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納米二氧化鈦在scr催化劑  上的應(yīng)用

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泛指應(yīng)用在電廠scr（selective catalytic reduction）脫硝系統(tǒng)上的催化劑  （catalyst），在scr反應(yīng)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(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。

目前最常用的催化劑  為v2o5-wo3(moo3)/tio2系列（tio2（納米二氧化鈦vk-ta18）作為主要載體、v2o5為主要活性成分）。

組成介紹

目前scr商用催化劑  基本都是以tio2（納米二氧化鈦vk-ta18）為基材，以v2o5為主要活性成份，以wo3、moo3為抗氧化、抗毒化輔助成份。催化劑  型式可分為三種：板式、蜂窩式和波紋板式。

板式催化劑  以不銹鋼金屬板壓成的金屬網(wǎng)為基材，將tio2、v2o5等的混合物黏附在不銹鋼網(wǎng)上，經(jīng)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(zhì)催化劑  。將tio2、v2o5、wo3等混合物通過一種陶瓷擠出設(shè)備，制成截面為150mmx150mm，長度不等的催化劑  元件，然后組裝成為截面約為2m´1m的標(biāo)準(zhǔn)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(dá)到提高催化劑  活性、降低so2氧化率的目的。

發(fā)展簡史

催化劑  是scr技術(shù)的核心部分，決定了scr系統(tǒng)的脫硝效率和經(jīng)濟性，其建設(shè)成本占煙氣脫硝工程成本的20％以上，運行成本占30％以上。近年來，美、日、德等發(fā)達(dá)國家不斷投入大量人力、物力和資金，研究開發(fā)高效率、低成本的煙氣脫硝催化劑  ，重視在催化劑  專利技術(shù)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、生產(chǎn)許可過程中的知識產(chǎn)權(quán)保護工作。

最初的催化劑  是pt-rh和pt等金屬類催化劑  ，以氧化鋁等整體式陶瓷做載體，具有活性較高和反應(yīng)溫度較低的特點，但是昂貴的價格限制了其在發(fā)電廠中的應(yīng)用。

因此，從20世紀(jì)60年代末期開始，日本日立、三菱、武田化工三家公司通過不斷的研發(fā)，研制了tio2基材的催化劑  ，并逐漸取代了pt-rh和pt系列催化劑  。該類催化劑  的成分主要由v2o5(wo3)、fe2o3、cuo、crox、mnox、mgo、moo3、nio等金屬氧化物或起聯(lián)合作用的混和物構(gòu)成，通常以tio2、al2o3、zro2、sio2、活性炭（ac）等作為載體，與scr系統(tǒng)中的液氨或尿素  等還原劑  發(fā)生還原反應(yīng)，目前成為了電廠scr脫硝工程應(yīng)用

催化劑  型式可分為三種：板式、蜂窩式和波紋板式。三種催化劑  在燃煤scr上都擁有業(yè)績，其中板式和蜂窩式較多，波紋板式較少。  催化劑  的設(shè)計就是要選取一定反應(yīng)面積的催化劑  ，以滿足在省煤器出口煙氣流量、溫度、壓力、成份條件下達(dá)到脫硝效率、氨逃逸率等scr基本性能的設(shè)計要求；在灰分條件多變的環(huán)境下，其防堵和防磨損性能是保證scr設(shè)備長期安  全和穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。

在防堵灰方面，對于一定的反應(yīng)器截面，在相同的催化劑  節(jié)距下，板式催化劑  的通流面積最大，一般在85％以上，蜂窩式催化劑  次之，流通面積一般在80％左右，波紋板式催化劑  的流通面積與蜂窩式催化劑  相近。在相同的設(shè)計條件下，適當(dāng)?shù)倪x取大節(jié)距的蜂窩式催化劑  ，其防堵效果可接近板式催化劑  。三種催化劑  以結(jié)構(gòu)來看，板式的壁面夾角數(shù)量最少，且流通面積最大，最不容易堵灰；蜂窩式的催化劑  流通面積一般，但每個催化劑  壁面夾角都是90°直角，在惡劣的煙氣條件中，容易產(chǎn)生灰分搭橋而引起催化劑  的堵塞；波紋板式催化劑  流通截面積一般，但其壁面夾角很小而且其數(shù)量又相對較多，為三種結(jié)構(gòu)中最容易積灰的版型。