三態(tài)微孔催化劑在水泥行業(yè)的應(yīng)用
1、NOx及SCR法原理
工業(yè)裝置排放的氮氧化物(NOx)是一個(gè)主要的全球污染問題,對人類健康和環(huán)境的危害很大。NOx主要以NO和NO2的形式存在,其來源主要是燃燒過程,在燃料燃燒期間,燃?xì)庵械牡匾约爸伎諝庵械牡獨(dú)獗桓邷匮趸癁?/span>NOx,即燃料型NOx和熱力型NOx。排放到大氣中的NOx可以與水結(jié)合,是形成霧霾和酸雨的重要組成部分。此外,NOx與揮發(fā)性有機(jī)化合物和陽光結(jié)合可形成近地面臭氧。
現(xiàn)有的脫除煙氣中NOx的工藝SCR法系統(tǒng)最為簡單,運(yùn)行最為穩(wěn)定,NOx脫除效率也最高,適用于水泥窯達(dá)標(biāo)排放以及將來超低排放的應(yīng)用。
SCR(Selective Catalytic Reduction,選擇性催化還原法)法是當(dāng)今最主流的脫硝工藝,其基本原理是氨氣與氮氧化物經(jīng)過催化劑活性表面發(fā)生還原反應(yīng)生成無害的氮?dú)夂退?,不再形成對大氣的二次污染?/span>
4NO + 4NH3+ O2→ 4N2+ 6H2O
2NO2+ 4NH3+ O2→ 3N2+ 6H2O (NO2/NOx>0.50)
NO + NO2+ 2NH3→2N2+ 3H2O (NO2/NOx≤0.50)
SCR系統(tǒng)需要用氨作為還原劑,一般由噴射裝置噴入到反應(yīng)器中。
2、二噁英及脫除原理
二噁英是多氯代二苯并二噁英(PCDD)與多氯代二苯并呋喃(PCDF)的總稱,它們分別有75種和135種異構(gòu)體。其中2,3,7,8-四氯代二苯并二噁英(2,3,7,8-TCDD)對人體的危害最大。
PCDD與PCDF的分子式如下:
二噁英可以在SCR脫硝催化劑表面上被催化分解,其分解率最高可達(dá)99.9%。反應(yīng)式如下:
PCDD/PCDF/2,3,7,8-TCDD+ O2 ? CO2+H2O+HCl
NOx與NH3、O2的反應(yīng),二噁英的氧化分解反應(yīng)是典型的氣、固相催化反應(yīng),均發(fā)生在催化劑的表面(包括微孔的內(nèi)表面),且反應(yīng)在極短的時(shí)間內(nèi)即~10-3s即可完成。脫硝及脫二噁英反應(yīng)對煙氣的壓力并不敏感,其反應(yīng)基于優(yōu)美科公司現(xiàn)有業(yè)績,在煙氣壓力≤0.5Mpa g條件下均可進(jìn)行。
NOx及二噁英在SCR脫硝催化劑上的脫除取決于以下因素:
? 催化劑比表面積,表面面積越大,越有利于NOx及二噁英的脫除
? 二噁英由氣體向催化劑表面的傳質(zhì)
? 二噁英在催化劑微孔中的傳質(zhì)
? 催化劑的活性
3、優(yōu)美科三態(tài)微孔催化劑
2017年,優(yōu)美科收購了托普索公司的脫硝業(yè)務(wù),組建了優(yōu)美科固定源排放控制催化劑事業(yè)部, 專業(yè)從事脫除NOx,二噁英、CO和VOC等污染物的催化工藝和催化劑業(yè)務(wù)。其中,SCR脫硝工藝和催化劑由丹麥托普索公司開發(fā),截止2019年6月,全球共1949個(gè)業(yè)績,是電力行業(yè)(鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī))、垃圾發(fā)電、煉油、石化、化工、炭黑、鋼鐵、水泥、玻璃窯爐等領(lǐng)域SCR催化劑解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商。優(yōu)美科三態(tài)微孔催化劑在NOx及二噁英