行業燒結煙氣低溫SCR脫硝催化劑活性研究

NOx是一種危害性極大的物質，大量的NOx可引發酸雨、化學煙霧等，不僅破壞環境，還會威脅人類的健康。目前，大型燃煤電廠已經全部完成煙氣脫硝治理，作為非電行業中污染*嚴重的鋼鐵行業，煙氣脫硝勢在必行。主要敘述了中國鋼鐵行業燒結煙氣脫硝技術，并對比了幾種技術手段，重點對選擇性催化還原（SCR) 脫硝技術進行了闡述，旨在對鋼鐵企業進行超低排放改造有所啟發。

SCR脫硝技術是將煙氣中的NOx轉變成N2和H2O的過程，其還原劑通常為NH3.NH3先與煙氣混合，然后再經過催化劑。在混合過程中，應確保煙氣溫度分布均勻，氨氮混合均勻。通過降低反應活化能，NH3擴散到催化劑的微孔結構中，并被活性區域所吸附。

SCR脫硝技術的核心即脫硝催化劑。目前，工業所用催化劑主要有3種，即蜂窩式、平板式和波紋板式，這些都是釩鈦系催化劑，必須在一定的溫度條件下才可以穩定運行。電廠常用溫度為300~426C, 溫度太低，催化劑不會與NH3發生反應；而溫度太高，則容易導致其燒結，活性降低甚至報廢。

鋼鐵行業中燒結煙氣溫度較低，使得脫硝催化劑應用受限，因此，在實際工作中要考慮以下2點：1、通過換熱，將煙氣溫度升高至催化劑所需溫度；2、 研發可適用于低溫條件下的新型催化劑。

通過催化劑的燒結煙氣是比較干凈的，可以**限度保證催化劑的壽命。但是，這種技術需要增加氣體換熱系統（GGH) , 這無疑增加了成本且會造成量的潛熱損失,由于投資成本比較大，實際應用并不多，但該技術脫硝效率可達到90％以上，完全可以滿足國家超低排放標準

低溫SCR技術可以從以下2個角度分析：1、 仍使用常規釩鈦系低溫SCR脫硝催化劑；2、研究其他新型的低溫SCR 脫硝催化劑。

常規的釩鈦系SCR脫硝催化劑之所以不能在低溫條件下運行，主要有2個原因：1、 溫度太低，達不到反應條件，催化劑沒有效果。2、 低溫條件下，煙氣中的SO2等硫化物會與NH3-H2O中的NH3反應生成NH4HSO4 (ABS) .NH4HSO4是一種高黏度的物質，如果其長時間存在于催化劑內部，會導致催化劑的微孔堵塞，而催化劑表面的NH4HSO4則會加速粉塵在催化劑表面形成板結性的結構，導致催化劑活性下降。甚于以上2 點，低溫SCR釩鈦系脫硝催化劑的應用變得較為困難。大量學者對此進行研究，發現通過改變活性組分含量、添加部分催化劑助劑，優化制備工藝，增大催化劑節距，提高抗毒、抗堵性能，可得到低溫催化劑。為了保證脫硝催化劑的*長使用壽命和**運行條件，一般將脫硝系統置于除塵、脫硫之后為宜。

除此之外，研究表明，貴金屬、金屬氧化物等在低溫條件下均具有優良的脫硝性能，尤其以Mn系研究最多，以Mn基為活性組分，其在100℃下可以將NO完全氧化而達到脫硝的目的。沈伯雄等對Mn-Ce OX/ACFN復合催化劑進行研究，結果表明，催化劑在80~150°C低溫范圍內具有很高的催化活性，當含氧量為12%時，脫硝效率可達到90%.目前，Mn基催化劑仍然在實驗中，實際應用時仍有很多制約。