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理想的燃煤煙氣脫硝催化劑需要滿足抗毒性強(qiáng) 煙氣和飛灰中含有較多的毒物,催化劑需要耐毒物的長期侵蝕,長久保持理想的活性。選擇性強(qiáng) 還原劑NH3主要是被NOx氧化成N2和H2O,而不是被O2氧化。催化劑的高選擇性有助于提高還原劑的利用率,降低運(yùn)行成本避免工業(yè)催化劑由于高溫操作所必需的煙氣預(yù)熱能耗,又能減輕對催化劑的毒化作用,延長催化劑壽命,蜂窩式脫硝催化劑的生產(chǎn)工藝中利用陶瓷化技術(shù)將具有脫硝活性的組分賦予一定的機(jī)械強(qiáng)度,使其能適應(yīng)具有高灰分、煙氣量大、高風(fēng)速的工況。
國內(nèi)的催化劑供應(yīng)基本依賴國外,隨著脫硝產(chǎn)業(yè)的推進(jìn),國內(nèi)公司建立起相應(yīng)的催化劑生產(chǎn)基地,來不斷滿足日益增長的需求。表2給出了我國主要的SCR脫硝催化劑生產(chǎn)廠家及其催化劑信息,目前國內(nèi)催化劑公司核心技術(shù)(活性配方和成型工藝)主要源于國外。對于傳統(tǒng)釩鈦系催化劑的發(fā)展,首先任務(wù)是盡快實(shí)現(xiàn)完全自主國產(chǎn)化,并節(jié)省生產(chǎn)成本,增加市場競爭力;同時(shí)加快傳統(tǒng)催化劑的改性研究,拓寬適用范圍,延長使用壽命。
而分子篩基SCR催化劑則具有溫度窗口寬,高溫穩(wěn)定性好,凈化,無毒等特點(diǎn),其性能明顯優(yōu)于V2O5/WO3/TiO2催化劑,即使經(jīng)670℃高溫 64小時(shí)老化后仍可保持優(yōu)異的凈化性能,是處理柴油機(jī)、燃?xì)鈾C(jī)NOx的主流催化劑。在實(shí)際脫硝過程中,催化劑都是為項(xiàng)目量身定制的,即依據(jù)項(xiàng)目煙氣成分、特性、效率以及客戶要求來定。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)在活性溫度、幾何特性參數(shù)、機(jī)械強(qiáng)度參數(shù)、化學(xué)成分含量以及工藝性能指標(biāo)等相關(guān)參數(shù)上。
舉例說明催化循環(huán),非締合活化催化循環(huán)定義:在催化反應(yīng)過程中催化劑以兩種明顯的價(jià)態(tài)存在,反應(yīng)物的活化經(jīng)由催化劑與反應(yīng)物分子間明顯的電子轉(zhuǎn)移過程,催化中心的兩種價(jià)態(tài)對于反應(yīng)物的活化是獨(dú)立的,這種催化循環(huán)稱之為非締合活化催化循環(huán)。?舉例:氧化亞氮在鎳催化劑上的分解反應(yīng)。?締合活化催化循環(huán)定義:在催化反應(yīng)過程中催化劑沒有價(jià)態(tài)的變化,反應(yīng)物分子活化經(jīng)由催化劑與反?應(yīng)物配位,形成絡(luò)合物,再由絡(luò)合物或其衍生出的活性中間物種進(jìn)一步反應(yīng),生成?產(chǎn)物,并使催化劑復(fù)原。