1.1 SCR1.1 SCR1.1 SCR1.1 SCR技术原理技术原理技术原理技术原理 Urea + NOx - NUrea + NOx - N2 2 + CO + CO2 2 + H + H2 2OONH3 + NOx + ONH3 + NOx + O2 2 - N - N2 2 + H + H2 2OO催化剂利用还原剂在催化剂的作用下有选择性地与烟气中的氮氧化物发生化学反应生成氮气和水的方法第一部分第一部分: 概述概述第一页,共五十三页1.2 反应原理第二页,共五十三页 1.3 1.3 影响影响SCRSCR反应的几个关键因素反应的几个关键因素 反应温度反应温度 烟气在反应器内的空间速度烟气在反应器内的空间速度 烟气流型及与氨的湍流混合烟气流型及与氨的湍流混合 催化剂催化剂第三页,共五十三页第一部分第一部分: SCR及催化剂概述及催化剂概述1.41.4 SCRSCR系统中使用的催化剂系统中使用的催化剂 按使用温度范围按使用温度范围, ,分成高温、中温和低温三类分成高温、中温和低温三类. . 中温中温300-400;300-400;高高温大于温大于400;400;低温小于低温小于300.300. 沸石催化剂沸石催化剂(zeolite): 345-590.(zeolite): 345-590. 氧化钛基催化剂氧化钛基催化剂氧化钛基催化剂氧化钛基催化剂: 300-400.: 300-400.: 300-400.: 300-400. 氧化铁基催化剂氧化铁基催化剂: : 380-430.380-430. 活性碳活性碳/ /焦催化剂焦催化剂: 100-150.: 100-150. 目前工程中应用最多的催化剂是氧化钛基催化剂目前工程中应用最多的催化剂是氧化钛基催化剂. .第四页,共五十三页。
反应器与催化剂反应器与催化剂Ammonia Injection GridCatalyst LayerDuctGuide Vane第五页,共五十三页 目前市场上主流的目前市场上主流的SCRSCR催化剂有三种,分别为蜂窝催化剂有三种,分别为蜂窝式,板式与波纹板式式,板式与波纹板式第六页,共五十三页第一部分第一部分: SCR及催化剂概述及催化剂概述 蜂窝式催化剂单体是通过挤压工具整体成型的,经干燥、烧结、切割成蜂窝式催化剂单体是通过挤压工具整体成型的,经干燥、烧结、切割成满足要求的元件,这些元件被装配入钢框架内从而形成一个易于操作的满足要求的元件,这些元件被装配入钢框架内从而形成一个易于操作的催化剂模块催化剂模块 蜂窝式催化剂在世界催化剂市场占蜂窝式催化剂在世界催化剂市场占70%70%左右,主要供应商有德国左右,主要供应商有德国的的ARGILLONARGILLON、KWH KWH 、BASF BASF 、DEGUSSA;DEGUSSA;美国的美国的CORMETECH; CORMETECH; 奥地利的奥地利的CERAM;CERAM;日本的日本的CCICCCIC;韩国的;韩国的SKSK等第七页,共五十三页。
粘合剂纤维蜂窝式催化剂挤压成型整体成型装成模块干燥,烧结,切割V2O5捏合制浆TiO2,WO3,等蜂窝蜂窝SCRSCR催化剂制作流程如下:催化剂制作流程如下:第八页,共五十三页第一部分第一部分: SCR及催化剂概述及催化剂概述 板式催化剂是采用金属板作为基材浸渍烧结成型板式催化剂是采用金属板作为基材浸渍烧结成型板式催化剂是采用金属板作为基材浸渍烧结成型板式催化剂是采用金属板作为基材浸渍烧结成型 在世界催化剂市场占在世界催化剂市场占在世界催化剂市场占在世界催化剂市场占25%25%左右,主要供应商有德国的左右,主要供应商有德国的左右,主要供应商有德国的左右,主要供应商有德国的ArgillonArgillon和日本和日本和日本和日本的的的的BHKBHK 波纹式催化剂是采用玻璃纤维板或陶瓷板作为基材浸渍烧结成型波纹式催化剂是采用玻璃纤维板或陶瓷板作为基材浸渍烧结成型波纹式催化剂是采用玻璃纤维板或陶瓷板作为基材浸渍烧结成型波纹式催化剂是采用玻璃纤维板或陶瓷板作为基材浸渍烧结成型在世界催化剂市场占在世界催化剂市场占在世界催化剂市场占在世界催化剂市场占5%5%左右,主要供应商有丹麦的左右,主要供应商有丹麦的左右,主要供应商有丹麦的左右,主要供应商有丹麦的Haldor TopsoeHaldor Topsoe及日本的及日本的及日本的及日本的Hitachi ZosenHitachi Zosen。
