加剧。继山东省环保厅强行推行催化剂地方标准，遭到业内一片嘘声之后，近日获悉，国内六大钒钛脱硝催化剂企业已经集体进京上书环保部，对《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南》正式提起质疑。 2014年8月19日环境保护部正式发布了《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南》（公告2014年第54号）。该公告明确将废烟气脱硝催化剂定性为危险废物，并仅特指为钒钛系。微妙之处在于，这将意味着非钒钛系脱硝催化剂失效后将不被列入危险废物。如此一来，钒钛系脱硝催化剂在市场竞争中将处于非常不利的地位。 因此，六大钒钛脱硝催化剂企业对此表示质疑，并据理指出： 一、环保部在2014年5月22日下发的《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知（征求意见稿）》和《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南（征求意见稿）》中均未特指废烟气脱硝催化剂为钒钛系，但在正式发布的审查指南中却增加了废烟气脱硝催化剂（钒钛系），前后改变的原因和依据不详。 二、《废烟气脱硝催化剂经营许可证审查指南编制说明》（2014年1月15日稿）中明确提出：“据中国环境科学研究院对我国部分燃煤电厂产生的废烟气脱硝催化剂的危险特性分析结果表明，废烟气脱硝催化剂的主要危险特性为浸出毒性，其中铍、铜、砷的浸出浓度普遍高于新脱硝催化剂的浸出浓度；部分企业废烟气脱硝催化剂中铍、砷、汞的浸出浓度超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）的有关要求。如不能妥善进行资源化、无害化处理，极易造成环境污染。”表明废烟气脱硝催化剂被列入危险废物的原因是脱硝催化剂在部分燃煤电厂产生的烟气条件下使用后具备了浸出毒性且浓度超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》所规定的相关项目指标，铍、砷、汞等毒性物质是由烟气带入至催化剂中的。从脱硝催化剂的微观结构特征来看，无论是否含钒钛，只要是脱硝催化剂，为满足足够的脱硝性能均呈多孔结构，都会导致其吸附烟气中的毒性物质。因此，所有的脱硝催化剂，无论是否含钒钛，只要在含铍、砷、汞的燃煤电厂烟气条件下使用后均会具备浸出毒性，其产生的废烟气脱硝催化剂均应定为危险废物。 三、如果仅仅因为含钒而有所区别的话，那么新脱硝催化剂（钒钛系）与废烟气脱硝催化剂（钒钛系）中含有的钒是基本一致的，一般应用于燃煤烟气中的脱硝催化剂五氧化二钒含量均在1.5%以下，换算为以钒计的话仅占催化剂总量的0.84%，根据《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》（GB5085.6-2007），当钒含量大于等于3%时方可确定为危险废物，因此仅将钒钛系废烟气脱硝催化剂定性为危险废物的理由不充分。
山东华鲁恒升化工股份有限公司1-4#CFB锅炉SCR脱硝改造项目 分 项 工 程 质 量 报 验 福建龙净环保股份有限公司
催化剂安装报验申请表表单编号FJLJ/ 10C-0302.1版本编号Ⅰ 页修订次0 保存期限长期 项目名称山东华鲁恒升化工股份有 限公司1-4#CFB锅炉SCR 脱硝改造项目 致：山东华鲁恒升化工股份有限公司 我方承担的山东华鲁恒升化工股份有限公司1-4#CFB锅炉SCR脱硝改造项目，#1炉催化剂及密封件安装已完成，现将上报工程报验申请表，请予以审查和验收。 附： 1、分项工程施工质量验收表 2、催化剂模块安装记录 承包单位（章）： 项目经理： 日期：年月日审查意见： 建设单位：（章） 项目负责人： 日期：年月日
