一、催化劑的化學(xué)
商業(yè)SCR催化劑活性組分為V2O5,載體為銳鈦礦型的TiO2,WO3或MoO3作助催劑。SCR脫銷催化劑成分及比例,根據(jù)煙氣中成分含量以及脫硝性能保證值的不同而不同。
活性組分是多元催化劑的主體,是必備的組分,沒(méi)有它就缺乏所需的催化作用。助催化劑本身沒(méi)有活性或活性很小,但卻能顯著地改善催化劑性能。研究發(fā)現(xiàn)WO3與MoO3均可提高催化劑的熱穩(wěn)定性,并能改善V2O5與TiO2之間的電子作用,提高催化劑的活性、選擇性和機(jī)械強(qiáng)度。除此以外,MoO3還可以增強(qiáng)催化劑的抗As2O3中毒能力。載體主要起到支撐、分散、穩(wěn)定催化活性物質(zhì)的作用,同時(shí)TiO2本身也有微弱的催化能力。選用銳鈦礦型的TiO2作為SCR催化劑的載體,與其他氧化物(如Al2O3、ZrO2)載體相比,TiO2抑制SO2氧化的能力強(qiáng),能很好的分散表面的釩物種和TiO2的半導(dǎo)體本質(zhì)。
二、對(duì)SCR催化劑的要求
理想的燃煤煙氣脫硝催化劑需要滿足以下條件:(1) 活性高,為滿足國(guó)家嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),需要達(dá)到80%~90%的脫硝率,即要求催化劑有很高的SCR活性;(2) 選擇性強(qiáng),還原劑NH3主要是被NOx氧化成N2和H2O,而不是被O2氧化。催化劑的高選擇性有助于提高還原劑的利用率,降低運(yùn)行成本;(3) 機(jī)械性能好,燃煤電廠大多采用高灰布置方式,SCR催化劑需長(zhǎng)期受大氣流和粉塵的沖刷磨損,并且安裝過(guò)程對(duì)催化劑的機(jī)械強(qiáng)度也有一定的要求;(4) 抗毒性強(qiáng),煙氣和飛灰中含有較多的毒物,催化劑需要耐毒物的長(zhǎng)期侵蝕,長(zhǎng)久保持理想的活性;(5) 其他,SCR催化劑對(duì)SO2的氧化率低,良好的化學(xué)、機(jī)械和熱穩(wěn)定性,較大的比表面積和良好的孔結(jié)構(gòu),壓降低、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)。此外,還要求SCR催化劑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地省、易于拆卸或裝填。
三、催化劑類型
電廠煙氣脫硝催化劑的主要類型有蜂窩式、板式和波紋式,結(jié)構(gòu)如圖1 所示。蜂窩式催化劑表面積大、活性高、體積小,目前占據(jù)了80%的市場(chǎng)份額,平板式催化劑比例其次,波紋板最少。