基于选择性催化还原法的火电厂烟气脱硝技术

为了降低火电厂烟气中的氮氧化物含量,减少环境污染,提出基于选择性催化还原法的火电厂烟气脱硝技术。首先,以TiO_(2)为催化剂,以氨水作为还原剂,设计选择性催化还原反应器。然后,在设计反应器时,为提高脱硝效率,提高烟气与还原剂的接触面积和混合均匀性,设置喷射混合器、气流控制装置。最后,启动脱硝过程,将还原剂喷射到烟气中,在催化剂的作用下将烟气中的NO_(x)转化为氮气和水蒸气,达到火电厂烟气脱硝目的。实验结果表明,在火电厂烟气脱硝中,选择性催化还原法的脱硝率更高,说明该方法具有可行性。

选择性催化还原系统尿素分解研究进展

选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)技术是降低柴油机氮氧化物(NO_(x))排放的有效手段,而在柴油机urea-SCR系统中,尿素分解在NO_(x)还原过程中起着重要作用。阐述了尿素分解的研究现状,重点讨论了副产物的反应路径和反应温度。分析了催化剂对尿素分解的催化作用,总结了减少沉积物的4种措施。提出了未来技术改进的3个方向:研究实际工况下的详细反应机理;使用详细分解机理进行数值模拟同时降低时间成本;使用催化剂提高中间体的反应速率。

Fe改性分子筛催化剂CH_(4)选择性催化还原N_(2)O

针对N_(2)O的CH_(4)选择性催化还原(CH_(4)-SCR),采用浸渍法制备了系列Fe改性分子筛(BEA、ZSM-5、SSZ-13)催化剂。实验结果表明:2%Fe-BEA(负载量2%(w))具有较高的催化活性,在进气(N_(2)O 40%(φ,下同),CH_(4)10%,N250%)总流量为50 mL/min、反应器气时空速为12000 h^(–1)的条件下,250℃时的N_(2)O转化率达99.5%,CH_(4)转化率达94.6%;反应器连续运行20 h,N_(2)O转化率基本保持不变,CH_(4)转化率仅略有下降。表征结果显示,2%Fe-BEA较高的催化活性与其易形成大量离子态Fe^(3+)活性物种密切相关,而2%Fe-SSZ-13更易形成大量FeOx物种,故在3种分子筛催化剂中催化活性最低。2%Fe-BEA上N_(2)O的CH_(4)-SCR遵循自由基反应机理,形成羟基自由基和甲氧基自由基,并可经进一步氧化,通过甲酸盐路径生成CO_(2)和H2O。

煤粉工业锅炉的选择性非催化还原脱硝性能试验改进

采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝须克服脱硝效率偏低和氨逃逸严重等现象,对其进行试验改进可提升多种类型锅炉的脱硝性能。基于煤粉工业锅炉SNCR试验系统,通过试验测量2种炉膛结构、不同容量的煤粉工业锅炉炉膛温度分布,从喷枪支数、温度和SNCR等方面阐述对脱硝性能的影响,对4个供热站的15台锅炉进行SNCR优化改造,增加喷枪开孔和电磁流量计并改造SNCR系统管路,进而对SNCR优化改造效果进行评估,从而研究单喷枪和多喷枪组合对选择性非催化还原(SNCR)脱硝性能的影响。结果发现:喷枪组合的脱硝效率一般优于单喷枪,主要取决于炉膛内温度分布,即需获得最佳脱硝反应温度和氨氮物质的量比及找到锅炉SNCR的最佳喷枪位置;当炉膛截面平均温度为800~900℃、氨氮比为1.5~2.0时,SNCR可达到较好的脱硝效率且氨逃逸较低;对供热站改造前后的脱硝反应剂用量进行分析,发现改造后的尿素用量比未改造前总体降低23.2%,液氧用量总体降低75.3%,即改造后的尿素用量和液氧用量均显著降低,说明供热站SNCR改造能够大幅降低煤粉锅炉的运行成本。

利用NH_3选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术研究进展

介绍了利用NH3选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术的机理、动力学模拟以及着重介绍了用于SCR过程中的各种催化剂的研究进展,最后分析了在SCR脱硝过程中的主要影响因素。并展望了今后脱硝过程中的方向,是进一步探讨各种催化剂的催化机理,从而研究更为合适的催化剂。

选择性催化还原SCR法烟气脱硝技术(六)

6.2国内应用实例 6.2.1SCR法脱硝系统的试验 SCR法脱硝最突出的优势是脱硝效率高,如果要求NOx的排放浓度低于200mg/Nm^3,甚至达到100mg/Nm^3左右,从目前烟气脱硝技术的发展水平看,非它莫属.但是,这种脱硝最大的缺点是投资大,运行费用高,有的资料显示比SNCR法脱硝高出几倍.这对于我国低利润的水泥工业来说,确实是一个严峻的挑战.