分项工程施工质量验收表 工程编号：性质：主控表工程名称山东华鲁恒升化工股份有限公司1-4#CFB锅炉SCR脱硝改造工程分项工程名称热动#1炉脱硝改造催化剂及密封件安装 工序检验项目性质单位质量标准质量检验结果结论 设备检查 外观检查主控 催化剂无裂纹、碎裂、损伤、 受潮等，催化剂单体之间隔 层材料完好未松动，介质通 道内无杂物，催化剂及催化 剂模块编号完好、清晰 符合要求合格 模块外形尺寸 mm 符合图纸要求符合要求合格 对角线差≤10 符合要求合格 催化剂节距mm 符合厂家设计要求符合要求合格 催化剂材质主控符合厂家设计要求符合要求合格 模块包装件合金材质无错用无错用合格厂家焊缝 高度符合设计要求，焊接无 咬边、气孔、裂纹等缺陷， 成型良好 符合要求合格 设备安装 安装时间主控h 烟气清洁系统的温态运行 （烘炉）后进行安装 符合要求合格安装前检查 炉膛至反应器内部无水渍、 浮锈、积灰等杂物 符合要求合格催化剂模块转运 催化剂模块内催化剂单体方 向与车辆前进方向一致 符合要求合格模块位置、数量主控 符合厂家设计图纸，安装记 录详细、全面 符合要求合格模块间隙误差mm ≤5 符合要求合格催化剂本体 安装过程中无机械损伤、受 潮现象 符合要求合格模块滤网安装 滤网无锈蚀、损坏，无明显 凹凸不平，固定牢固 符合要求合格
一种双处理法对钒钛基脱硝催化剂进行清洗再生 张建平1、张川1、张千2、李玲3 （1.河北麦森钛白粉有限公司总工程师 2. 河北麦森钛白粉有限公司工程师 3.河北麦森钛白粉有限公司助理工程师） 摘要：使用臭氧气流物理循环复活+浸渍活性液的方法来对SCR烟气脱硝催化剂进行再生，并对再生好的烟气脱硝催化剂进行脱硝率测试。 关键词：纳米二氧化钛、臭氧处理、活性液、浸渍 Abstract：Using the method of physical circulation flow of ozone esurrection and Impregnated activated liquid to r eclamate the SCR flue gas denitration catalyst 。Then to test the flue gas denitration catalyst regeneration good denitrification rate。 Keywords：nanometer titanium dioxide，ozone treatment,active liquid，infuse。 氮氧化物控制是大气污染治理技术的一个重要方面，选择催化还原法是国内外广泛采用的烟气脱硝技术。河北麦森钛白粉有限公司与合作伙伴生产的V2O5-WO3/TIO2是一种用量较大的主流的烟气脱硝催化剂，但是客户在使用过程中发现，由于燃煤电厂烟气中的飞灰含量普遍较高，烟气进入SCR反应器后，在反应器的进出口表面、催化剂表面、内部钢结构表面会形成不同程度的积炭。 常用的处理积炭的方式是烧炭法。常存在的问题是燃烧温度过
发电有限公司 1、2 号机组脱硝改造工程 选择性催化还原法(SCR) 烟气脱硝蜂窝式催化剂 产品操作手册 环保科技股份有限公司 2013.11
目录 目录 (2) 范围 (1) 1. SCR概述 (2) 1.1 SCR系统概述 (2) 1.2 SCR化学反应 (2) 1.3 SCR催化剂 (3) 2. 安全 (4) 2.1 人员安全 (4) 2 . 1 . 1人员保护措施 (4) 2.1.2应急处理措施 (5) 2. 1 .3搬运催化剂时的保护措施 (5) 3. .......................................................................................................................................................... 催化剂的操作说明.. (6) 3.1 单个催化剂单元的操作 (6) 3.1.1催化剂单元的接收 (6) 3. 1 .2催化剂单元的存储 (6) 3.1.3催化剂单元的搬运 (6) 3 . 1 . 4催化剂单元的替换程序 (6) 3.2 催化剂模块的操作 (7) 3.2.1 催化剂模块的包装及储存 (7) 3.2.2催化剂模块的装卸及运输 (8) 3.2.3催化剂模块的安装 (9) 3.3 SCR催化剂的运行和维护 (12) 3.3.1催化剂系统的启动 (12) 3.3.2催化剂系统的正常运行 (13) 3.3.3催化剂系统的停机维护 (14) 3.3.4偏差标准 (15) 3.3.5催化剂机械寿命的保证 (16) 3.4 催化剂的年度取样 (16) 附录 (17) 附件1 -产品化学技术说明书 (17) 附件2：设计条件和限制条件 (19) 附件3-催化剂失活机理 (21)
