煙氣脫硝快來看看你的SCR催化劑選對了嗎？（設計、選型、計算）

1、概述

煙氣脫硝是目前世界上普遍采用的減少NOX排放的主要方法，也是我國大氣污染治理的重要領域。其中SCR技術因其技術成熟、脫硝效率高、幾乎無二次污染的特點，占據了工業煙氣脫硝領域的主導地位，在火力發電領域的市場占有率高達95%以上。

在SCR技術中，催化劑的投資占整個系統投資很大的比例，且催化劑壽命一般在2-3年左右，更換頻率較高，因此，選擇合適的催化劑是SCR技術成功的關鍵所在。

2、SCR催化劑的分類

SCR催化劑按照組成可以大致分為三種類型：貴金屬型、金屬氧化物型和離子交換的沸石分子篩型；按照催化劑的反應溫度可以分為高溫型、中溫型和低溫型，一般高溫大于400℃，中溫300-400℃，低溫小于300℃；按照外觀形式可以分為蜂窩式、板式、波紋板式和脫硝濾袋。

2.1常規催化劑

目前工業上常用的催化劑包括蜂窩式、板式、波紋板式。

板式催化劑以不銹鋼金屬板壓成的金屬網為基材，將TiO2、V2O5等的混合物黏附在不銹鋼網上，經過壓制、鍛燒后，將催化劑板組裝成催化劑模塊。

蜂窩式催化劑一般為均質催化劑。將TiO2、V2O5、WO3等混合物通過一種陶瓷擠出設備，制成截面為150mm*150mm，長度不等的催化劑元件，然后組裝成為截面約為2m*1m的標準模塊。

波紋板式催化劑的制造工藝一般以用玻璃纖維加強的TiO2為基材，將WO3、V2O5等活性成份浸漬到催化劑的表面，以達到提高催化劑活性、降低SO2氧化率的目的。

目前蜂窩式催化劑占據了市場70%份額。

2.2脫硝濾袋

DeNOx脫硝濾袋是戈爾專利濾袋脫硝催化系技術，采用高效脫硝及脫二噁英催化劑活性組分與PTFE材料骨架復合，將用于脫除顆粒物的表面過濾技術與用于去除NOx和NH3減排的低溫SCR催化技術結合在一起，除實現粉塵近“零”排放外，濾袋所含催化劑與煙氣中NOx發生還原反應，生成無污染的N-2，H2O，NOx去除效率可以達到95%以上。

采用高精度戈爾濾膜切實保障了細小顆粒物無法通過濾膜，對催化劑完美保護，避免催化劑磨蝕及中毒，因此使用壽命更長，可達5年以上；同時，PTFE材料作為催化劑的骨架，不需要再使用釩鈦作為骨架材料，濾袋可以復合上更多的催化劑有效成分，低溫下具備更高的活性及脫硝脫二惡英效率。

3、SCR催化劑的組成

催化劑一般由TiO2、V2O5、WO3、MOO3等氧化物組成。催化劑材料在功能上劃分，可分為活性成分、載體和輔助材料三部分。目前工程中應用最多的SCR催化劑是氧化鈦基催化劑，載體用TiO2、Al2O3、Fe2O3、及SiO2等，其中TiO2具有較高的活性和抗SO2性能，是最合適的脫硝催化劑載體；V2O5是最主要的活性成分，具有較高的脫硝效率，但同時也促進SO2向SO3轉化；而另一種活性材料WO3的添加，有助于抑制SO2的轉化，其他的活性材料還有MO、Cr等，他們可以起到助催化劑及穩定劑的作用。

下表為兩種常用的催化劑組分表（%）。

4、催化劑的設計、選型、計算

4.1 SCR催化劑的選擇原則

催化劑的選擇應煙氣的具體工況、飛灰特性、反應器形狀、脫硝效率、NH3逃逸率、SO2轉化率、系統壓降、使用壽命及業主要求等條件來綜合考慮。

4.2飛灰特性的影響

4.3氨逃逸的影響

由于脫硝反應過程中會產生一定量的氨逃逸，實際生產運行中，脫硝煙氣中部分SO2在催化劑的作用下轉化為SO3，SO3和氨發生反應生成(NH4)2SO4和NH4HSO4。NH4HSO4是一種易冷凝沉積在空器換熱元件表面的高粘性液態物質，極易粘附煙氣中的飛灰顆粒，堵塞換熱元件通道，增加空預器阻力并影響換熱效果。

4.4煙氣溫度的影響

4.5蜂窩式催化劑尺寸選型

4.5.1、催化劑尺寸數據

（1）比表面積計算時，不計算催化劑外側四周及兩端面的面積。外側四周在模塊箱中被硅酸鋁纖維板覆蓋，不與煙氣接觸，幾乎不參與催化作用，僅抗耐磨。

（2）結合煙氣在催化劑孔的停留時間、煙塵沉降、SCR投資成本等因素，催化劑孔內煙氣流速一般控制在6-7m/s范圍內。由此可以計算單層催化劑模塊數量的最大值和最小值。

4.5.2、催化劑孔數確定

4.6催化劑體積計算

山東新澤儀器有限公司的煙氣在線監測系統，所有探頭、采樣系統部件都采用耐腐蝕材料，其中，探頭材質為特種耐酸不銹鋼(316L) 、過濾器材質為陶瓷、采樣伴熱管線為特別定制的Φ8聚四氟乙烯伴熱管。取樣探頭通過加熱器加熱到120℃～150℃，防止樣氣在經過取樣探頭后，產生冷凝水。來自采樣探頭的樣氣經高溫伴熱管線，通過三級過濾器除塵，經過兩級冷凝系統除水后直接進入分析儀內測量。保證氣體測量的精準性，設備的耐用性！