納米二氧化鈦（VK-TA18）在 SCR催化劑上的應(yīng)用

時(shí)間：2020-01-05作者：宣城晶瑞新材料有限公司瀏覽：1314

    納米二氧化鈦（VK-TA18）在 SCR催化劑上的應(yīng)用

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泛指應(yīng)用在電廠SCR（selective catalytic reduction）脫硝系統(tǒng)上的催化劑（Catalyst），在SCR反應(yīng)中，促使還原劑選擇性地與煙氣中的氮氧化物在一定溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。

 

目前較常用的催化劑為V2O5-WO3(MoO3)/TiO2系列（TiO2（納米二氧化鈦VK-TA18）作為主要載體、V2O5為主要活性成分）。

 

組成介紹 

目前SCR商用催化劑基本都是以TiO2（納米二氧化鈦VK-TA18）為基材，以V2O5為主要活性成份，以WO3、MoO3為抗氧化、抗毒化輔助成份。催化劑型式可分為三種：板式、蜂窩式和波紋板式。 

 

板式催化劑以不銹鋼金屬板壓成的金屬網(wǎng)為基材，將TiO2、V2O5等的混合物黏附在不銹鋼網(wǎng)上，經(jīng)過壓制、鍛燒后，將催化劑板組裝成催化劑模塊。

 

蜂窩式催化劑一般為均質(zhì)催化劑。將TiO2、V2O5、WO3等混合物通過一種陶瓷擠出設(shè)備，制成截面為150mmX150mm，長度不等的催化劑元件，然后組裝成為截面約為2m′1m的標(biāo)準(zhǔn)模塊。

 

波紋板式催化劑的制造工藝一般以用玻璃纖維加強(qiáng)的TiO2為基材，將WO3、V2O5等活性成份浸漬到催化劑的表面，以達(dá)到提高催化劑活性、降低SO2氧化率的目的。

 

發(fā)展簡史 

催化劑是SCR技術(shù)的**部分，決定了SCR系統(tǒng)的脫硝效率和經(jīng)濟(jì)性，其建設(shè)成本占煙氣脫硝工程成本的20%以上，運(yùn)行成本占30%以上。近年來，美、日、德等發(fā)達(dá)地區(qū)不斷投入大量人力、物力和資金，研究開發(fā)**、低成本的煙氣脫硝催化劑，重視在催化劑**技術(shù)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、生產(chǎn)許可過程中的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)工作。

 

較初的催化劑是Pt-Rh和Pt等金屬類催化劑，以氧化鋁等整體式陶瓷做載體，具有活性較高和反應(yīng)溫度較低的特點(diǎn)，但是昂貴的價(jià)格限制了其在發(fā)電廠中的應(yīng)用。

 

因此，從20世紀(jì)60年代末期開始，日本日立、三菱、武田化工三家公司通過不斷的研發(fā)，研制了TiO2基材的催化劑，并逐漸取代了Pt-Rh和Pt系列催化劑。該類催化劑的成分主要由V2O5(WO3)、Fe2O3、CuO、CrOx、MnOx、MgO、MoO3、NiO等金屬氧化物或起聯(lián)合作用的混和物構(gòu)成，通常以TiO2、Al2O3、ZrO2、SiO2、活性炭（AC）等作為載體，與SCR系統(tǒng)中的液氨或尿素等還原劑發(fā)生還原反應(yīng)，目前成為了電廠SCR脫硝工程應(yīng)用

 

催化劑型式可分為三種：板式、蜂窩式和波紋板式。三種催化劑在燃煤SCR上都擁有業(yè)績，其中板式和蜂窩式較多，波紋板式較少。  催化劑的設(shè)計(jì)就是要選取一定反應(yīng)面積的催化劑，以滿足在省煤器出口煙氣流量、溫度、壓力、成份條件下達(dá)到脫硝效率、氨逃逸率等SCR基本性能的設(shè)計(jì)要求；在灰分條件多變的環(huán)境下，其防堵和防磨損性能是**SCR設(shè)備長期安全和穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

 

在防堵灰方面，對于一定的反應(yīng)器截面，在相同的催化劑節(jié)距下，板式催化劑的通流面積較大，一般在85%以上，蜂窩式催化劑次之，流通面積一般在80%左右，波紋板式催化劑的流通面積與蜂窩式催化劑相近。在相同的設(shè)計(jì)條件下，適當(dāng)?shù)倪x取大節(jié)距的蜂窩式催化劑，其防堵效果可接近板式催化劑。三種催化劑以結(jié)構(gòu)來看，板式的壁面夾角數(shù)量較少，且流通面積較大，較不容易堵灰；蜂窩式的催化劑流通面積一般，但每個(gè)催化劑壁面夾角都是90°直角，在惡劣的煙氣條件中，容易產(chǎn)生灰分搭橋而引起催化劑的堵塞；波紋板式催化劑流通截面積一般，但其壁面夾角很小而且其數(shù)量又相對較多，為三種結(jié)構(gòu)中較容易積灰的版型。

 


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