新结构脱硝催化剂的设计、制备及性能 张登松* 上海大学纳米科学与技术研究中心，上海，200444 *Email: dszhang@https://www.doczj.com/doc/e310893154.html, 大气污染形势严峻，氮氧化物作为主要大气污染物之一，对人类及环境造成了极大的危害。现今选择性催化还原技术是脱除氮氧化物的常用方法，其中以NH3为还原剂的选择性催化还原技术是目前工业上最有效的方法，其核心是催化剂。钒钛基催化剂虽然已是商业化的脱硝催化剂，但还存在一些问题，如相对高的工作温度、钒具有毒性等。开发高效低温脱硝催化剂仍是一项挑战性的工作。近来，我们小组设计并构筑了一系列环境友好的新结构脱硝催化剂[1-10]。特别是，利用层状双羟基氢氧化物的形成机制及其独特的结构特征，通过水热法，在三维通透结构的金属丝网或金属泡沫表面，原位生长形貌可控、组分均匀的三维分级结构复合金属氧化物高性能整体式脱硝催化剂（图1）；所得新结构整体式脱硝催化剂具有良好的脱硝活性和宽的温度窗口[10]。 Fig. 1 (a) Optical photo, (b–d) SEM images of the catalysts; (e) SEM image of the catalysts after the ion sputtering thinning processing; (f) TEM image of the catalysts; (g) HRTEM image of the catalysts; (h–l) HAADF-STEM image and EDX-mapping images of the catalysts.Reprinted with permission from ref.1 ? 2015 Royal Society of Chemistry. 关键词：催化剂；脱硝；选择性催化还原 参考文献 [1] Li, H.; Zhang, D.; Maitarad, P.; Shi, L.; Gao, R.; Zhang, J.; Cao, W. Chem Commun2012, 48: 10645. [2] Zhang, L.; Zhang, D.; Zhang, J.; Cai, S.; Fang, C.; Huang, L.; Li, H.; Gao, R.; Shi, L. Nanoscale2013, 5: 9821. [3] Fang, C.; Zhang, D. S.; Cai, S. X.; Zhang, L.; Huang, L.; Li, H. R.; Maitarad, P.; Shi, L. Y.; Gao, R. H.; Zhang, J. P. Nanoscale2013, 5: 9199. [4] Gao, R.; Zhang, D.; Maitarad, P.; Shi, L.; Rungrotmongkol, T.; Li, H.; Zhang, J.; Cao, W. J Phys Chem C2013, 117: 10502. [5] Cai, S.; Zhang, D.; Shi, L.; Xu, J.; Zhang, L.; Huang, L.; Li, H.; Zhang, J. Nanoscale2014, 6: 7346. [6] Maitarad, P.; Namuangruk, S.; Zhang, D.; Shi, L.; Li, H.; Huang, L.; Boekfa, B.; Ehara, M. Environ Sci Technol 2014, 48: 7101. [7] Zhang, L.; Shi, L. Y.; Huang, L.; Zhang, J.; Gao, R.; Zhang, D. ACS Catal 2014, 4: 1753. [8] Huang, L.; Zhao, X.; Zhang, L.; Shi, L. Y.; Zhang, J. P.; Zhang, D. S. Nanoscale 2015, 7:2743. [9] Han, J.; Zhang, D. S.; Maitarad, P.; Shi, L.; Cai, S.; Li, H. Huang, L.; Zhang, J. Catal Sci Technol 2015, 5: 438. [10] Liu, Y.; Xu, J.; Li, H.; Cai, S.; Hu, H.; Fang, C.; Shi, L.; Zhang, D. S. J Mater Chem A2015, 3: 11543.
