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SCR 催化剂相关知识介绍
作者:管理员    发布于:2016-09-21 01:14:23    文字:【】【】【
摘要:工作原理 催化剂类型 化学原理 催化剂设计 失活作用 再装填注意事项

1、工作原理

SCR是选择性催化还原反应的简称, 目的是为了减少燃烧废气中氮氧化物(一氧化氮和二氧化氮)的含量。

氨气作为还原剂注入烟气中,烟气通过安装在反应器中的催化剂层,氨气和烟气中的氮氧化物在催化剂的表面发生反应转变为氮气和水蒸气。

2催化剂类型及结构

2.1、催化剂类型

 

1)板式催化剂

组分:

不锈钢载体,轧制的陶瓷材料

二氧化钛、钒的氧化物,钨的氧化物,钼的氧化物等

板间的凹状把板分隔开

不同的结构插入的板数不同:60~90   

优势:

高粉尘的理想配置

封堵、耐腐蚀

压力损失小

 

2)蜂巢式催化剂

组份:

陶瓷结构是受均匀挤压的方形孔细胞

二氧化钛、钒的氧化物、钨的氧化物  

优势:

理想的低/无尘应用方法

表面积是高活跃的单位体积

2.2、催化剂类型的几何结构

1)催化剂类型的几何结构

2)催化剂模块

催化剂模块布置在钢结构中:

板式-2层,每层8个模块单元

蜂窝型-72块布置

标准化的横截面

可以交换反应器内催化剂类型

模块高度随着催化剂高度变化

3、化学原理

氮氧化物在氨气的作用下按照下列化学方程式发生减少反应:

 

氮氧化物和尿素反应如下:

不良副反应为:

SCR的化学过程-催化剂的角色

  较少的能量对应较高的反应速率           多孔结构得到大的表面积

氨气从外部和内部扩散进入孔隙中,进而被活性部位吸收

4、催化剂的设计—平衡的设计

催化剂的设计是一种要求考虑平衡的设计。需要考虑氮氧化物的转化反应、二氧化硫的氧化反应、汞的氧化反应、压力降、寿命周期管理的需求。

 

 

催化剂设计与汞的氧化反应

汞的放射物可以以下的形式存在:

SCR催化剂能够氧化游离态的汞元素,反应比较复杂

氧化汞:具有水溶性,在湿法烟气脱硫中能够被捕获 更容易被活性炭捕捉,而非汞元素产生氧化汞的过程不能保证捕获

理想操作条件

烟气温度:650~750℉(343~399℃)

烟气线性速度:5.0~5.5m/s

氨氮均匀混合:RMS值控制在5%

催化剂上游需要LPA监控屏幕

需要吹灰器或者声波吹灰

使飞灰分布更加均匀,尤其是在低负荷情况下

5、催化剂矢活

5.1、催化剂失活机理

CMP(催化剂最小活化率)

5.2、催化剂中毒

催化剂中毒的本质是作用于氮氧化物还原反应的催化剂活性点在某种化学反应下失去作用,例如:

碱性金属

砷元素

磷元素

持续操作温度

 

5.3、催化剂参数确定所需的重要公式

5.4、催化剂矢活决定模型

1V2O5的影响

 

2)温度的影响

3)系数K概述

温度、V2O5、水、氧气、流量等参数决定k0 k0决定失活模型,进而决定kt=EOL

4)系数P概述

系数P概述:达到指定氮氧化物还原反应性能所需的催化剂活化率

活化性:催化剂还原能力的表征

 

P的最小值可以表征为出入口氮氧化物含量与氨气用量的函数,减去理论值

5)铵盐

硫酸铵组份的形成:硫酸氢铵是一种粘性组份,可能会积聚在SCR系统下游的换热器上,造成腐蚀。硫酸钠是一种干燥的粉末状组份,也有可能造成腐蚀。

如果在催化剂孔隙中发生铵盐的聚集,可能会导致催化剂失活。

5.5、失活示例

操作时长:16000小时

Pmin=4

燃料:PRB

16000小时的相对活化率:P/P0=0.62

初始活化率为6.4

5.6、催化剂参数确定后的影响

          

6、再装填注意事项

标准化模块结构下催化剂的混合是比较普遍的

反应器中含有多种不同的催化剂

多种不同的供应方

考虑工具方面的需求

用于装卸的举升和移动工具

密封系统

基于新的供应商的性能保证

基于燃料和烟气特性的几何、持续性、活性、二氧化硫转化率、压力降等参数的保证

根据现有催化剂的信息,基于反应器总活化率,氮氧化物的去除、氨的使用量、操作时长等参数的保证

 

 

 

脚注信息
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