第7章催化法净化气态污染物.ppt

第七章催化法净化气态污染物第七章催化法净化气态污染物第一节催化作用与催化剂一、催化作用催化作用机理阿累尼乌斯方程：k=k0exp(-E/RT)反应速率是随活化能的降低呈指数规律加快的催化剂加速反应速率正是通过降低活化能来实现的催化剂的组成主活性物质可以单独对反应产生催化作用一般发生在主活性物质的表面20～30nm内。载体通常是惰性物质它具有两种作用：一是提供大的比表面积节约主活性物质提高催化剂的活性；二是增强催化剂的机械强度、热稳定性及导热性延长催化剂的寿命。助催剂本身无催化性能但它的少量加入可以改善催化剂的某些性能。催化剂的性能：活性、选择性和稳定性活性是指催化剂加速化学反应速率的能力通常用单位时间内单位体积（或质量）催化剂在动力学范围内指定的反应条件下所得到的产品数量来表示。催化剂的选择性是指在几个平行反应中对某个特定反应的加速能力常用反应得到的目的产物量与反应物质反应了的量之比来表示。催化剂的稳定性是指在催化反应过程中催化剂保持活性的能力它包括热稳定性、机械稳定性和抗毒稳定性三方面通常用寿命来表示。催化净化法选用催化剂的原则：（1）根据污染气体的成分和确定的化学反应选择恰当的催化剂；（2）催化剂要有很好的活性、选择性、稳定性；（3）选择催化剂还要考虑其经济性。用途第二节催化转化法的应用日本的千代田法烟气脱硫就是利用这一原理开发出来的。该法将SO2氧化成稀硫酸后可再与石灰石反应制成销路较好的副产品——石膏。气相催化氧化法是在接触法制硫酸工艺的基础上发展起来的其关键反应是用V2O5作催化剂将SO2氧化SO3。该法处理含高浓度SO2的烟气如有色冶炼烟气已比较成熟。脱硝技术的难点处理烟气体积大NOx浓度相当低NOx的总量相对较大大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层的破坏已成为危害人类生存的四大杀手；燃煤烟气中所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要根源；我国已经开展了大规模的烟气脱硫项目但烟气脱硝还未大规模开展；资料表明：如果不继续加强对烟气中氮氧化物的治理氮氧化物的总量及其在大气污染物中所占的比重都将上升并有可能取代二氧化硫成为大气中的主要污染物。国家环保总局2004年经修改后发布的火电厂大气污染排放标准(GB13223—2004)对火电厂NOx的排放已做出限制规定明确提出新建火电站除满足现行排放标准外还须预留烟气脱除氮氧化物装置的空间。相应的排污费征收标准管理办法从2004年7月1日起执行每当量氮氧化物征收排污费0.6元(原来是不收)废气脱硝是目前发达国家普遍采用的减少NOx排放的方法选择性催化还原法（SelectivecatalyticreductionSCR）选择性非催化还原法（Selectivenon-catalyticreductionSNCR）SCR的发明权属于美国日本率先于20世纪70年代实现商业化应用日本93%以上废气脱硝采用SCR运行装置超过300套；德国20世纪80年代引进并规定发电量50MW以上的电厂都配备SCR；台湾有100套以上的SCR装置在运行；大庆石化、川化集团、北京燕山石化、福建漳州电厂也引进SCR装置1、工艺原理在催化剂作用下向温度为280℃~420℃的烟气喷入氨将NO还原成N2和H2O催化剂：贵金属、碱性金属氧化物还原反应潜在氧化反应2、工艺流程根据CATA.反应器在锅炉尾部烟道的位置有三种方案:(1)在空气预热器前350摄氏度位置.(2)在静电除尘器和空气预热器之间(3)布置在FGD(湿法烟气脱硫装置)之后锅炉（2）SCR反应器置于静电除尘器与FGD之间（3）SCR反应器布置在FGD(湿法烟气脱硫装置)之后3、SCR烟气脱硝工艺的影响因素/运行控制3、SCR烟气脱硝工艺的影响因素/运行控制3、SCR烟气脱硝工艺的影响因素/运行控制4、SCR工业应用工业锅炉、燃气、燃油锅炉、柴油机、垃圾焚烧炉、工业窑炉、化工厂等烟气脱硝处理中都得到成功的应用尿素或氨基化合物作为还原剂较高反应温度(930~1090℃)通常注进炉膛或者紧靠炉膛出口的烟道化学反应同样需要控制温度避免潜在氧化反应发生SNCR工艺的NO还原率较低通常在30%~60%6、脱硝技术发展趋势：针对我国烟气脱硝市场及技术结合发达国家烟气脱硝的经验未来发展定位：（1）完善烟气脱硝的相关法律法规和相关技术标准。不仅可以使环境执法有法可依相关环保工程也有一个统一的技术标准；（2）可借鉴烟气脱硫技术发展的成功经验应立足于引进消化自主开发相结合的原则逐步实现国产化、产业