选择性催化还原SCR法烟气脱硝技术(三)

催化塔是SCR法脱硝系统中一个最大的设备或装置,由于其内部需要安装多个床层的催化剂,所以一般都很高.如果自身独立布置,考虑风、雪等载荷的作用,必然需要很强固的钢结构支撑;另外,催化塔所要脱硝的烟气都由窑尾预热器C1筒排出.因此,催化塔一般都靠近窑尾塔架安装.

选择性催化还原SCR法烟气脱硝技术(四)

（上接2016年3期）4.2.2催化剂使用寿命、失效与再生在SCR法脱硝系统中,催化剂的使用寿命是十分重要的。它既关系到脱硝效率,又决定着运行和维修成本,所以是企业最关注的一个重要技术经济指标。但无论质量怎样好的催化剂都不能一劳永逸,都是要失效的,只是时间长短有别而已。4.2.2.1对催化剂使用寿命的要求在SCR法脱硝系统运行中,催化剂既要经受住含尘烟气的冲刷磨损,又要能保持较高的活性。

选择性催化还原SCR法烟气脱硝技术(二)

3还原剂的制备选择性催化还原SCR法脱硝系统与SNCR法脱硝系统一样,也需要还原剂.现在采用的还原剂也与SNCR法脱硝基本相同,仍然是氨水、尿素和液氨,其有效成分都是氨气NH3,但制备工艺过程不同.氨水和尿素需要分解才能制备得到NH3,同时产生水和CO2等副产物,而液氨或称纯氨可以通过直接蒸发获得NH3,不需要另外处理.采用氨水作还原剂时,一般选用浓度为20%～30%的氨水,采用尿素作为还原剂时,一般选用浓度为40%～50%的尿素溶液.

选择性催化还原SCR法烟气脱硝技术(五)

6SCR法脱硝系统的应用实例 6.1国外应用实例 水泥窑炉采用SCR法脱硝系统的应用在近几年已有发展,到2013年底已由原来3条已发展到现在的7条水泥生产线投入运行应用,简列于表9中.另外,意大利Renato Ltalcementl和德国Kollenbach两个水泥厂都正在筹建SCR法脱硝系统工程.

吸附相反应技术制备MnO_x/CeO_2/SiO_2催化剂及其低温选择性催化还原NO_x

采用吸附相反应技术制备得到了MnOx/CeO2/SiO2催化剂,通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、紫外激光拉曼(Raman)等手段对催化剂进行了表征.HRTEM分析表明活性组分MnOx与CeO2都均匀分布在载体SiO2表面;XRD分析表明Mn3O4特征峰随着CeO2含量的增加逐渐减小至完全消失,CeO2的加入降低了MnOx的结晶程度,增加了MnOx的分散性;Raman光谱表明催化剂表面的Mn离子能够进入CeO2晶格,激发出空穴氧,随着CeO2负载量的增加,催化剂氧空穴浓度先升高后降低.以NH3为还原剂,考评催化剂的NOx低温选择性催化还原(SCR)性能,催化剂催化活性随CeO2负载量增加先升高后降低,与催化剂氧空穴浓度变化规律一致,说明催化剂活性受氧空穴浓度影响,氧空穴浓度升高,催化剂催化活性升高.

选择催化还原SCR脱硝技术在电站锅炉的应用

详细介绍了选择催化还原技术(SCR)在世界各国的推广应用情况及其系统的3种典型布置方式和特点,总结分析了SCR系统运行对电站锅炉运行带来的不利影响。催化剂是SCR系统的重要部分,分析了SCR运行中引起催化剂失效的各种原因,指出了当前催化剂和新型SCR技术的研究热点。

Mn-Fe/TiO_2低温NH_3选择性还原NO催化活性及其反应机制

采用共沉淀沉积法制备了Mn-Fe/TiO2NH3选择性催化还原(SCR)NO催化剂,80℃时即获得了92.5%的NOx转达化率,在(H2O)=6%和(SO2)=0.01%条件下120℃时转达化率保持在95%以上。X衍射光谱(XRD)结果表明,Fe2O3与与MnO2存在相互作用,两者均匀地分散在载体TiO2表面。傅立叶转换红外(FT-IR)及原位红外(SituIR)光谱分析得出反应机理为:Fe2O3为助催化剂,NH3主要以-NH2形式吸附在MnO2的Lewis酸中心上,与NO生成中间产物NH2NO,再分解成最终产物N2和H2O;少量以NH4+形式吸附在Brnst酸中心上。O2能同时增加Lewis酸中心和Brnst酸中心形成中间产物的途径。

选择性催化还原烟气脱硝反应器流场的模拟优化

为改善反应器的性能,分析了影响选择性催化还原(SCR)反应器性能的因素及其关系,阐明了流场均匀性对提高SCR反应器运行性能的重要性,指出优化流场是提高SCR反应器性能的有效措施.以一台660MW机组为例,对其SCR反应器入口烟道和反应器导流部件进行了模拟优化设计,得出了流场优化设计布置方案.结果表明:通过优化布置,可以提高喷氨格栅(AIG)截面和催化剂入口截面速度分布的均匀性,从而改善SCR反应器的运行性能.

