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行业烧结烟气低温SCR脱硝催化剂活性研究

核心摘要:行业烧结烟气低温SCR脱硝催化剂活性研究NOx是一种危害性极大的物质,大量的NOx可引发

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更新日期2020-05-24 09:46

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阳光耀民

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河北 沧州市

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750-1150
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 行业烧结烟气低温SCR脱硝催化剂活性研究

NOx是一种危害性极大的物质,大量的NOx可引发酸雨、化学烟雾等,不仅破坏环境,还会威胁人类的健康。目前,大型燃煤电厂已经全部完成烟气脱硝治理,作为非电行业中污染*严重的钢铁行业,烟气脱硝势在必行。主要叙述了中国钢铁行业烧结烟气脱硝技术,并对比了几种技术手段,重点对选择性催化还原(SCR) 脱硝技术进行了阐述,旨在对钢铁企业进行超低排放改造有所启发。

SCR脱硝技术是将烟气中的NOx转变成N2和H2O的过程,其还原剂通常为NH3.NH3先与烟气混合,然后再经过催化剂。在混合过程中,应确保烟气温度分布均匀,氨氮混合均匀。通过降低反应活化能,NH3扩散到催化剂的微孔结构中,并被活性区域所吸附。

SCR脱硝技术的核心即脱硝催化剂。目前,工业所用催化剂主要有3种,即蜂窝式、平板式和波纹板式,这些都是钒钛系催化剂,必须在一定的温度条件下才可以稳定运行。电厂常用温度为300~426C, 温度太低,催化剂不会与NH3发生反应;而温度太高,则容易导致其烧结,活性降低甚至报废。

钢铁行业中烧结烟气温度较低,使得脱硝催化剂应用受限,因此,在实际工作中要考虑以下2点:1、通过换热,将烟气温度升高至催化剂所需温度;2、 研发可适用于低温条件下的新型催化剂。

通过催化剂的烧结烟气是比较干净的,可以**限度保证催化剂的寿命。但是,这种技术需要增加气体换热系统(GGH) , 这无疑增加了成本且会造成量的潜热损失,由于投资成本比较大,实际应用并不多,但该技术脱硝效率可达到90%以上,完全可以满足国家超低排放标准

低温SCR技术可以从以下2个角度分析:1、 仍使用常规钒钛系低温SCR脱硝催化剂;2、研究其他新型的低温SCR 脱硝催化剂。

常规的钒钛系SCR脱硝催化剂之所以不能在低温条件下运行,主要有2个原因:1、 温度太低,达不到反应条件,催化剂没有效果。2、 低温条件下,烟气中的SO2等硫化物会与NH3-H2O中的NH3反应生成NH4HSO4 (ABS) .NH4HSO4是一种高黏度的物质,如果其长时间存在于催化剂内部,会导致催化剂的微孔堵塞,而催化剂表面的NH4HSO4则会加速粉尘在催化剂表面形成板结性的结构,导致催化剂活性下降。甚于以上2 点,低温SCR钒钛系脱硝催化剂的应用变得较为困难。大量学者对此进行研究,发现通过改变活性组分含量、添加部分催化剂助剂,优化制备工艺,增大催化剂节距,提高抗毒、抗堵性能,可得到低温催化剂。为了保证脱硝催化剂的*长使用寿命和**运行条件,一般将脱硝系统置于除尘、脱硫之后为宜。

除此之外,研究表明,贵金属、金属氧化物等在低温条件下均具有优良的脱硝性能,尤其以Mn系研究*多,以Mn基为活性组分,其在100℃下可以将NO完全氧化而达到脱硝的目的。沈伯雄等对Mn-Ce OX/ACFN复合催化剂进行研究,结果表明,催化剂在80~150°C低温范围内具有很高的催化活性,当含氧量为12%时,脱硝效率可达到90%.目前,Mn基催化剂仍然在实验中,实际应用时仍有很多制约。

 

 

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