選擇性催化還原煙氣脫硝的化學(xué)原理

   選擇性催化還原是在氧氣和多相催化劑存在的條件下，用還原劑將煙氣中的NO2還原為無害的氮氣和水的工藝。工業(yè)煙氣脫硝的還原劑主要用氨，是將液氨或氨水由蒸發(fā)器蒸發(fā)后噴入系統(tǒng)中，在催化劑的作用下，氨氣將煙氣中的NO4還原為N2 和H2O 。由于燃燒過程中NO2的95％以上是NO，其化學(xué)反應(yīng)為：

 6NO+4NH3→催化劑5N2+6H2O

在燃燒過程中也產(chǎn)生少量NO2 ，其化學(xué)反應(yīng)為：

6NO2+8NH3→催化劑7N2+12H2O

2NO2+4NH3+O2→催化劑3N2+6H2O

     主要反應(yīng)是NO和NH3的反應(yīng)。在沒有催化劑存在下，NO與NH3 的反應(yīng)須在900～1100℃下進行；使用催化劑可使反應(yīng)溫度降低至300～450℃下進行。在有過量O2 存在，NH3 與NO 摩爾比為1時，脫硝效率可達(dá)到90％。

選擇性催化還原煙氣脫硝的工藝過程

      用選擇性催化還原法凈化一般含NO，廢氣的工藝過程如圖12-6所示。含NO2的廢氣經(jīng)除塵、干燥后進行預(yù)熱，然后和凈化的NH3以一定比例混合后進入裝有催化劑的反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)。反應(yīng)后的氣體經(jīng)分離除去催化劑粉塵，用膨脹器回收能量后排空。如果氨氣來源于液氨時，則需先將液氨在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)為氨氣后再使用。該工藝應(yīng)根據(jù)所處理的廢氣性質(zhì)及處理量不同，選擇適用的催化劑和工藝條件。如使用貴金屬類催化劑時，反應(yīng)溫度一般為220～270℃；使用非貴金屬類催化劑時，反應(yīng)溫度為250～300℃。如要求有較高的凈化效率時、應(yīng)選用較小的空速和加入較多的還原劑。工業(yè)上制備N，的稅硝還原主有液氨木及尿素3種、不同還原劑在二次投筑、運行費和危險性等方面有較大算，如表12-1所示

表12-1 液氨、氨水、尿素綜合使用條件對比

 選擇性催化還原煙氣脫硝催化劑

     催化劑的主要類型

      選擇性催化還原反應(yīng)主要在催化劑作用下進行，因此選擇合適的催化劑是脫硝技術(shù)獲得成功應(yīng)用的關(guān)鍵?？捎糜贜O,催化還原或催化分解的催化劑種類較多，根據(jù)其所使用的活性組分的不同，可分為以下幾類。

           1金屬氧化物催化劑  

         類催化劑主要是V,0,、WO:、Mo0,、Cu0、Cr,0,等金屬氧化物負(fù)載在 AL,0;、Ti02SiO,、AL,0-Si0,等載體上制成，其中又以V,0,為最重要的活性組分，具有較高的脫硝率。早在20世紀(jì)60年代就已發(fā)現(xiàn)，在選擇性催化還原反應(yīng)中V是一種活性元素。使用V,0、作催化劑的優(yōu)點在于:表面呈酸性，容易將堿性的NH捕捉到催化劑表面進行反應(yīng);其特定的氧化能力利于將NH;和NO轉(zhuǎn)化為N,和H,0;抗中毒能力強;工作溫度低，為350~450℃;適用于富氧環(huán)境。                                                                                                   

        以V0,為活性組分的催化劑，常使用銳鈦礦型TO:作為催化劑載體，其主要原因①一般煙氣中會含有S0,、0，50,與0,反應(yīng)生成的S0,能與金屬氧化物生成金屬硫化驗在 選擇性催化還原反應(yīng)條件下，T0,不易發(fā)生硫化反應(yīng)。而且T0。的硫化反應(yīng)具有可逆件與其他金屬氧化物(如 AI,0,、Z0,)相比，T0,的硫化反應(yīng)產(chǎn)物的穩(wěn)定性最差。因此，為載體的催化劑在選擇催化還原反應(yīng)中僅部分表面會被硫化，而且這種硫化還會增強催化劑的活性。②與其他載體相比，V,0,負(fù)載在的表面表現(xiàn)出更高的活性和穩(wěn)定性。因此，鈦礦型TO,是一種有活性的載體，能夠增強催化劑的抗硫化性能，甚至在硫化后有增強館化劑活性的作用。這就是商用V,0,催化劑太多負(fù)載于T0,上的原因。此外，為提高 V0.A1,0、催化劑的反應(yīng)活性，常加入WO、Mo0,作助催化劑。它們可以減少催化劑因燒結(jié)而損失比表面積，而且還能抑制煙氣中S0,被氧化為S0,。因此，V,0,-WO,/AL,0,或V0.Mo0、/AL0,催化劑的活性和選擇性均優(yōu)于V,0,/A1,0,催化劑。工業(yè)用催化劑中V0,含量490為0.3%~1.5%，助催化劑中W0、的用量較大，約10%。

