2016年9月
刘长东等.低温NH,-SCR脱硝催化剂研究进展
低温NH，-SCR脱硝催化剂研究进展
刘长东，胡晨晖，何石鱼，赵会民，霍文强（浙江浙能催化剂技术有限公司，浙江宁波315612）
摘要简述了开发低温催化剂的意义，详述了非整体式低温NH,-SCR催化剂制备方法，分析了低温催化剂存在的问题，介绍了低温反应机理最新进展，提出了低温催化剂今后可能的研究方向。关键调低温非整体式NH,-SCR脱硝机理
目前，燃煤电厂SCR（催化还原法）脱硝系统
主要布置在除尘器之前的高灰段，多采用运行温度在300~420℃、整体成型的钛系NH,-SCR 催化剂。在实际运行中，由于SCR系统布置位置靠前、运行工况改变和应用领域扩宽等原因，使得现有催化剂维护频繁、损耗严重和寿命较短。
近年来，低温SCR催化剂因具有工况条件相对温和、催化剂寿命较长、设备投资较低、可以采取尾部布置方式等优势而备受关注)。但与应用较为成熟的中温钒系催化剂相比，低温NH， SCR催化剂存在抗H,O和抗SO，性较差、整体成型不佳等缺点。市场上最为广泛采用的低温催化剂体系仍然为高钒催化剂体系。Shell公司研发了世界上商业化的低温NH-SCR脱硝技术，包括 Ti基V催化剂和利用赖粒催化剂的夹板式填充床反应器。但该技术只能适用于含SO，低于 10g/g的烟气，对国内大多数工业炉窑/锅炉烟气中同时含PM、SO，、水蒸气的烟气中氮氧化物净化不适用，因此到目前为止还没有在国内大规模应用。
鉴于此，笔者对开发低温催化剂的意义、非整体式低温NH-SCR催化剂制备方法、机理研究进展等最新成果进行了介绍总结，以期为后来整体式低温NH,-SCR催化剂开发作参考。
1开发低温SCR催化剂的慧义 1.1脱硝工艺的需求
现有脱硝工艺中高、低尘段布置的中温SCR 催化剂损耗产重。高、低尘段烟气成分中粉尘、碱金属、SO,、Hg和As等含量较高而致催化剂容易中毒，烟气温度波动较大，催化剂烟气通道和微孔结构易发生变形，长时间运行会出现催化剂活性微晶高温烧结，致催化剂不可逆失活[2]。相比较而言，尾端布置可以使中温催化剂少受粉尘堵塞
万方数据
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和SO，中毒影响，但经过了除尘脱硫工艺，进人 SCR反应器的烟气温度较低，需要经预热器加热后中温催化剂才能发挥作用，增加了设备投资成本。因此，开发低温SCR催化剂，以避免装罩改造，节约预热成本，延长催化剂使用寿命，这符合脱硝工艺的需求。
1.2火力电厂脱硝系统运行的需求
未来火电厂低负荷运行将变成常态。随着我国电力工业电源容量的增加和用电侧负荷峰谷差的增大，火电广在实际运行中需要根据电网调度用户用电规律、季节和时段等不同要求而调整负荷，因此大型火电机组常处于低负荷工况下运行[3]。同时，核电、太阳能发电、风力发电等清洁发电方式将得到大力发展，火力发电厂常处于低负荷运行状况。低负荷运行会导致按照额定负荷设计的SCR脱硝系统脱硝效率降低，难以达到预定脱硝要求，同时会对现有SCR催化剂造成损害，导致催化剂寿命急剧降低，从而增加SCR系统运行成本。因此，将现有中温催化剂的活性温度窗口拓展至低温区，实现火电厂变负荷下高效
脱硝，具有明显的现实意义。 1.3中小型燃煤炉的需求
中小型燃煤锅炉的减排更需要低温催化剂。以玻璃窑炉、水泥窑炉和金属冶炼窑炉等为代表的中小型燃煤锅炉则成为维继电厂之后主要烟气 NO.减排控制对象。中小型燃煤锅炉烟气排放温度小于300℃甚至更低，烟气含尘量高且成分复杂，钙硫含量高等特点均加大了NO，的控制难度，直接使用现有中温钒系SCR催化剂会导致脱硝效率降低和硫酸氢铵生成，进而对设备造成不
收稿日期：2016=0711。
作者简介：刘长东，硕士研究生，从事SCR脱硝催化剂技术管理。