前面我們介紹了傳統(tǒng)ＳＣＲ脫硝催化劑發(fā)展歷程和研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，今天我們繼續(xù)講低溫ＳＣＲ催化劑成型技術(shù)。

ＳＣＲ可按外形分為３大類：蜂窩式、板式、波紋式。這３類都是適用于工業(yè)煙氣流量大、含塵量高的整體性催化劑，其大致外觀如圖２所示。３類催化劑在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)都有實(shí)際應(yīng)用，但不同類型催化劑的特點(diǎn)、適用范圍及成型工藝導(dǎo)致其在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)所占份額差距懸殊。其中，蜂窩式ＳＣＲ催化劑市場(chǎng)占比超過(guò)６成，其次是板式催化劑，波紋板式只占極少部分。這３類催化劑的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍如表４所示。

１　蜂窩式催化劑成型工藝

蜂窩類型的催化劑是目前應(yīng)用最廣泛的一類催化劑，成型方式可分為擠出成型式和涂覆式。擠出成型的工藝流程如圖３所示。

在擠出成型過(guò)程中干混和濕混步驟中要依次加入活性組分前驅(qū)體、載體、結(jié)構(gòu)助劑（黏結(jié)劑、造孔劑、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)劑）、水等，形成塑性催化劑泥團(tuán)，經(jīng)過(guò)干燥焙燒等環(huán)節(jié)最終成型。制備的催化劑可根據(jù)需求調(diào)節(jié)大小，因?yàn)榇呋瘎┑幕钚越M分散布于整個(gè)基體，所以該類型催化劑使用周期很長(zhǎng)，耐磨性能優(yōu)良，可以在復(fù)雜煙塵的情況下使用。在成型過(guò)程中工藝條件及成型助劑對(duì)于成型過(guò)程極其關(guān)鍵。

蜂窩式催化劑另一種成型方式為蜂窩陶瓷涂覆技術(shù)，該技術(shù)利用現(xiàn)成的蜂窩式陶瓷材料作為載體，在表面涂覆一層具有催化活性的漿料。該技術(shù)極大降低了活性組分的用量，節(jié)約成本，同時(shí)能夠保證催化劑機(jī)械強(qiáng)度滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。載體的選擇對(duì)于成型過(guò)程極為重要，蜂窩堇青石是目前公認(rèn)的最適合作脫硝催化劑的載體之一，具有熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但是需要通過(guò)預(yù)處理來(lái)改變其表面性能。負(fù)載方式對(duì)于成型過(guò)程同樣重要，活性組分需要預(yù)先與黏結(jié)劑或分散劑混合形成漿料，再通過(guò)浸漬或者噴涂的方式附著于載體表面，經(jīng)過(guò)干燥焙燒得到整體催化劑，這種方式最大的弊端是活性組分與基底的黏結(jié)性較差，易脫落，不適于大風(fēng)量和高煙塵的工況條件。

２　板式與波紋板式催化劑成型工藝概述

板式催化劑作為另一種應(yīng)用廣泛的催化劑，近年來(lái)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比不斷上升，維持在３０％左右。商用的板式催化劑的成型流程如圖４，含有載體（ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３）活性組分（Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、ＭｏＯ３）的原料在混練機(jī)中充分混練，混練均勻的泥料涂覆到金屬網(wǎng)上，經(jīng)過(guò)干燥焙燒等手段制成催化劑單板。平板式催化劑以不銹鋼篩板作為結(jié)構(gòu)骨架，機(jī)械強(qiáng)度大，不會(huì)造成催化劑整體塌陷，運(yùn)行安全穩(wěn)定。脫硝系統(tǒng)運(yùn)行的主要能耗來(lái)源于風(fēng)機(jī)阻力引起的風(fēng)機(jī)電耗，板式催化劑在組裝過(guò)程中可以根據(jù)煙氣條件調(diào)節(jié)板間距，減低床層阻力，降低脫硝能耗。與其他涂覆成型的整體式催化劑缺點(diǎn)類似，板式催化劑同樣易磨損、壽命低。為解決這一問(wèn)題，通常需要提高漿料在載體表面的附著能力。

研究發(fā)現(xiàn)，在漿料中添加不同助劑會(huì)對(duì)催化劑活性和成型后的機(jī)械強(qiáng)度產(chǎn)生影響，并通過(guò)自行設(shè)計(jì)的輥壓機(jī)制備出了脫落率較低且不易開(kāi)裂的板式催化劑，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

相較于前２種催化劑，波紋板式催化劑市場(chǎng)占有率很低，全球也只有Ｔｏｐｓｏｅ和日立造船等為數(shù)不多的廠商可以生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品大部分來(lái)自進(jìn)口。其成型工藝與板式催化劑類似，區(qū)別在于載體替換為波紋狀的陶瓷／玻璃纖維板。陶瓷纖維板互相疊加在一起，形成的三角形或者梯形的孔結(jié)構(gòu)組成了催化劑的基本樣式。新型載體材料的使用極大地降低了催化劑的密度（比相同體積的蜂窩式催化劑輕４０％～５０％）且易于組裝拆卸。但是，波浪形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在增大與煙氣的接觸面積的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致飛灰沉積且極易磨損，這限制了在工業(yè)上的應(yīng)用。為改善波紋板式缺陷，加快市場(chǎng)推廣，研究者們不斷研究改進(jìn)。通過(guò)對(duì)波紋狀催化劑進(jìn)行端部硬化，大大降低催化劑的磨損率。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)合理的布置方式也可以進(jìn)一步延長(zhǎng)這類催化劑的使用壽命。目前，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者正通過(guò)研究，不斷改進(jìn)該類催化劑的性能，未來(lái)將更多地應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。

國(guó)家對(duì)于煙氣中ＮＯｘ等污染物的控制愈發(fā)嚴(yán)格。在沒(méi)有更好技術(shù)應(yīng)用之前，ＳＣＲ技術(shù)依然是主要的ＮＯｘ控制手段。ＳＣＲ脫硝催化劑誕生半個(gè)世紀(jì)之久，對(duì)其研發(fā)改進(jìn)從未停止，面對(duì)日益復(fù)雜的應(yīng)用條件，目前傳統(tǒng)釩鈦體系的ＳＣＲ　催化劑難以滿足實(shí)際應(yīng)用要求，以Ｍｎ基催化劑為代表的低溫ＳＣＲ催化劑的應(yīng)用是滿足未來(lái)需求的關(guān)鍵。為促進(jìn)ＳＣＲ催化劑進(jìn)一步推廣，降低應(yīng)用成本，我國(guó)還應(yīng)該加強(qiáng)催化劑成型技術(shù)的研發(fā)，在引進(jìn)吸收國(guó)外技術(shù)的同時(shí)，開(kāi)發(fā)新的成型技術(shù)，擺脫國(guó)外技術(shù)依賴。近年來(lái)，我國(guó)在該領(lǐng)域已經(jīng)取得很大進(jìn)步，經(jīng)過(guò)各方的努力，一定會(huì)研制出許多能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的脫硝催化劑產(chǎn)品。