火电厂SCR法烟气脱硝催化剂的选型与对策汪德志1，史大维1，肖雨亭1 (1，江苏龙源催化剂有限公司江苏无锡214151) 摘要：本文讨论了国内火电厂常见的几种烟气工况对催化剂设计的影响及选型对策。在高钙工况下，CaO会导致催化剂失活速率加快，因此需要较大的设计裕量；在高飞灰工况下，应选用孔径大、截距大、烟气通过性好的催化剂型号，减少积灰堵塞的风险；在飞灰硬度较大的工况，选用标准壁厚催化剂可以提高运行安全性；在高温工况下，催化剂烧结失活的速率加快，催化剂用量也会增加；在高硫份工况下，应特别注意硫胺的生成，防止催化剂的中毒和下游设备的堵塞；掺烧生物质燃料的工况下，应着重考虑生物质燃料中的元素对催化剂的失活，增加储备体积。 关键词：SCR脱硝催化剂催化剂设计与选型高钙高飞灰高温 1 引言 电站锅炉系统排放的氮氧化物是促使酸雨形成的主要大气污染物之一，其所形成的硝酸根离子或亚硝酸根离子，构成了酸雨成分的20～50%，而典型的电站排放的氮氧化物由约95%的NO和约5%的NO2组成。虽然通过热力燃烧控制技术，如采用低NO X燃烧器、烟气再循环、分级燃烧或水蒸汽注入[1]等手段可以在一定程度上降低电站锅炉的NO X排放浓度，但是这些技术成本高，脱硝效率低，而且对锅炉会产生负面影响，难以大规模推广使用[2]。2009年国家环保部发布了《2009－2010年全国污染防治工作要点》（环办函（2009）247号），对电站氮氧化物的排放做出了更为严格的规定。因此，脱硝效率高、NH3逃逸率低、对锅炉适应性好的SCR （Selective Catalytic Reduction）技术在我国开始得到应用并呈上升趋势。在SCR系统中最重要的组成部分就是催化剂，目前市场上主要有蜂窝式、板式、波纹板式三种SCR催化剂，而蜂窝式催化剂的市场占有率最高，约60～70%[3]。SCR烟气脱硝催化剂的性能将直接关系到整个SCR系统脱硝效果，其采购、更换与维护成本构成了SCR系统总费用的主要部分。目前，国内的脱硝催化剂一般采取方案竞标的形式采购，因此，如何在众多竞标方案中，科学合理的选择催化剂的型式、型号和催化剂的用量，就成为了SCR脱硝系统的设计关键之一。 2 不同工况条件对催化剂设计的影响及选型对策 2.1高钙工况 一般而言，煤质中或飞灰中的CaO含量较高时，催化剂中毒的风险增大，会导致催化剂失活速度加快。在这种情况下进行催化剂设计时，为保证催化剂在整个化学寿命期内都具有较高的活性和较高的脱硝效率，必须预留充足的设计裕量和较多的储备体积。
生产培训教案 主讲人：高小春 技术职称：工程师 所在生产岗位：硫化点检长 讲课时间： 2011 年 6月1 日
培训题目：脱硝催化剂的选择 培训目的：1、了解脱硝催化剂的种类和相关重要性能参数 2、了解国内外脱硝催化剂的主要生产单位和相关信息。内容摘要： 一、脱硝催化剂种类 二、催化剂的材料和制作工艺 三、国内脱硝催化剂的主要供应商 四、国外脱硝催化剂的主要供应商 五、进口催化剂和国产催化剂价格对比 六、业绩 七、催化剂选择 培训内容： 脱硝催化剂选择讲座 1 脱硝催化剂种类 催化剂一般由基材、载体和活性成分组成。基材是催化剂形状的骨架，主要由钢或陶瓷构成；载体用于承载活性金属，现在很多蜂窝状催化剂则是把载体材料本身作为基材制成蜂窝状；活性成分一般有V2O5、WO3、MoO3等。目前工业催化剂主要是以TiO2为载体的V2O5基催化剂，通常包括V2O5/TiO2、V2O5/TiO2-SiO2、V2O5-WO3/ TiO2以及V2O5-MoO3/TiO2等类型。目前的商用催化剂按其结构划分，有
