SCR脫硝催化劑的重要指標

什么是SCR脫硝催化劑呢？

          SCR脫硝催化劑泛指應用在電廠SCR（selective catalytic reduction）脫硝系統(tǒng)上的催化劑（Catalyst），在SCR反應中，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)生化學反應的物質(zhì)。

催化劑作為SCR脫硝反應的核心,其質(zhì)量和性能直接關系到脫硝效率的高低，所以，在火電廠脫硝工程中,除了反應器及煙道的設計不容忽視外，SCR脫硝催化劑的參數(shù)設計同樣至關重要。

一般來說,脫硝催化劑都是為項目量身定制的,即依據(jù)項目煙氣成分、特性,效率以及客戶要求來定的。催化劑的性能(包括活性、選擇性、穩(wěn)定性和再生性)無法直接量化，而是綜合體現(xiàn)在一些參數(shù)上，主要有：活性溫度、幾何特性參數(shù)、機械強度參數(shù)、化學成分含量、工藝性能指標等。我們下面先來說一下活性溫度以及幾何特性參數(shù)。

1、活性溫度

催化劑的活性溫度范圍是最重要的指標。反應溫度不僅決定反應物的反應速度,而且決定催化劑的反應活性。如V2O5-WO3/TiO2催化劑,反應溫度大多設在280——420℃之間。如果溫度過低,反應速度慢,甚至生成不利于NOx降解的副反應;如溫度過高,則會出現(xiàn)催化劑活性微晶高溫燒結的現(xiàn)象。

2、幾何特性參數(shù)

2.1節(jié)距/間距

這是催化劑的一個重要指標,通常以P表示。其大小直接影響到催化反應的壓降和反應停留時間,同時還會影響催化劑孔道是否會發(fā)生堵塞。對蜂窩式催化劑,如蜂窩孔寬度為(孔徑)為d,催化劑內(nèi)壁壁厚為t,則:

P=d+t

對平板和波紋式催化劑,如板與板之間寬為d,板的厚度為t,則:

P=d+t

由于SCR裝置一般安裝在空預器之前,飛灰濃度可大于15g/m3(干,標態(tài)),如果催化劑間隙過小,就會造成飛灰堵塞,從而阻止煙氣與催化劑接觸,效率下降,磨損加重。一般情況下,蜂窩式催化劑堵灰要比平板式嚴重些,需要適當?shù)丶哟罂讖?。燃煤電站SCR脫硝工程中的蜂窩式催化劑節(jié)距一般在6.3——9.2mm之間,同等條件下,板式催化劑間距可以比蜂窩式稍小些。

2.2比表面積

比表面積是指單位質(zhì)量催化劑所暴露的總表面積,或用單位體積催化劑所擁有的表面積來表示。由于脫硝反應是一個多相催化反應,且發(fā)生在固體催化劑的表面,所以催化劑表面積的大小直接影響到催化活性的高低,將催化劑制成高度分散的多孔顆粒為反應提供了巨大的表面積。蜂窩式催化劑的比表面積比平板式的要大得多,前者一般在427——860m2/m3,后者約為其一半。

2.3孔隙率和比孔體積

孔隙率是催化劑中孔隙體積與整個顆粒體積之比。孔隙率是催化劑結構最直接的一個量化指標,決定了孔徑和比表面積的大小。一般催化劑的活性隨孔隙率的增大而提高,但機械強度會隨之下降。比孔體積則指單位質(zhì)量催化劑的孔隙體積。

2.4平均孔徑和孔徑分布

通常所說的孔徑是由實驗室測得的比孔體積與比表面相比得到的平均孔徑。催化劑中的孔徑分布很重要，反應物在微孔中擴散時，如果各處孔徑分布不同，會表現(xiàn)出差異很大的活性，只有大部分孔徑接近平均孔徑時，效果最佳。