第九页,共五十三页第二部分第二部分: 技术规格与性能技术规格与性能2.12.1 催化剂单元及模块催化剂单元及模块 蜂窝式蜂窝式催化剂催化剂单体单体端面为端面为150mm150mm150mm150mm正方形,正方形,长度长度为为300mm1350mm300mm1350mm的的均质均质陶制长方体陶制长方体;一般;一般7272个单体组成一个个单体组成一个催化催化剂模块剂模块,采用标准化设计采用标准化设计 板式催化剂元件为最小构成单位,数十片元件组成了催化剂单元板式催化剂元件为最小构成单位,数十片元件组成了催化剂单元,催,催化剂单元截面是化剂单元截面是464mm464mm464mm464mm,高度一般为,高度一般为500mm500mm850mm850mm;再由催化剂单元组成催化剂模块;催化剂模块通常情况在长宽再由催化剂单元组成催化剂模块;催化剂模块通常情况在长宽高方向上由高方向上由422422共共1616个催化剂单元构成个催化剂单元构成 波纹波纹式式催化剂是由直板与波纹板交替叠加组成催化剂是由直板与波纹板交替叠加组成,催化剂单元由钢壳催化剂单元由钢壳包装包装,截面为截面为466mm466mm466mm466mm,高度一般为高度一般为300mm300mm600mm600mm;典型;典型的催化剂模块是在长宽高方向上由的催化剂模块是在长宽高方向上由422422共共1616个催化剂单元构成。
个催化剂单元构成第十页,共五十三页第二部分第二部分: 技术规格与性能技术规格与性能2.22.2 催化剂物理性质催化剂物理性质 蜂窝式催化剂单元横向抗压值一般不应小于蜂窝式催化剂单元横向抗压值一般不应小于0.6MPa0.6MPa;轴向抗压;轴向抗压值一般不应小于值一般不应小于2.0Mpa2.0Mpa;单元端面硬化后磨损率不应大于;单元端面硬化后磨损率不应大于0.10%0.10%,端面未硬化磨损率不应大于端面未硬化磨损率不应大于0.15%0.15% 板式催化剂的金属网基板应具有柔韧性及强度,能够抵抗外部冲板式催化剂的金属网基板应具有柔韧性及强度,能够抵抗外部冲击,具有耐腐蚀和磨损的能力,单元轴向抗压值不低于击,具有耐腐蚀和磨损的能力,单元轴向抗压值不低于2.0Mpa2.0Mpa 波纹式催化剂的基材板应具有柔韧性及强度,催化剂单元轴向抗压值不波纹式催化剂的基材板应具有柔韧性及强度,催化剂单元轴向抗压值不低于低于2.0Mpa2.0Mpa;端面硬化后磨损率不大于;端面硬化后磨损率不大于0.10%0.10%,端面未硬化磨损率,端面未硬化磨损率不大于不大于0.15%0.15%第十一页,共五十三页第二部分第二部分: 技术规格性能技术规格性能2.32.3 化学性质化学性质 SCRSCR催化剂主要由催化剂主要由TiOTiO2 2、V V2 2OO5 5、WOWO3 3(MoOMoO3 3)、)、SiOSiO2 2等物质组成。
