專(zhuān)題-三種催化劑的介紹和比較

專(zhuān)題報(bào)告一一三種SCR催化劑的介紹和比較目前，國(guó)際上煙氣脫硝的主流技術(shù)是選擇性催化還原(SCR)技術(shù)，其核心是SCR催化劑，主流的SCR催化劑有蜂窩式、平板式和波紋板式3種類(lèi)型，現(xiàn)將3種類(lèi)型催化劑比較如下。1、市場(chǎng)占有率分析目前國(guó)內(nèi)具備SCR蜂窩式催化劑生產(chǎn)能力的廠家只有東方凱特瑞和我公司，。東方凱特瑞公司采用從德國(guó)KWH公司舊生產(chǎn)線整體搬遷方式引進(jìn)催化劑生產(chǎn)技術(shù)，其技術(shù)水平為國(guó)際80年代水平。2007年底，我公司成功引進(jìn)了日本CCIC最新的蜂窩式催化劑生產(chǎn)技術(shù)，目前第1條生產(chǎn)線已順利投產(chǎn)，產(chǎn)品已經(jīng)在湖北荊州電廠成功應(yīng)用。國(guó)內(nèi)正在建設(shè)的催化劑公司還有福建大拇指、重慶遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保、浙江瑞基環(huán)保、北京中天環(huán)保等，預(yù)計(jì)在2010年前后陸續(xù)投產(chǎn)。目前國(guó)內(nèi)建成和在建的催化劑廠的產(chǎn)品均為蜂窩式催化劑。據(jù)悉，Argillon將在上海建立平板式催化劑生產(chǎn)基地，投產(chǎn)日期尚不確定；而波紋板式催化劑全球只有Topsoe和日立造船2家廠商生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品完全來(lái)自進(jìn)口。圖1統(tǒng)計(jì)了目前國(guó)內(nèi)己建和在建的SCR項(xiàng)目(共59個(gè)項(xiàng)目，裝機(jī)容量66000MW)按機(jī)組容量統(tǒng)計(jì)的催化劑使用情況。從圖中可以看出，蜂窩式催化劑在催化劑市場(chǎng)占主導(dǎo)地位，約占到總裝機(jī)容量的68%，其次是板式催化劑，占總裝機(jī)容量的31%，最后總裝機(jī)容量的1%使用的是波紋板式催化劑。圖1：中國(guó)SCR催化劑市場(chǎng)份額從國(guó)外經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，蜂窩式催化劑也是主流，圖2展示了日本和德國(guó)SCR催化劑的市場(chǎng)份額。在日本，蜂窩式催化劑約占市場(chǎng)份額的67%，而在德國(guó)，市

