文档介绍：脱硝催化剂的基本要求
脱硝催化剂的一般描述
脱硝催化剂的失活和预防
第一部分
脱硝催化剂的基本要求
SCR简介
SCR脱硝技术是指使用还原剂(NH3等)在合适的温度范围(300-420℃)在有氧条件下在催化剂的作用下将NOx选择性的还原为无害的氮气和水;
SCR脱硝技术具有脱硝率高,选择性好,成熟可靠等优点,是国内外电站最广泛采用的烟气脱硝技术;
SCR技术是美国Eaglehard在50年代取得专利,七十年代后期在日本的工业电站得到应用,随后在欧洲、美国等地区得到广泛的应用。
SCR脱硝工艺特点
SCR烟气脱硝技术的优点
SCR烟气脱硝技术脱硝效率高,脱硝效率一般可达80%~90%,可将氮氧化物排放浓度降至100mg/m3 以下。
SCR烟气脱硝技术成熟可靠,应用广泛,适合在煤质多变、机组负荷变动频繁以及对空气质量要求较敏感的区域的新建燃煤机组上使用;
SCR烟气脱硝技术的缺点
需要使用脱硝催化剂,催化剂价格昂贵,投资和运行成本高;
需要使用液氨、氨水或尿素等作为还原剂,消耗费用大;
若用液氨作为还原剂,由于它们是危险化学品,在储运和使用过程的安全问题尤应引起关注。
由于我国火电厂燃煤复杂多变,在我国已建成或拟建的烟气脱硝工程中大多采用SCR 法。
SCR在中国的应用
由于我国火电厂燃煤复杂多变,在我国已建成或拟建的烟气脱硝工程中大多采用SCR 法。
据不完全统计,截至2008 年底, 全国约有90 亿千瓦的机组已通过环评,其中已建、在建或拟建的火电厂烟气脱硝项目达到5745 万千瓦装机容量。
所采用的工艺技术主要是选择性催化还原法(SCR),约占96%,非选择性还原催化法(SNCR)只占4%。
根据《火电厂氮氧化物排放标准》(二次征求意见稿)的要求,要达到新机组或重点地区老机组改造100mg/Nm3的排放要求必须加装SCR脱硝催化剂,非重点地区200mg/Nm3的排放要求,SCR技术仍是首选。
SCR脱硝主反应
SCR脱硝技术是指使用还原剂(NH3等)在合适的温度范围(300-420℃)、在有氧条件下在催化剂的作用下将NOx选择性的还原为无害的氮气和水;
由于NO占95%左右,所以第一个反应是SCR脱硝的主反应,实际消耗的氨氮比接近于1:1。
SCR反应机理为Eley-Rideal机理,即SCR反应发生在催化剂吸附的NH3和气相或微弱吸附的NOx之间,为快速反应;
,反应速度主要取决于催化剂的表面积。
催化剂
催化剂表面
烟气
4
1
2
3
5
7
6
1
2
3
4
5
6
7
氨在催化剂表面的扩散
氨在催化剂内部小孔的扩散
氨在催化剂活性区域中间被吸附
氮氧化物从烟气中扩散到被吸附的氨的上面
氮氧化物和氨发生反应生成氮气和水
氮气和水脱离催化剂表面
氮气和水扩散到烟气中
SCR反应过程
SCR脱硝副反应(1)
电厂脱硝催化剂为V2O5/TiO2基催化剂,在脱硝的同时会发生SO2氧化的副反应:
生成的硫酸氢铵的粘性较大,易造成飞灰在空预器中低温段空预器受热面沉积,引起下游的设备和管道的堵塞和腐蚀,所以一般要求脱硝过程SO2氧化率低于1%,氨逃逸小于3ppm;
此外喷氨温度需保持在300℃以上,以避免硫酸铵盐在催化剂上沉积,造成催化剂微孔堵塞,活性下降。
SO2氧化反应属于慢反应,在整个催化剂壁厚范围内均会发生,减小催化剂的壁厚将有助于降低SO2转化率。