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(duì)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(jiǎn)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?duì)大氣的二次污染。

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(duì)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(duì)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(jī)，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(gòu)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(jī)，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及二噁英的脫除上具有很高的效率，在150°C至540°C的溫度下，可實(shí)現(xiàn)95％以上的脫硝效率和很低的氨逃逸率，有很明顯優(yōu)勢(shì)，在同等煙氣條件和性能要求下，所需的催化劑體積比其他廠家更少。

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