蜂窝式、平板式以及波纹板式3种。 1.1 板式催化剂 平板式催化剂是将活性材料“镀”在金属骨架上，与蜂窝式相比，平板式催化剂压力损失小，抗腐蚀性高，不易被粉尘污染，机械和热稳定性也较高。而且，平板式催化剂具有金属骨架，强度高，要达到同样的脱硝效率，催化剂层数可以做得较少，即SCR反应器可以更紧凑。但由于其单位体积的表面积小，催化剂需求量较大；另外，平板式催化外层的活性材料在受到机械或热应力作用时容易脱落，且其活性表层也易受磨损。平板式催化剂生产厂家较少，目前提供板式催化剂的厂家有日立和雅佶隆。 1.2 蜂窝催化剂 蜂窝式催化剂是将氧化钛（TiO2）与其它活性组分以及陶瓷原料以均相方式结合在整个催化剂结构中，按照一定配比混合、搓揉均匀后形成模压原料，采用模压工艺挤压成型为蜂窝状单元，最后组装成标准规格的催化剂模块。蜂窝式催化剂单位体积的有效表面积大，要达到相同的脱硝效果，所需的催化剂量较少。目前在世界范围内生产蜂窝催化剂的厂家是最多的。 1.3 波纹板式催化剂 波纹板式催化剂是托普索公司的专利技术，目前只有托普索公司生产该形式的催化剂，主要工艺将催化剂做成波纹板状，其骨架基材是纤维，比板式催化剂的重量要轻，同时加大了催化剂的比表面积，
关于二期脱硝工程采用催化剂形式的分析报告 公司领导： 经查阅有关资料，目前国际上已投运脱硝系统电厂使用的催化剂有蜂窝式、平板式和波纹式三种，其中大部分燃煤电厂（75%）使用蜂窝式催化剂，约20%燃煤电厂采用平板式催化剂。 脱硝系统普遍使用的为钒钛系列催化剂，以TiO2作为陶瓷载体、V2O5为主要活性成分，通常还加有WO3、MoO3等活性成分，以增加其活性和热稳定性，减少不利的副反应等。 板式催化剂以金属为母体，将催化剂原料以一定的厚度涂于金属表面，然后经过干燥、塑造过程制成。 蜂窝式催化剂由催化剂原材料经混合、挤压、成型、干燥、塑造一系列过程生产而成。 在同样机组、同样脱硝效率时两种催化剂性能比较如下： 1、耐磨性 板式催化剂由于是将催化剂原料以一定的厚度涂于金属表面，催化剂表面遭到灰粉等破坏磨损后，不能维持原有的催化性能，容易失效。蜂窝式催化剂由于本体内外全部由催化剂材料制成，催化剂表面遭到灰粉等破坏磨损后，仍能维持原有的催化性能。因此，蜂窝式催化剂的耐磨性优于板式催化剂，特别是我公司#3、4机组用煤为高灰煤，其优越性更加明显。 2、寿命 板式催化剂常规运行寿命在18000~20000小时，蜂窝式催化剂常
规运行寿命大于24000小时。 3、再生性能 由于催化剂价格昂贵，目前，国际上已使用成熟的催化剂现场再生工艺，通过还原剂清洗，将催化剂表面的硫酸氢氨、砷、钠、钾等引起催化剂失活的元素清除，使催化剂恢复活性。因此，蜂窝式催化剂再生非常有效，而板式催化剂基本为磨损失效，无法再生。 4、初始建设成本 由于板式催化剂比蜂窝式催化剂的比表面积小，因此在同样脱硝效率下，催化剂所占用的空间大，约为蜂窝式催化剂体积的1.3倍左右，重量的1.4倍左右。建设时所需要的钢材量大，建设投资大。选用板式催化剂为选用蜂窝式催化剂投资的1.3倍左右。 5、运行成本 按2台600MW机组、2层催化剂80%脱硝计算，建设初期催化剂成本1亿元。采用板式催化剂可使用3.27年，年催化剂灭失费用为3058万元，采用蜂窝式催化剂第一次可使用4.36年，经再生后可继续使用1年，年催化剂灭失费用为1865万元。 6、运行安全性 板式催化剂在普通高灰情况下设计间距为6mm左右，蜂窝式催化剂孔间距设计为7.1~7.4 mm左右。由于两种催化剂的结构差别很大，蜂窝式催化剂对烟气的阻力大（为平板的1.2倍），特别是在脱硝系统运行时，系统必定要生成少量的硫酸氢氨，硫酸氢氨在锅炉低负荷时粘结性强，容易在催化剂入口部位产生堵塞，影响机组安全运
