行业烧结烟气低温SCR脱硝催化剂活性研究

行业烧结烟气低温SCR脱硝催化剂活性研究
NOx是一种危害性较大的物质，大量的NOx可引发酸雨、化学烟雾等，不仅破坏环境，还会威胁人类的健康。目前，大型燃煤电厂已经全部完成烟气脱硝治理，作为非电行业中污染*严重的钢铁行业，烟气脱硝势在必行。主要叙述了中国钢铁行业烧结烟气脱硝技术，并对比了几种技术手段，重点对选择性催化还原（SCR) 脱硝技术进行了阐述，旨在对钢铁企业进行**低排放改造有所启发。
SCR脱硝技术是将烟气中的NOx转变成N2和H2O的过程，其还原剂通常为NH3.NH3先与烟气混合，然后再经过催化剂。在混合过程中，应确保烟气温度分布均匀，氨氮混合均匀。通过降低反应活化能，NH3扩散到催化剂的微孔结构中，并被活性区域所吸附。
SCR脱硝技术的核心即脱硝催化剂。目前，工业所用催化剂主要有3种，即蜂窝式、平板式和波纹板式，这些都是钒钛系催化剂，必须在一定的温度条件下才可以稳定运行。电厂常用温度为300~426C, 温度太低，催化剂不会与NH3发生反应；而温度太高，则容易导致其烧结，活性降低甚至报废。
钢铁行业中烧结烟气温度较低，使得脱硝催化剂应用受限，因此，在实际工作中要考虑以下2点：1、通过换热，将烟气温度升高至催化剂所需温度；2、 研发可适用于低温条件下的新型催化剂。
通过催化剂的烧结烟气是比较干净的，可以**限度保证催化剂的寿命。但是，这种技术需要增加气体换热系统（GGH) , 这无疑增加了成本且会造成量的潜热损失,由于投资成本比较大，实际应用并不多，但该技术脱硝效率可达到90％以上，完全可以满足国家**低排放标准
低温SCR技术可以从以下2个角度分析：1、 仍使用常规钒钛系低温SCR脱硝催化剂；2、研究其他新型的低温SCR 脱硝催化剂。
常规的钒钛系SCR脱硝催化剂之所以不能在低温条件下运行，主要有2个原因：1、 温度太低，达不到反应条件，催化剂没有效果。2、 低温条件下，烟气中的SO2等硫化物会与NH3-H2O中的NH3反应生成NH4HSO4 (ABS) .NH4HSO4是一种高黏度的物质，如果其长时间存在于催化剂内部，会导致催化剂的微孔堵塞，而催化剂表面的NH4HSO4则会加速粉尘在催化剂表面形成板结性的结构，导致催化剂活性下降。甚于以上2 点，低温SCR钒钛系脱硝催化剂的应用变得较为困难。大量学者对此进行研究，发现通过改变活性组分含量、添加部分催化剂助剂，优化制备工艺，增大催化剂节距，提高抗毒、抗堵性能，可得到低温催化剂。为了保证脱硝催化剂的*长使用寿命和**运行条件，一般将脱硝系统置于除尘、脱硫之后为宜。
除此之外，研究表明，贵金属、金属氧化物等在低温条件下均具有优良的脱硝性能，尤其以Mn系研究较多，以Mn基为活性组分，其在100℃下可以将NO完全氧化而达到脱硝的目的。沈伯雄等对Mn-Ce OX/ACFN复合催化剂进行研究，结果表明，催化剂在80~150°C低温范围内具有很高的催化活性，当含氧量为12%时，脱硝效率可达到90%.目前，Mn基催化剂仍然在实验中，实际应用时仍有很多制约。