       2貴金屬的催化劑

      典型的貴金屬催化劑是P或Pd作活性組分，以A0:為載體。Pt優(yōu)于Pd，一般用最為0.2%~1.0%。反應(yīng)溫度在175~290℃之間，屬于低溫催化劑。20世紀(jì)70年代，貴金催化劑最先被用于選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)。這類催化劑還原N0,的活性好，如含0.5%P的催化劑在190~290℃時，N0.轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%以上，但選擇性不太高，NH;容易直接被空氣中的氧氧化。由于這些原因，傳統(tǒng)的選擇性催化還原系統(tǒng)中，貴金屬催化劑大多被金屬化物催化劑所替代。

     3碳基催化劑

  活性炭(或活性焦)用于煙氣同時脫硫脫硝的技術(shù)已在一些國家得到開發(fā)和應(yīng)用?；钚蕴堪l(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)和大的比表面積，使其具有廣譜吸附性，能對煙氣中多種有害物質(zhì)(如S0,NO.、二噁英、呋喃、重金屬、揮發(fā)性有機物等)同時進行脫除凈化，是一種優(yōu)良的固體吸附劑。它在選擇性催化還原技術(shù)中可用作催化劑。在低溫(90~200℃)和NH、CO和H,的存在下能選擇還原NO,，將NO,分解為無害的氮和水。因此，活性炭在固定源N0,的治理中有較高的價值，而且其來源豐富，容易再生。但只用活性炭作催化劑時其活性較低，實際應(yīng)用時，不僅需經(jīng)過活化處理，而且應(yīng)負(fù)載一些金屬活性組分以改善其催化性能。

     4鈣鈦礦型復(fù)合氧化物催化劑 

         鈣鈦礦是組成為CaT0,的天然礦物，合成的鈣鈦礦型氧化物其結(jié)構(gòu)式為AB0。其中是低電荷的大陽離子，可以是Ca”、Ba”*、Rb*、La”、Pr”、Nb*等;B是高電荷的小陽離子，可以是T”、V、Cr、Co”、Ni”、Mn”、w“等。在A為稀土元素、B 為過渡金屬元素組成的氧化物催化劑，以CO為還原劑時，可催化還原NO。而由活性高的貴金屬與穩(wěn)定性好的鈣鈦礦型氧化物組合而成的催化劑，既可用于煙氣脫硝處理，也可用于汽車尾氣凈化處理。

產(chǎn)品介紹

概述：

     鑫視科shinsco是為研究和開發(fā)催化劑、新化工工藝而設(shè)計和制造試驗裝置的專業(yè)公司。主要業(yè)務(wù)包括微反、小試、中試、模擬和化工試驗裝置。主要服務(wù)對象為石油、石化、化工、煤化工、能源環(huán)保和醫(yī)藥等行業(yè)的研究機構(gòu)。裝置生產(chǎn)形式是根據(jù)客戶的特定需求而進行的非標(biāo)定制。

鑫視科shinsco主要產(chǎn)品為：催化劑評價裝置、多通道固定床反應(yīng)器、高通量催化劑評價裝置、實驗室反應(yīng)裝置、催化裂化試驗裝置、煤化工裝置、加氫脫氫試驗裝置、蒸餾吸籌抽提裝置、聚合裝置、環(huán)保裝置、釜式反應(yīng)裝置、費托合成裝置、甲烷化裝置等。

優(yōu)勢特點：

1.    配套服務(wù)，定制化產(chǎn)品；

2.    方案制定、研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、售后，全流程一站服務(wù)；

3.    專業(yè)工藝團隊、機械設(shè)計、PLC自控軟件等人才隊伍；

4.    模塊化的設(shè)計理念，快速高效的生產(chǎn)，提升交期50%；

5.    完善的售后服務(wù)團隊和流程。