場(chǎng)份額的77%（65%+12%）為蜂窩式催化劑。日本倦化劑市場(chǎng)德國(guó)催化劑而場(chǎng)DryBotiortj卜1。|）斜?小』癖鑿式日本倦化劑市場(chǎng)德國(guó)催化劑而場(chǎng)DryBottomPig平板式HWeiBottomHontvcomb^窩A.一WetBcmomFln帕平碰式圖2：日本和德國(guó)催化劑市場(chǎng)份額（截至2005年8月）2、生產(chǎn)過(guò)程技術(shù)介紹PlateType（板式）HoneycombType（蜂窩式）RollerapplicationontostainlesssteelmeshBinder,fibreTitaniumdioxideMolybdenumtrioxide（TungstentrioxideKneading,mixingExtrudingcaldningcuttingtole圖3比較了蜂窩式和平板式催化劑的生產(chǎn)制造過(guò)程。首先是含有V2O5、TiO2和WO3（MoO3）等活性組分的原材料在混煉機(jī)中進(jìn)行充分混煉，混煉均勻的泥料通過(guò)擠出機(jī)進(jìn)行整體擠出成型后得到蜂窩式催化劑，通過(guò)輪壓的方法涂覆到不銹鋼網(wǎng)上后得到平板式催化劑。得到的蜂窩式催化劑或平板催化劑經(jīng)過(guò)干燥和高溫焙燒后形成性質(zhì)穩(wěn)定的TiO2-W（Mo）O3-V2O5催化劑材料，最后組裝成約2m（長(zhǎng)）X1m（寬）X?1.5m（高）的催化劑模塊。PlateType（板式）HoneycombType（蜂窩式）RollerapplicationontostainlesssteelmeshBinder,fibreTitaniumdioxideMolybdenumtrioxide（TungstentrioxideKneading,mixingExtrudingcaldningcuttingtole圖3：蜂窩式和平板式催化劑制作過(guò)程波紋板式催化劑的制作過(guò)程和平板式類(lèi)似，將含有活性組分的原料涂覆在波紋狀的陶瓷纖維板上，陶瓷纖維板互相疊加在一起，形成三角形或者梯形的孔。下圖展示了3種催化劑的外形孔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。蜂窩式 平板式 波紋板式圖4：三種催化劑外形比較3、優(yōu)缺點(diǎn)比較分析蜂窩式和平板式催化劑的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下：1） 從體積上看，蜂窩式催化劑單位體積內(nèi)接觸面積大，同等設(shè)計(jì)條件下所需總體積要比平板式催化劑小。2） 從催化劑本身性能來(lái)看，蜂窩式催化劑的整體均勻的物理、化學(xué)結(jié)構(gòu)具備更強(qiáng)的抵抗各種中毒的能力，同時(shí)也具備更好的耐磨性，因而使用壽命更長(zhǎng)。平板式催化劑在表面涂上一定厚度的活性物質(zhì)，其金屬支撐件沒(méi)有催化活性。3） 從生產(chǎn)工藝來(lái)看，蜂窩式催化劑的擠出工藝使其具備體積與性能相匹配的能力，即需要多長(zhǎng)就可按需切割。而板式催化劑由于受限于層高的規(guī)格，顯得靈活性不足，而每個(gè)框架內(nèi)兩層催化劑設(shè)置，為今后的更換帶來(lái)一定不便。4） 從安全性來(lái)看，催化劑的主要事故一般由積灰的燃燒引起，蜂窩式催化劑由于全部由陶瓷性的活性材料制成，不會(huì)助燃；板式催化劑帶有金屬架構(gòu)，發(fā)生火災(zāi)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)催化劑的破壞。另外，平板式催化劑兩層之間容易積灰，增大了堵塞和燃燒的風(fēng)險(xiǎn)。5） 從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，蜂窩式催化劑由于使用了更多的催化劑活性物質(zhì)和更為復(fù)雜的加工工藝，單價(jià)要比平板式高，但由于總體積要比平板式小，因此總造價(jià)二者相差不大。而波紋板式催化劑的性能特點(diǎn)介于蜂窩式和平板式之間，具有二者的一些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。例如具有和蜂窩式催化劑相近的比表面積，因此同等設(shè)計(jì)條件下需要

的體積較小；但波紋板式催化劑也是由上下2層催化劑構(gòu)成（如下圖所示），2層之間的間隙容易積灰，這點(diǎn)又與平板式催化劑類(lèi)似。因?yàn)椴y板式催化劑的骨架材料是陶瓷纖維板，因此重量輕是其一個(gè)特點(diǎn)。但是，眾所周知，在反應(yīng)器設(shè)計(jì)時(shí)要考慮能適應(yīng)各種不同類(lèi)型的催化劑模塊，需要按照最重的催化劑模塊來(lái)設(shè)計(jì)，因此波紋板式催化劑重量輕的特點(diǎn)在實(shí)際工程應(yīng)用中并不能顯現(xiàn)出來(lái)。圖5：波紋板式催化劑現(xiàn)將3種催化劑的特點(diǎn)比較總結(jié)如下：型式基材 主要生產(chǎn)廠家 適用灰塵濃度（g/m3）圖片主要技術(shù)特點(diǎn)國(guó)內(nèi)國(guó)外蜂窩式（Honeycomb）整體擠出成型江蘇龍?jiān)礀|方凱特瑞CormetechArgillonSKBASF/Ceram50整體介質(zhì)均勻比表面積大體積小重量輕，使用范圍廣市場(chǎng)占有率高（70%左右）板式（plate）不銹鋼網(wǎng)無(wú)Arg