1 / 3 SCR 设计计算 入口烟气量约为Q =200000Nm3/h ；NOx 浓度300mg/m 3烟气入口温度T =367.8℃，多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。 1. 基本的设计计算 1.1.1基本设计计算 锅炉的蒸汽量：220t/h 锅炉的烟气量：200000Nm3/h 功率 B MW =60MW 反应器烟道入口处NOX 浓度 NO Xin =295mg/Nm 3； 反应器烟道出口处NOX 浓度 NO Xout =75mg/Nm 3； 反应摩尔比常数 ASR =0.803。 理论催化剂体积计算： 2.81adj catalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n η=?????? 式中， c a t a l y V o l —理论催化剂体积，ft 3 adj η—调整效率， 得：0.2809(1.058)adj ηη=+?0.2869(1.0580.8)=?? 1.133= s d j s l i p —调整氨逃逸率， 得： 1.2835(0.0568)sdj sdj slip slip =-?0.2835(0.05670.003)=?? 1.28=
2 / 3 X a d j NO —调整NO X 浓度， 得： 0.1542(0.3208)Xadj Xin NO NO =+? 0.1524(0.32080.71)=+? 1.08= adj S —调整硫含量，S —烟气中硫含量 ，mg/Nm 3， 得：0.9636(0.0455)adj S S =+? 0.9636(0.04550.27)=+?0.9759= adj T —调整温度，F ， 得： 5215.16(0.03937720)(2.7410720)adj T -=-?+?? =5215.16(0.03937720)(2.7410720)--?+?? 1.068= 得： 理论催化剂断面面积计算，得： 反应器断面面积计算，得： 设反应器长L=3m ，则： W —反应器宽，得： 催化剂层数计算，得： 3 2.81 1.068 2.81133 1.133 1.28 1.080.97592 17.2adj catalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n m η=??????=??????=21660 74005 1660 7.17catalyst q A m = ?=?=SCR catalyst 1.151.157.17 2 8.25A A m ==?=SCR 8.25 3 2.75A w l m ===catalyst layer layer catalyst '17.2 3.10.3057.17 2.54Vol n h A =?=??=
脱硝催化剂的影响因素与选型 电站锅炉系统排放的氮氧化物是促使酸雨形成的主要大气污染物之一。随着最新的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）的正式颁行，我国对火力发电锅炉及燃气轮机组氮氧化物排放将实行最为严格的规定，其中新建机组的排放标准于2012年1月开始实施，现有机组的排放标准于2014年7月开始强制实施，火电厂烟气脱硝已势在必行。 SCR烟气脱硝催化剂的性能将直接关系到整个SCR系统脱硝效果，其采购、更换与维护成本构成了SCR系统总费用的主要部分。目前，国内的脱硝催化剂一般采取方案竞标的形式采购，因此，如何在众多竞标方案中，科学合理的选择催化剂的型式和催化剂的用量及型号，就成为了SCR脱硝系统的设计关键。以下分析不同工况条件对催化剂设计的影响及选型对策。 1高钙工况 1.1CaO毒害催化剂 当飞灰中CaO含量较高或烟气中SO3的浓度较高时，会产生大量的CaSO4覆盖在催化剂颗粒表面，彼此粘连，进而在催化剂颗粒之间形成架桥，引起催化剂表面的屏蔽。电站锅炉排放出的烟气温度一般都超过300℃，已经发生架桥粘连的催化剂颗粒在此高温环境中运行不长的时间，就会发生大面积烧结，导致催化剂比表面积急剧减小，脱硝活性下降。 催化剂烧结是较严重的催化剂失活现象，因烧结而失效的催化剂目前也没有有效的再生手段恢复其初始活性。而且，严重烧结的催化剂会出现开裂和脆化现象，对催化剂的机械强度几乎是致命的。