據(jù)統(tǒng)計,2019年全國水泥累計產(chǎn)量為?。玻常硟|噸,水泥行業(yè)NOx排放約占全國NOx排放總量的10%~12%,是繼火電和機動車之后的第三大污染源。隨著部分省市相繼出臺了超低排放標(biāo)準(zhǔn),各省市氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)從150mg/m3到50mg/m3均有涵蓋,超低排放改造成為必然的趨勢。
選擇性催化還原技術(shù)
選擇性催化還原技術(shù)(SCR)的脫硝效率可達90%以上,被廣泛使用于工業(yè)煙氣氮氧化物治理,可滿足水泥行業(yè)超低排放的需求,其核心為脫硝催化劑。
水泥窯煙氣特點
1、粉塵含量高
煙氣中粉塵濃度達80-120?。纾危恚?。
2、硫含量波動大
由于燃料及礦源差異,工況硫含量差異大,SO2濃度能達1000mg/Nm3以上。
3、重金屬含量高
煙塵中含Cr、Hg、Pb、As、Tl等重金屬元素,部分元素含量遠高于電力行業(yè)。
4、粉塵粒徑小且分布集中,黏度大
小于10μm的顆粒約占75~90%。
5、成分復(fù)雜
粉塵中富含堿/堿土金屬氧化物、Si、Al、Fe等元素化合物,垃圾/固廢摻燒導(dǎo)致粉塵組成更加復(fù)雜。
SCR技術(shù)應(yīng)用難點
1、催化劑堵塞/磨損
水泥窯尾煙氣中粉塵含量極高,可達80-120g/Nm3,同時飛灰粒徑小,導(dǎo)致粉塵粘性大;粘附性強。極易吸附在催化劑表面,形成反應(yīng)隔絕層,造成活性下降。
水泥窯尾煙氣中粉塵含量極高,在高塵煙氣沖刷下催化劑迎風(fēng)端易磨損,使催化劑失去機械性能,直接失去使用性。
2、CaSO4覆蓋
Ca成分與SO3/SO2反應(yīng)生成的CaSO4,造成催化劑微孔的堵塞是催化劑性能下降的主要原因。
中毒過程:CaO首先表面沉積,由于在催化劑表面有活性物質(zhì)催化氧化SO2生成SO3,濃度相對較高,為快速反應(yīng)。生成的CaSO4的體積會膨脹14%左右,遮蔽反應(yīng)活性位。
3、重金屬/堿金屬中毒
水泥窯灰中含有大量的Ca成分及少量的 K、Na等堿金屬,這些物質(zhì)會毒害催化劑表面的活性位,使催化劑失活。
水泥窯灰中重金屬含量高(Cr、Pb、Hg、As、Tl),重金屬易在催化劑中富集,遮蔽活性活性,阻斷反應(yīng)進行。
4、吹灰系統(tǒng)
普遍采用聲波清灰器或蒸汽吹灰器(常用耙式清灰器)灰處理。德國蒂森克虜伯得益于其先進的除塵清灰設(shè)施,普遍采用高溫高塵SCR脫硝技術(shù)。為提高我國高塵SCR應(yīng)用的普適性,清灰除塵技術(shù)方面還有待提升。
耐堿SCR脫硝催化劑
多年來,元琛科技始終堅持以科技創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,從催化劑“質(zhì)構(gòu)-能效”關(guān)系出發(fā),結(jié)合水泥窯煙氣工況,引入具有多酸性位點的第三金屬,增加酸性位點密度和數(shù)量,研制出了特種功能催化劑——耐堿SCR脫硝催化劑。
水泥脫硝工藝可分為低溫脫硝和高溫脫硝。低溫脫硝時,通過多技術(shù)協(xié)同抑制SO2轉(zhuǎn)化,保障產(chǎn)品能夠在170-380℃之間具有較高活性和穩(wěn)定性;高溫脫硝時高硫塵對催化劑耐磨損能力和抗堿金屬能力要求高。
元琛科技9孔耐堿SCR脫硝催化劑,能用于含塵量100g/Nm3的工況。且針對催化劑耐磨性能采用了特殊工藝處理,從本質(zhì)上提高催化劑的強度和抗耐磨性能。