欧洲SCR选择性催化还原技术的发展状况

目前,几乎所有的欧洲载货汽车制造商,比如达夫、依维柯、梅赛德斯-奔驰、雷诺以及沃尔沃公司,为了减少载货汽车尾气中有害成分的排放,均采用了SCR选择性催化还原技术(Selective Catalitic Reduction).

Cu含量对Cu/Al-Ce-PILC上丙烯选择性催化还原NO反应的影响

采用聚合羟基复合阳离子合成交联粘土Al-Ce-PILC,经SO42-改性后,以浸渍法制备了用于C3H6选择性还原NO反应的铜基交联粘土催化剂Cu/Al-Ce-PILC.用XRD,XPS和TPR等技术对催化剂进行了表征,并考察了Cu含量对催化剂性能的影响.结果表明,Cu负载未改变Al-Ce-PILC的结构;w(Cu)=2%时,Cu物种以Cu+和Cu2+两种形式存在,催化剂具有最高的催化活性和较宽的操作温度范围,在反应气组成为0·22%NO-0·12%C3H6-2·0%O2-97·66%He,空速为24000h-1和温度为350℃的条件下,NO转化率可达56·4%,700℃下仍可达22·3%;w(Cu)=5%时,催化剂中有明显的CuO物相存在,该物相促进C3H6的深度氧化,从而降低了NO选择性还原反应的性能.

不对称硼催化反应的理论研究(Ⅰ)——噁唑硼烷催化苯基乙酮还原反应的对映体选择性机理

用 AM1方法研究了唑硼烷催化苯基乙酮还原反应的对映体选择性机理 ,结果表明 ,在此硼催化剂的作用下 ,苯基乙酮还原的对映体产物主要是 R构型 ,其主要原因是两种对映体的催化过渡态的活化能相差较大所致 .用过渡态活化理论计算所得光学产率 e.e.=95 % 。

载体酸性对铜基交联黏土催化剂上C_3H_6选择性催化还原NO反应的影响

采用聚合羟基复合阳离子合成交联蒙脱土A l-Ce-PILC,并分别用NH4NO3和(NH4)2SO4处理后,将其作为载体,采用浸渍法制备了应用于C3H6选择性催化还原NO反应的铜基交联黏土催化剂Cu/A l-Ce-PILC.用Py-IR,IR和DSC等表征技术研究了不同处理方式对A l-Ce-PILC的结构、酸性和催化剂活性的影响.结果表明,未经处理的A l-Ce-PILC中同时存在L酸和B酸,以L酸为主,Cu/A l-Ce-PILC上NO的最大转化率仅为18.5%;用NH4NO3处理提高了L酸量,NO转化率降低;而用(NH4)2SO4处理改变了A l-Ce-PILC的酸性结构,增大了B酸量,并形成了超强酸中心,催化剂上NO转化率显著提高,在350℃时达最大值50.2%.B酸对于Cu/A l-Ce-PILC上NO的还原是必要的,它有利于C3H6吸附并适度氧化为活性中间物种,其酸量和酸强度的增加是催化剂活性改善的主要原因.

NH_3选择性催化还原烟气中NO的反应动力学

采用自行研制的V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化剂在微型积分反应器上对NH3还原NO的反应进行了微观动力学试验,考察了温度、空速值对NO转化率的影响,并得出反应的微观动力学方程,确定了相关的动力学参数。通过小型试验台的试验,考察了反应气体在催化剂内部的传质、扩散过程对反应速率的影响,建立了催化剂有效因子的计算模型和宏观反应速率方程。试验结果表明,用该模型计算得到的理论值和试验数据具有良好的一致性。

选择性催化还原烟气脱硝反应器的变工况运行分析

建立了选择性催化还原烟气脱硝过程数学模型,对烟气脱硝反应器的变工况参数进行了计算分析,并研究了反应器入口烟气流量、温度和NOx浓度等参数变化对脱硝效率和氨逃逸量等参数的影响,为选择性催化还原烟气脱硝反应器的设计和运行提出了建议.