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平板式脱硝催化剂介绍

已有 6675 次阅读 2018-2-7 16:12 |个人分类:SCR脱硝催化剂|系统分类:科研笔记

平板式脱硝催化剂

烟气脱硝的主流催化剂是平板式和蜂窝式催化剂。平板式脱硝催化剂的制备工艺不同于蜂窝式脱硝催化剂的整体挤出烧制工艺,其以薄型不锈钢筛网板为基材,在不锈钢筛网板表面加压涂覆活性成分,并将涂覆好的催化剂片褶皱,按要求剪切成单板,将褶皱剪切好的单板组装成催化剂单元,催化剂单元煅烧后组装得到催化剂模块,整个工艺流程如下图所示:

图片2.png

  平板式脱硝催化剂在制备工艺上的不同使其具有与蜂窝式脱硝催化剂不同的性能。平板式催化剂在防止飞灰堵塞、抗磨损和抗中毒等方面具有很大的优势,特别适合于我国燃煤电厂煤种不稳定、燃煤烟气中含尘量高等国情,因此在我国烟气脱硝工程中占据很大的市场份额。与此同时,在目前世界范围内,只有日本日立和德国雅佶隆具有平板式脱硝催化剂生产技术;在国内,大唐南京环保科技有限公司引进庄信万丰催化剂(德国)有限公司的平板式催化剂生产技术,同时收购了雅佶隆在上海所建的包括实验室在内的一整套平板式催化剂生产线,成为国内第一家平板式催化剂生产商,也是继日本日立公司和德国雅佶隆之后,世界上第三家平板式催化剂生产厂商,之后浙江德创、浙江海亮北京华电光大、北京迪诺斯等蜂窝式催化剂厂家也引入板式催化剂,其浙江海亮板式催化生产工艺流程如下图所示:

图片3.jpg

板式催化剂物理性能(主要是黏附强度和耐磨强度)及化学性能:

1)黏附强度:黏附强度越高,表面活性物质在不锈钢网上的附着能力越强,活性物质不易脱落,通过弯曲测量仪测试,计算剥离率来判定催化剂的黏附强度。测试方法:从平板式催化剂上切割一块尺寸为90mm*50mm的试样,注意试样不应包括催化剂的波形部分。用电子天平称量,记录试样的质量。将试样垂直固定在一块装入带10mm芯轴的弯曲测量仪中柱轴弯曲试验仪上,按照仪器操作规范进行测试,弯曲过程应该平稳,持续时间为1-2S。取出的样品板用刷子轻轻地沿着长宽方向分别清扫3下,称重并记录。再次用第二块样品板在带8mm的芯轴做重复试验,剥离率的计算公式为:λ=[1-(W2-W0)/(W1-W0)]*100,λ为剥离率,%;W0为试样的基材质量,根据试样截面积和单位面积基材的质量计算,g;W1位试样测试前质量,g;W2为试样测试后质量,g。黏附强度判定标准:

平板式催化剂黏附强度判定标准

2)耐磨强度:飞灰磨损虽然可以促进催化剂表面的更新,使催化剂保持良好活性,但是过度磨损会使催化剂表面活性组分过快流失,降低活性组分的寿命,平板式催化剂由于金属筛网的阻挡和支撑,在磨损后结构仍能保持完整,耐磨损性能较优。耐磨强度通过磨损测试仪进行测试。常用Taber Abraser磨损测试设备。测试方法:用切割机从板式催化剂单板上剪切2个样品板(尺寸约90mm*90mm),试样不应包含催化剂的波纹部分;用锥钻在样品板中间钻孔直径8mm。样品放入60℃干燥箱中干燥30min,然后放入干燥器中冷却30min,用分析天平测量并记录样品板质量“M1”;样品板固定在磨损测试设备中,启动测试(300转不间断);磨损测试结束后将样品板再次放入60℃干燥箱中干燥30min,然后放入干燥器中冷却30min,用分析天平测量并记录样品板质量“M2”。耐磨强度的计算公式为:磨损mg/100U=(M1-M2)/1.5,一般磨损值≤130mg/100U为合格产品。

3)比表面积、孔容、孔径和孔分布:催化剂的微观比表面积、孔容、孔径和孔分布主要影响催化剂的化学性能,是催化剂设计的关键参数,直接决定催化剂活性材料的分散性和催化剂的反应活性。其测试方法主要是比表面积分析仪和压汞仪进行测定,压汞仪由于其危险性,已很少使用。

3)活性测试:活性在微反应装置或台式反应测试装置中进行,测试催化剂的脱硝活性、SO2/SO3转化率,压降,脱硝效率等。

板式催化剂优势及特点:  

  1)板式催化剂内部采用不锈钢金属筛网作为基体,即使表面活性物质流失,结构仍能保持完成,且由于金属筛网的支撑及阻挡,烟气粉尘无法对催化剂入口持续冲刷造成塌陷,耐磨损性能较好。

  2)板式催化剂原料中添加MoO3作为助催化剂,含砷烟气通过催化剂时先与MoO3结合,降低含砷烟气与活性物质V2O3的结合,可以有效提高催化剂使用寿命。  

  3)与蜂窝及波纹式催化剂相比,板式催化剂的孔隙率一般80%左右,且板式催化剂壁面夹角最少,不容易堵灰。

平板式催化剂单板、单元和模块

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板式与蜂窝式催化剂比较:

                                                  By WW




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