国内外SCR脱硝催化剂发展概况(其一)
【杭州SCR脱硝设备www.xqfqcl.net】国内外SCR脱硝催化剂发展概况其一:
选择性催化还原技术(Selective vecalyticreduction, SCR)是控制氮氧化物(NOx)排放的最关键技术,广泛应用于火电厂、焚烧炉等工业烟气的脱硝,以及柴油机动车尾气的净化。该工艺以尿素、氨或液氨NH3为还原剂,核心是催化活性好、选择性高、机械强度高、运行稳定的脱硝催化剂。SCR催化剂从最初传统的钒钛催化剂在电力脱硝行业的推广应用,到目前应用于钢铁、玻璃等非电力行业的低温催化剂的广泛研究,在发展和应用上取得了突破。传统的钒钛催化剂发展已经比较成熟,但应用范围窄,条件苛刻。低温催化剂存在易中毒、寿命低、工况适用性低等问题,亟待解决。SCR催化剂形成工艺是其应用和工业推广的关键。中国已经实现了传统催化剂成型技术的全面推广和推广,但与国外催化剂相比应用效果并不好。近年来,低温SCR催化剂的研究工作取得了突破性的成果,其应用和推广还有待工程验证。因此,通过对催化剂生产工艺和成型工艺的深入研究,研发出具有自主知识产权、经得起实际工程检验的催化剂是未来SCR技术发展的重要环节。
1传统SCR脱硝催化剂的发展历史
1.1国外SCR催化剂的应用
1957年,恩格尔哈德首次成功研制出由Pt、Rh、Pb等贵金属组成的SCR催化剂。它具有较高的催化活性,但由于成本高、温度范围窄、易中毒,不适合工业应用。日立和三菱重工生产的V2O5 (WO3)/TiO2(钒钛系)催化剂较早地实现了商业化。上世纪七八十年代,日本、欧美相继建成了多套脱硝系统,钒钛SCR催化剂商业应用趋于成熟,主要用于电力工业烟气污染治理。近30年来,SCR催化剂的研究和应用取得了一定的进展,具体发展过程如图1所示。到目前为止,传统的SCR催化剂生产和应用技术已经得到推广,但其核心技术掌握在几家国外大公司手中,如美国康宁公司、德国鲁奇公司、日本BHK公司等。
1.2国内SCR催化剂的发展现状
中国环保产业起步较晚,SCR催化剂的应用落后于西方国家。1999年,中国大陆首次引进SCR脱硝催化剂用于火电行业烟气处理,并在随后的10年里不断推广推广。截至2012年,全国投入运行的烟气脱硝机组容量为120GW,近5年有上升趋势。2016年火电脱硝机组占比高达91.7%(详见表1)。“十一五”期间,中国NOx排放总量逐年增加,2011年达到2405万吨(占工业排放总量的71.9%);严格执行《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011), SCR脱硝机组满负荷运行,NOx排放总量逐年下降,2017年排放量已降至1700万吨左右。
近年来,SCR催化剂在电力行业的渗透率接近饱和。面对日益严峻的环境压力,在电力行业减排能力有限的情况下,非电力行业(钢铁、焦化、水泥、玻璃)的NOx减排将成为重点。中国的脱硝市场将继续扩大,SCR催化剂的需求缺口也将扩大。2006年以前,国内催化剂供应基本依赖国外,随着脱硝行业的发展,国内公司建立了相应的催化剂生产基地,不断满足日益增长的需求。对于传统钒钛催化剂的发展,首要任务是尽快实现完全国产化,并节约生产成本,增加市场竞争力;同时加快了对传统催化剂的改性研究,拓宽了其应用范围,延长了其使用寿命。
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