隨著國家對大氣污染物排放要求的進一步提高,中低溫脫硝催化劑也將迎來更大的市場和挑戰。通過在不同溫度、煙氣流速、催化劑長度和水蒸氣含量下對已產業化的蜂窩催化劑的脫硝活性進行系統考察,可以獲得該中低溫脫硝催化劑的適用區間與動力學參數,為各類不同行業選擇使用催化劑提供了事實依據。
實驗表明,在溫度高于160℃條件下,通過調變氣速與催化劑長度可以實現理論氨氮比的脫硝率;且在考察水蒸氣對脫硝活性的影響時,發現脫硝率隨著水蒸氣含量的增加而逐步降低,在低溫條件下降低更加顯著,最大降幅達30%;依據2~4 m/s氣速下的脫硝率與停留時間的關系,擬合脫硝反應活化能為22.7 kJ/mol,屬于典型的氣體外表面擴散控制,可為低溫脫硝催化劑選型提供重要參考;180000 m3/h煙氣量的脫硝示范驗證了該催化劑在180℃下脫硝率超過90%,顯示了優良的工業應用和推廣前景。
隨著我國對大氣污染物排放控制的逐步深化與嚴格,燃燒煙氣脫硝逐步從電力行業向非電行業轉移。中國大量的工業燃燒煙氣存在排放溫度低、量大面廣、煙氣條件復雜等特征,對催化劑與脫硝技術提出了新的要求。以我國現有鋼鐵行業為例,其中的焦化、燒結煙氣中NOx排放量占整個行業的50%以上,且煙氣排放溫度低于300℃,難以采用傳統中溫脫硝催化劑。2018年開始啟動鋼鐵行業的超低排放改造,要求NOx排放值低于100 mg/m3,重點區域低于50 mg/m3,這對中低溫煙氣脫硝催化劑的應用技術提出了新的要求。
國內開展中低溫煙氣脫硝催化劑研究報道比較多,主要涵蓋了錳系催化劑、釩系催化劑及活性焦催化劑體系。活性焦低溫脫硫脫硝催化劑最早由日本三井公司完成中試與示范,在120~160℃范圍內,利用活性焦對SOx的氧化吸附及對NOx的NH3催化還原作用,在移動床中實現煙氣的脫硫脫硝與活性焦的再生循環工藝。目前該一體化技術在焦化與燒結煙氣治理中占有較大的市場份額,但投資成本高,操作難度較大,且存在活性焦磨損率大的問題,在應用推廣中受到成本制約。
釩系中低溫催化劑源于中溫催化劑配方,通過調變釩的含量及添加低溫活性助劑,在150~300℃表現出優良脫硝活性,Shell公司的顆粒狀催化劑及國內目前生產的蜂窩狀催化劑均屬于該系列。而且此前國內外關于脫硝動力學的研究主要關注中溫反應動力學行為,采用經驗法和機理模型發現中溫時NO反應速率取決于各反應氣體濃度,氨氣反應級數一般為零,氧氣高于1%時其反應級數也為零,NO的反應級數約為零,但對于低溫蜂窩體脫硝反應動力學研究較少。
安徽元琛環保科技股份有限公司(簡稱“ 元琛科技 ”)SCR脫硝催化劑(高中低溫)已在水泥、鋼鐵、玻璃爐窯、垃圾焚燒發電、生物質發電、有色金屬冶煉等多行業廣泛應用,表現出了良好的活性與穩定性。未來,元琛科技將以“成為全球生態環境守護者”為指引,始終扎根環保,堅持守護藍天白云的偉大事業。借力國家生態文明建設大格局,不斷深化技術、優化管理、強化品牌、細化產業、固化優勢,通過綜合統籌治理與服務,為產業創造協同價值。