SCR脱硝催化剂失活及再生研究进展

1SCR脱硝催化剂失活及再生研究进展脱硝催化剂失活及再生研究进展——《燃煤烟气净化技术》课程论文院（系）名称环境与测绘学院专业班级环境工程2013-4班学生姓名邹思圻学号07133128指导教师何士龙、田立江、李多松、王丽萍教师评分教师评语2SCR脱硝催化剂失活及再生研究进展脱硝催化剂失活及再生研究进展摘要：要：选择性催化还原（SCR）是目前控制氮氧化物排放的主要技术，该技术具有选择性好、脱硝效率高、不造成二次污染等优点。本文对SCR技术及钒钛催化剂进行了综述，分析了催化剂失活机理，讨论了催化剂再生的技术，列举了催化剂再生技术的应用实例。关键词：关键词：SCR、脱硝催化剂、失活、再生AdvanceinSCRDenitrationCatalystDeactivationandRegenerationAbstractAbstract:Selectivecatalyticreduction(SCR)hasbeenthemainstreamtechnologytocontrolemissionsofNOx.Thistecnologyhasnumbersofadvantages,suchasextrodinaryselectivity,highdenitrationandnosecondarypollution.Inthispaper，theresearchprogressofSCRandthevanadium-titaniumcatalystswaspresented.Andcatalystdeactivationmechanismarerelatedandanalyzed.Bytheway,catalystregenerationandrecyclingmethodsarediscussed.Intheend,theapplicationcasesofcatalystregenerationtechnologyarealsolisted.Keywords:Keywords:SCR;denitrationcatalyst;deactivation;regeneration前言氮氧化物（NOX）是大气环境的主要污染物之一，是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质，给全球范围的生态环境和人类生活带来了严重的危害［１］。其中，3火电厂烟气排放的氮氧化物（NOX）占绝大部分，针对烟气脱硝技术，选择性催化还原（selectivecatalytic,SCR）法以反应温度较低，净化效率高，运行可靠，二次污染小等特点，在目前得到了广泛应用。催化剂是SCR烟气脱硝系统中的核心，其性能好坏直接影响SCR烟气脱硝系统的整体脱硝效果。目前，广泛应用于SCR过程的商业催化剂是V2O5/TiO2基催化剂。高比表面(BET≈70-100m2/g)的锐钛矿TiO2作为催化剂的载体，V2O5代表催化剂的活性组分。WO3或MoO3作为“化学”和“结构”助剂，能够增强催化剂的酸性[2]、扩大SCR脱硝反应的温度窗口[3]、抑制锐钛矿向金红石转化[4]、减少SO2向SO3的氧化[5]、提高催化剂的抗中毒能力[6-7]等。我国火电厂的SCR脱硝装置均采用高尘布置，反应器位于省煤器与空气预热器之间，该区域的烟气携带有大量的飞灰。因此，在SCR系统运行的过程中，催化剂不可避免地因为各种物理化学作用(中毒、磨蚀、热烧结、堵塞/沾污等)而失效，导致其使用寿命缩短，催化剂的更换速度加快，这对SCR系统的脱硝效果和经济成本造成巨大的影响。1SCR脱硝反应机理SCR法的基本原理是在一定的温度(电厂脱硝温度一般在250～400℃左右)和催化剂的作用下，还原剂有选择地将烟气中的NOx还原为无毒无害的N2和H2O。具体过程为：当烟气通过反应器时，NOx、O2和还原剂气体自烟气扩散到催化剂外表面，再进一步向催化剂中的微孔表面扩散；还原剂气体被催化剂表面活性中心吸附，然后与气相中的NOx和O2反应生成N2和H2O；N2和H2O从催化剂表面上脱附到微孔内，再由微孔内向外扩散到催化剂的外表面，最后N2和H2O从催化剂的外表面扩散到主流气体中被带走。还原剂可以是氨、尿素、碳氢化合物(如甲烷、丙烯)等。使用不同还原剂，应选择不同类型的催化剂。在V2O5/TiO2基催化剂上，NH3选择性催化还原烟气中NOx的反应如下：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(1)4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O(2)4NH3+6NO→5N2+6H2O(3)8NH3+6NO2→7N2+12H2O(4)42SCR脱硝催化剂金属氧化物催化剂是目前研究较多的脱硝催化剂体系。其活性组分主要有V2O5、WO3、Fe2O3、CuO、CrOx、MnOx、MoO3和NiO等金属氧化物或其混合物，其中V2O5、Fe2O3和MnOx的催化脱硝活