蜂窝式SCR催化剂烟气脱硝试验研究

　　催化剂是SCR法烟气脱硝技术的核心。对脱硝效率和成本有很大影响,目前电厂常用的催化剂是蜂窝式V2O5-WO3/TiO2催化剂。该种催化剂中,V2O5作为活性组分具有效率高和选择性好的优点;锐钛型TiO2本身是比表面积较高、抗硫中毒性良好、稳定性强的脱硝催化剂,而且可与V2O5和WO3发生电子协同效应,提高催化剂的脱硝性能;WO3作为助催化剂可提高催化剂酸度、热稳定性和机械性能[4]。蜂窝式催化剂通常采用连续挤出成型的方

　　法制造,由于活性组分在催化剂中均匀分布,即使SCR反应器运行过程中催化剂表面发生磨损,仍可保持较好的活性,故适用于高灰段布置(即置于电除尘器之前)。

　　本研究在脱硝试验装置上通过改变试验条件对制备的蜂窝式催化剂性能进行研究,并与国外某种商业催化剂进行比较,为催化剂国产化研究提供参考。

　　1　试验部分

　　1.1　蜂窝式催化剂制备及选用

　　本研究采用的蜂窝式催化剂为自制催化剂(以下称为A)和取自某公司的商业催化剂(以下称为B)。

　　A由实验室制备,所用原料为TiO2粉体(含10%WO3)、偏钒酸铵溶液、CMC,以及玻璃纤维、丙三醇、乙醇胺等[4~7],其中偏钒酸铵溶液作为催化剂中活性物质V2O5的前驱物,CMC作为粘合剂,乙醇胺作为助挤剂,丙三醇作为润滑剂和脱模剂,玻璃纤维在成型催化剂内起结构加强剂的作用。试验中采用整体成型的方法制备出蜂窝式催化剂。将纳米TiO2粉体添加适量的CMC在小型双轴捏合机中进行充分的搅拌混合后,再加入偏钒酸铵溶液,乙醇胺和水等进行搅拌、捏合制成塑性适当的膏体,经练泥后陈腐24 h,将所得膏体加入小型挤出机通过专用模具挤出成蜂窝式催化剂坯体。在可控制温湿度的烘箱内进行干燥,缓慢升高温度至80℃,同时将湿度缓慢的降为10%以下。干燥完成的样品(水含量<2%)至于马弗炉中,控制升温速率为10℃/h,升高温度直至550℃保持5 h进行充分的焙烧,通过大量的实验已证明该温度足以使坯体中的CMC、乙醇胺、丙三醇等添加剂燃烧分解完全,偏钒酸铵分解为V2O5,并且此温度不会造成催化剂的烧结和金红石化[6]。最终制备出孔数为6×6,长度为60 mm,孔间距8.2 mm,壁厚1.1 mm,内孔边长7·1 mm的蜂窝式催化剂,如图1所示。

　　B为从某公司的商业催化剂(150 mm×150 mm)上截取的孔数为6×6的蜂窝式催化剂,孔间距8.2mm,壁厚1.1 mm,内孔边长7.1 mm,长度为60 mm。

　　1.2　催化剂的微观结构表征

　　催化剂比表面积采用Nova1000比表面积测定仪测试,SEM采用荷兰飞利浦公司EDAX-9100扫描电子显微镜-X射线能谱仪测量。XRD使用XD-3AX射线衍射仪测试。X荧光(XRF)分析采用仪器为ARL-9800(瑞士ARL公司)。