此类工程事故在国内已不鲜见。 1.2 CaO对催化剂设计的影响 当煤质或飞灰中的CaO含量小于5%时，其对催化剂的设计影响不大。当CaO含量超过5%以后，其对催化剂的设计影响开始变得显著，在同样的工况条件下，催化剂用量受CaO含量影响很大。随着CaO含量的增加，催化剂用量呈线性递增，特别是当CaO含量在30%左右时，催化剂用量比低钙工况下的用量增加25%左右。 在这种工况下进行催化剂设计时，不能过高估计催化剂的活性与老化速度，同时为了保证24000小时的化学寿命，又必须留有充足的设计裕量，最终导致催化剂设计体积数较大。 因此，在高钙工况下进行催化剂选型时，必须综合考虑工况条件，不能盲目追求用量最少的设计方案。如果无视高钙对催化剂运行的影响，无原则的降低设计裕量，高估催化剂活性，虽然可以降低催化剂设计用量，但是由此也会带来较高的运行风险。同时，还应选取含有WO3的催化剂，因为WO3能够有效抑制催化剂颗粒的烧结，延缓烧结速度。 2高飞灰工况 目前市场主流的催化剂有三种型式：蜂窝式、板式和波纹式。波纹式催化剂市场占有率相对较低，还不到5%。一般而言，当烟气中飞灰浓度在50～60g/Nm3，甚至更高时，此时板式催化剂由于其烟气通道截面较蜂窝式大，高飞灰工况下烟气和飞灰的通过性好等优点，选用板式催化剂不易积灰堵塞，运行安全性较高。 但是，当飞灰浓度小于50g/Nm3时，由于板式催化剂几何比表面积比蜂窝式小，同样的工程条件下，板式催化剂用量要比蜂窝式多20%～40%以上，使催化剂初期采购成本增加，同时由于板式催化剂体积大，对反应器等钢结构的要求较高，使得这部分的采购成本也会增加较多。 此时选用蜂窝式催化剂就具有较多的技术优势和成本优势。特别是近年来，随着我国脱硝催化剂产业规模的扩大，有些厂家在引进技术的基础上改进创新，蜂窝式催化剂已在多个飞灰浓度大于50g/Nm3工程中安全运行多年，逐渐打破了高飞灰工况中板式催化剂的垄断地位。 2.1孔数和截距的选择 蜂窝式催化剂的设计特点决定，孔数较多的催化剂，其截距较小、壁厚较薄，具有较大的几何比表面积，因此，所需的催化剂工程用量也较少。通常，当蜂窝式催化剂的孔数每增加一级，如：从18×18孔向上增加为19×19孔时，对于同一工程项目，催化剂的设计用量可以减少在5%以上，由此可以节约催化剂采购成本5%以上。
目前SCR商用催化剂基本都是以TiO2为基材，以V2O5为主要活性成份，以WO3、MoO3为抗氧化、抗毒化辅助成份。化剂型式可分为三种：板式、蜂窝式和波纹板式。 板式催化剂以不锈钢金属板压成的金属网为基材，将TiO2、V2O5等的混合物黏附在不锈钢网上，经过压制、锻烧后，将催化剂板组装成催化剂模块。 蜂窝式催化剂一般为均质催化剂。将TiO2、V2O5、WO3等混合物通过一种陶瓷挤出设备，制成截面为150mmX150mm，长度不等的催化剂元件，然后组装成为截面约为 2macute;1m的标准模块。 波纹板式催化剂的制造工艺一般以用玻璃纤维加强的TiO2为基材，将WO3、V2O5等活性成份浸渍到催化剂的表面，以达到提高催化剂活性、降低SO2氧化率的目的。 催化剂是SCR技术的核心部分，决定了SCR系统的脱硝效率和经济性，其建设成本占烟气脱硝工程成本的20%以上，运行成本占30%以上。近年来，美、日、德等发达国家不断投入大量人力、物力和资金，研究开发高效率、低成本的烟气脱硝催化剂，重视在催化剂专利技术、技术转让、生产许可过程中的知识产权保护工作。 最初的催化剂是Pt-Rh和Pt等金属类催化剂，以氧化铝等整体式陶瓷做载体，具有活性较高和反应温度较低的特点，但是昂贵的价格限制了其在发电厂中的应用。 因此，从20世纪60年代末期开始，日本日立、三菱、武田化工三家公司通过不断的研发，研制了TiO2基材的催化剂，并逐渐取代了Pt-Rh和Pt系列催化剂。