选择性催化还原法SCR烟气脱硝原理及工艺图谱介绍ppt课件.ppt

※概述
※SCR法烟气脱硝机理
※SCR法烟气脱硝催化剂及其性能评价
※催化剂选择计算
※瑞基公司催化剂概述全球氮氧化物分布氮氧化物（NOx）是酸雨和光化学烟雾污染致成气体。我国NOx污染日益严重，一些特大型城市的空气氮氧化物浓度超标，氮氧化物的环境容量已基本处于饱和状态，一些地方甚至出现光化学烟雾。国家虽然对SO2的污染进行了大力治理，但由于NOx排放量的持续增加，SO2减排对降低酸雨强度和酸雨频率的影响已经不大，一些地区的酸雨性质已由单一的硫酸型向硫酸－硝酸复合型转化。电厂作为NOx排放的大户，我国于2004年1月1日起执行新的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223—2003），对NOx排放进一步严格规定；在《排污费征收使用管理条例》中规定，从2005年7月起对NOx征收与SO2相同的排污费。SCR法烟气脱硝机理SCR法烟气脱硝反应副反应SCR催化剂是由活性金属和具有多孔结构的陶瓷体组成。催化剂的孔内具有活性位。这些活性位在化合物结构中是酸性基团，还原反应在此发生。SCR气固催化反应历程示意图SCR气固催化反应历程示意图，整个过程由七个步骤组成，其中①为反应气体（NH3和NO）从主气流扩散到催化剂外表面，②为反应气体从催化剂外表面扩散到催化剂内表面，③为反应气体在催化剂表面的活性中心吸附，④为在催化剂表面吸附的反应气体发生反应生成N2和H2O，⑤为反应产物从催化剂内表面解吸，⑥为反应产物从催化剂内表面扩散到外表面，⑦为反应产物从外表面扩散到主气流。其中①和⑦属于外扩散过程（又称相间扩散），都是气体在主气流与催化剂外表面的扩散，只是方向相反，在外扩散中，气体需通过催化剂表面的边界层，而边界层厚度受空速比等影响，所以外扩散过程受到空速比等因素影响；②和⑥为内扩散过程（又称相内扩散），反应气体或产物通过催化剂通道从催化剂表面扩散到催化剂的内表面（或相反），内扩散速度会受到催化剂的孔结构的影响；在反应过程中，③④⑤的吸附、反应和解吸难以严格区分，通常统称为化学反应过程。SCR反应机理NH3法SCRDeNOx反应属于气固两相催化反应，反应满足Eley-Rideal机理，即反应发生在催化剂表面强烈吸附的NH3和气相或微弱吸附的NO之间，O2对反应有促进作用。NH3会在催化剂表面的V=O和V5+-OH活性位上发生强烈快速的化学吸附，所以NH3/NO比在1附近或大于1时，反应速率与NH3浓度无关，即与NH3成零级反应；然后表面活性位上吸附的氨气与NO结合生成活性复合物，该过程速度缓慢，反应速度与气相中NO分压成正比；之后表面活性复合物会快速分解释放出N2和H2O；最后在O的作用下实现催化剂表面V=O活性位的再生，完成催化循环。反应完全与O2浓度无关，即与O2浓度成零级反应。SCR反应遵循Eley-Rideal机理（V2O5-WO3/TiO2），NO脱除反应与NO成一级反应，NH3成零级反应，O2成零级反应，反应速率满足以下公式。反应速率与催化剂表面的V=O活性位数量密切相关，当反应气体超过活性位的处理能力时，反应速率可能会受到活性位数量的限制。
SCR法烟气脱硝催化剂催化剂是SCR法烟气脱硝的关键，理想的催化剂需要满足以下条件：
（1）活性高：燃煤电厂烟气具有量大、浓度低的特点，NOx一般在400-1500mg/Nm3，为满足排放标准的要求，需要达到60~90%的脱硝效率，即要求催化剂有很高的SCR反应活性；
（2）选择性强：还原剂NH3主要是被NOx氧化成N2和H2O，而不是被O2氧化，催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率，降低运行成本；（3）SO2氧化率低，最大SO2氧化率为1%：SO2氧化活性如果过高，会生成较多的SO3，将与逃逸的NH3和烟气中水蒸气反应生成硫酸氢铵，在催化剂或下游的空预器及其他管道设备上沉积，引起堵塞、腐蚀等问题，影响系统的长期稳定运行；
（4）最大氨逃逸量<3ppm。
（5）机械性能好：燃煤电厂大多采用高灰布置方式，SCR催化剂需长期受气流和粉尘的冲刷磨损，安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求；（6）抗毒性强：烟气和飞灰中含有较多的毒物，催化剂需要耐毒物的长期侵蚀，长久保持理想的活性；
（7）良好的化学、机械和热稳定性；
（8）较大的比表面积和良好的孔结构；
（9）压降低；
（10）价格低；
（11）寿命长；此外，要求SCR催化剂结构简单，占地省，易于拆卸或装填等。目前本公司生产的蜂窝式V2O5-WO3/TiO2基SCR催化剂已可以满足以上要求。常用催化剂主要配方（1）活性物质
V2O5脱硝活性强，选择性好，抗毒性和抗硫性强，是一种良好的SCR催化剂活性物质，尤其是将V2O5负载于TiO2上，催化剂的活性、选择性、抗硫性进一步增强，是目前商业SCR催化剂广泛采用的结构。但V2O5对SO2的氧化也有