等物质组成 SCRSCR催化剂具有促进催化剂具有促进NONOX X转化为转化为N N2 2和和H H2 2OO,控制,控制SOSO2 2转化成转化成SOSO3 3等等负反应的能力负反应的能力 煤及煤灰中的碱金属氧化物(煤及煤灰中的碱金属氧化物(NaNa2 2OO、K K2 2OO)、碱土金属氧化物)、碱土金属氧化物(CaOCaO)、重金属()、重金属(PbPb、HgHg、Cr Cr 等)、等)、AsAs(AsAs2 2OO3 3)、)、S S(SOSO3 3)、)、P P(P P2 2OO5 5)、卤素()、卤素(HFHF、HCl HCl )等影响)等影响SCRSCR催化剂活性催化剂活性第十二页,共五十三页第二部分第二部分: 技术规格与性能技术规格与性能2.42.4 性能要求性能要求 脱硝效率达到设计要求脱硝效率达到设计要求 SOSO2 2/SO/SO3 3转化率一般不大于转化率一般不大于1%1% SCRSCR系统中氨逃逸浓度不大于系统中氨逃逸浓度不大于2.28 mg/Nm2.28 mg/Nm3 3(3ppm3ppm) 化学寿命一般不小于化学寿命一般不小于2400024000运行小时或运行小时或1600016000运行小时。
运行小时 催化剂机械寿命一般不小于催化剂机械寿命一般不小于1010年 单层催化剂压降一般不大于单层催化剂压降一般不大于230Pa230Pa,燃气机组单层催化剂压降一般不,燃气机组单层催化剂压降一般不大于大于450Pa450Pa第十三页,共五十三页第三部分第三部分: 催化剂选型催化剂选型3.13.1 催化剂节距(间距与壁厚)催化剂节距(间距与壁厚) 蜂窝式催化剂节距:燃煤机组宜在蜂窝式催化剂节距:燃煤机组宜在5.9mm5.9mm10.0mm10.0mm之间;燃油机组宜在之间;燃油机组宜在2.5mm2.5mm6.2mm6.2mm之间;燃气机组宜在之间;燃气机组宜在2.0mm2.0mm2.5mm2.5mm之间第十四页,共五十三页第三部分第三部分: 催化剂选型催化剂选型3.13.1 催化剂节距(间距与壁厚)催化剂节距(间距与壁厚) 板式催化剂间距:燃煤机组宜在板式催化剂间距:燃煤机组宜在6.0mm6.0mm7.0mm7.0mm之间,燃油机组宜在之间,燃油机组宜在4.0mm4.0mm6.0mm6.0mm之间,燃气机组宜在之间,燃气机组宜在3.0mm3.0mm6.0mm6.0mm之间 波纹式催化剂间距:燃煤机组宜在波纹式催化剂间距:燃煤机组宜在6.0mm6.0mm10.0mm10.0mm之间;燃油机组宜在之间;燃油机组宜在4.0mm4.0mm6.0mm6.0mm之间;燃气机组宜在之间;燃气机组宜在2.0mm2.0mm4.0mm4.0mm之间。
之间 燃煤机组所用催化剂的壁厚:蜂窝式不小于燃煤机组所用催化剂的壁厚:蜂窝式不小于0.6mm0.6mm;板式不小于;板式不小于0.7mm0.7mm;波纹式不;波纹式不小于小于0.7mm0.7mm 燃气机组所用催化剂的壁厚:蜂窝式不小于燃气机组所用催化剂的壁厚:蜂窝式不小于0.35mm0.35mm;板式不小;板式不小于于于于0.7mm0.7mm;波纹;波纹式不小于式不小于0.25mm0.25mm第十五页,共五十三页第三部分第三部分: 催化剂选型催化剂选型 3.23.2 需要提供的数据需要提供的数据 包括电厂煤质和灰质分析报告、包括电厂煤质和灰质分析报告、SCRSCR反应器入口烟气参数、烟气中污染物成分等反应器入口烟气参数、烟气中污染物成分等 3.3 3.3 烟气中粉尘含量与催化剂节距的一般关系例如,对于一种蜂窝式催化剂烟气中粉尘含量与催化剂节距的一般关系例如,对于一种蜂窝式催化剂粉尘含量与节距的关系如向下页所表示粉尘含量与节距的关系如向下页所表示第十六页,共五十三页第三部分第三部分: 催化剂选型催化剂选型 3.4 3.4 催化剂设计时应参考反应器空塔流速在催化剂设计时应参考反应器空塔流速在4.0 m/s4.0 m/s6.0m/s6.0m/s;燃气机;燃气机组反应器空塔流速在组反应器空塔流速在4.5 m/s4.5 m/s6.5m/s6.5m/s;燃油机组反应器空塔流速在;燃油机组反应器空塔流速在5.0 m/s5.0 m/s6.0m/s6.0m/s。
3.5 3.5 燃煤机组燃煤机组SCRSCR催化剂的用量计算催化剂的用量计算第十七页,共五十三页第三部分第三部分: 催化剂选型催化剂选型3.6 3.6 应进行流场数值。