该类催化剂的成分主要由V2O5(WO3)、Fe2O3、CuO、CrOx、MnOx、MgO、MoO3、NiO等金属氧化物或起联合作用的混和物构成，通常以TiO2、Al2O3、ZrO2、SiO2、活性炭（AC）等作为载体，与SCR系统中的液氨或尿素等还原剂发生还原反应，目前成为了电厂SCR脱硝工程应用的主流催化剂产品。 催化剂型式可分为三种：板式、蜂窝式和波纹板式。三种催化剂在燃煤SCR上都拥有业绩，其中板式和蜂窝式较多，波纹板式较少。 催化剂的设计就是要选取一定反应面积的催化剂，以满足在省煤器出口烟气流量、温度、压力、成份条件下达到脱硝效率、氨逃逸率等SCR基本性能的设计要求；在灰分条件多变的环境下，其防堵和防磨损性能是保证SCR设备长期安全和稳定运行的关键。 在防堵灰方面，对于一定的反应器截面，在相同的催化剂节距下，板式催化剂的通流面积最大，一般在85%以上，蜂窝式催化剂次之，流通面积一般在80%左右，波纹板式催化剂的流通面积与蜂窝式催化剂相近。在相同的设计条件下，适当的选取大节距的蜂窝式催化剂，其防堵效果可接近板式催化剂。三种催化剂以结构来看，板式的壁面夹角数量最少，且流通面积最大，最不容易堵灰；蜂窝式的催化剂流通面积一般，但每个催化剂壁面夹角都是90°直角，在恶劣的烟气条件中，容易产生灰分搭桥而引起催化剂的堵塞；波纹板式催化剂流通截面积一般，但其壁面夹角很小而且其数量又相对较多，为三种结构中最容易积灰的版型，但其抗中毒性能及抗二氧化硫氧化性最强。
SCR设计计算 入口烟气量约为Q=200000Nm3/h; NOx浓度300mg/rn烟气入口温度T=367.8 C,多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。 1.基本的设计计算 1.1.1基本设计计算 锅炉的蒸汽量：220t/h 锅炉的烟气量：200000Nm3/h 功率B MW=60MW 反应器烟道入口处NOX浓度NC Xin=295mg/Nr3; 反应器烟道出口处NOX浓度NQ°ut=75mg/Nm；反应摩尔比常数ASF=0.803。 理论催化剂体积计算: Vol catalyst 2.81 Q B adj sli P sdj NO xadj S adj n SCR 式中， V O1 Catalyst—理论催化齐咻积，ft3 adj—调整效率, 得: adj 0.2809 (1.058 )0.2869 (1.058 0.8) 1.133 sliP sdj—调整氨逃逸率, 得: slip sdj 1.2835 (0.0568 slip sdj) 0.2835 (0.0567 0.003) 1.28
N°xadj —调整NO x 浓度, 3 S adj —调整硫含量，S —烟气中硫含量 ，mg/Nm 3, 得.S adj 0.9636 (O.O 455 S) 0.9636 (0.0455 0.27) 0.9759 T adj —调整温度，F ,得： 5 2 T adj 15.16 (0.03937 720) (2.74 10 720 ) = 15.16 (0.03937 720) (2.74 105 7202) 1.068 17.2 得.NO xadj 0.1542 (0.3208 N°xJ 0.1524 (0.3208 0.71) 1.08 得 : Vol c atalyst 2.81 Q B adj sli P sdj NO Xadj S adj n SCR 2.81 133 1.133 1.28 1.08 0.9759 1.068 2 17.2m 3 理论催化剂断面面积计算，得: A catalyst 反应器断面面 q 16 60 74005 16 60 7.17m 2积计算，得 A SCR 设反应器长L=3m ，则: W —反应器 catalyst 1.15 7.17 2 8.25m 2 宽，得: A SCR l 8.25 催化剂层数计算，得: 2.75m Vol n layer catalyst h' l ayer A catalyst