的As和碱金属使得活性位发生转化，气固反应使得催
化剂材料发生改变。
– – – – SO3 As2O3 碱金属 碱土金属等
催化剂
• SO3对催化剂的影响
– 生成硫酸铵或硫酸氢铵物质，硫酸铵为白色固体，硫酸氢铵在160～
220℃为黏性固体。
NH3 + SO3 + H2O NH4 HSO4
– 为了防止催化剂表面发生硫酸盐的沉积，需要将反应温度控制在最低
烟气含湿量大。这是因为垃圾中原本的含水量就大，而且在燃烧中一 些碳氢化合物也生成水汽。一般含湿量在23%～30%。 因垃圾成分复杂，燃烧后产生的烟尘中有毒、有害成分也复杂，其中 包括一些微量的重金属，如贡、镉、铅、铜等。而且产生的颗粒物的 粒度也比较细，粘度还高；
氨水法是将25%的氨水溶液通过加热装置使其蒸发，形
成氨气和水蒸汽； 尿素水解法是先将尿素固体颗粒在容器中溶解，然后 将通过溶液泵送到水解槽中，再通过热交换器将溶液加热 至反应温度后与水反应生成氨气。另一种是尿素热解法。
烟气脱硝
项目 成分 化学特性 储存 还原剂成本 液氨 NH3(>99.5%)
2
3
温度分布偏差
氨氮摩尔比偏差
℃
%
±10
±5
催化剂生产工艺
车间建筑面积6000㎡，配有3 台日本Eirich混炼机、1台日本 Miyazaki Iron Works挤出机 （10MPa）、1台国产挤出机 （25MPa）、12间干燥室、2 条烧成网带隧道窑。可同时满 足中低温SCR催化剂中试实验 和生产需求，可年生产中低温 脱硝催化剂3000m³ 。
TiO2为载体，V2O5为主要的活性物 质
只是在表面附着了一层活性物质， 表面磨损后就失去催化作用 板式几何形状弯角较少 蜂窝在截面上和烟气接触界面大 蜂窝式比表面积大，体积比平板 式小 蜂窝式基材全是TiO2，板式里有不 锈钢骨架 板式多层结构
催化剂
催化剂
• 化学催化剂中毒
气相或粉尘中的物质使得催化剂中毒，如烟气中
成分均为WO3和V2O5。当前流行的成熟催化剂有蜂窝式、
波纹状和平板式等。平板式催化剂一般是以不锈钢金属网 格为基材负载上含有活性成分的载体压制而成；蜂窝式催 化剂一般是把载体和活性成分混合物整体压成型；波纹状 催化剂如起伏的波纹，从而形成小孔。
催化剂
波纹板式
蜂窝式
板式
催化剂
序号 1 2 3 4 5 6 7 项目 催化剂活性 抗飞灰磨损能力 抗堵塞能力 烟气阻力 催化剂体积 整体机械强度 抗热冲击能力 平板式 良 一般 优 良 一般 强 一般 蜂窝式 良 良 一般 一般 优 一般 优 说明
运行成本
贵 需要高热量水解尿素或蒸发 需要蒸发氨和水的热 氨 量
缺点
需要安全许可
需要考虑安全
尿素制备系统复杂 , 制备劳 动强度大 , 劳动环境差，投 资、维护及操作成本高。 对安全要求高的地方适用
使用场合
SCR使用较多
SNCR使用较多
烟气脱硝
选择性非催化还原-SNCR
SNCR 技术是使用还原剂在800～1050℃温度区域与 氮氧化物发生还原反应生成氮气和水。
烟气温度范围：180～350℃；
氮氧化物含量：320mg/Nm3；（前端已投运低氮改造和SNCR） 二氧化硫含量：50～100 mg/Nm3 ；
粉尘浓度： 60～120 g/Nm3,主要以碳酸钙形式
超低排放改造要求，水泥窑废气在基准氧含量10%的条件下，颗粒物、二 氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10mg/Nm3、 50mg/Nm3、 100mg/Nm3
中低温催化剂的应用（焦化）
焦炉烟气特点：
焦炉排烟温度低(煤气种类、余热回收)，180-310 ℃;
烟气成分复杂，对催化剂、CEMS可能影响；
烟道负压靠自吸力，考虑烟囱热备、系统压力匹配；
焦炉烟囱必须始终处于热备状态，即净化后的废气温度应
高于烟气露点温度，以返回加热烟囱；
烟气中的SO2处于波动状态，浓度最高> 500 mg/Nm3。
深度减排
烟气调质 反应器
高温除 尘器
SCR脱硝反 应器
低温段余 热锅炉
干法脱 硫塔
袋除 尘器
日用玻璃 低硫烟气
高温段余 热锅炉
天然气低硫烟气治理工艺流程简图
深度减排
干法脱 硫塔
袋除 尘器
低温SCR脱 硝反应器
多污染物协 同控制设备
中低温催化剂的应用（垃圾焚烧）
城市生活垃圾焚烧后烟气特性：
a) b)
位置 高尘 布置 一级预热器 出口处
余热锅炉后
温度 300～ 400℃
200 ℃以 下
面临问题 烟气中粉尘含量高、碱金属高，易造成催 化剂堵塞、磨损、中毒
催化剂活性， 高粉尘和碱金属含量
中低温催化剂的应用（水泥）
280~350℃
C1
喷 氨
清灰
C2
SCR反应器
C3
余 热 锅 炉
生料均化库
风 机
中低温催化剂的应用（水泥）
中低温催化剂的应用（焦化）
排放标准 焦 化
•PM ≤30mg/Nm3 •SO2 ≤50(100)mg/Nm3 •NOx≤500(200)mg/Nm3
特别限值
•PM ≤15mg/Nm3 •SO2 ≤35mg/Nm3 •NOx≤150mg/Nm3
建议限值
•PM ≤10mg/Nm3 •SO2 ≤35mg/Nm3 •NOx≤100mg/Nm3
副作用方程式
NOX
NH3
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O ( >350℃） 4NH3+4O2 →2N2O+6H2O ( >350℃) SO2 + 1/2 O2 NH3 + SO3 + H2O
N2 H2O
SO3
NH4 HSO4
操作温度：170 ~ 420 ℃
催化剂
SCR系统中的重要组成部分是催化剂，各种催化剂活性
允许操作之上，短期之内问题不严重，当温度高于分解温度时这些物 质会重新分解，催化剂的的活性会得到恢复，但长期处于这个温度会
使催化剂活性发生不可逆的变化。
催化剂
• 碱金属或碱土金属元素对催化剂的影响
– 飞灰中含有一定的碱金属或碱土金属元素，如K、Na、Mg、Ca等。
碱金属和碱土金属主要是造成催化剂表面的酸性下降，从而使得催 化剂的活性下降。碱金属与活性位的结合程度相对不是很大，如果 在有冷凝水存在的情况下催化剂的中毒性能会成倍增加。
C1
余 热 锅 炉 余 热
高温风机
C2
SCR脱硝
180-220℃
C3
布袋除尘改造 烟囱
干法脱硫
生料磨
中低温催化剂的应用（玻璃）
烟气特点：NOX浓度高、粉尘中含有大量碱金属、粉尘粘性强
中低温催化剂的应用（玻璃）
15 100
200
中低温催化剂的应用（玻璃）
浮法玻璃 高硫烟气
高温段余 热锅炉
重油/石油焦燃料烟气治理工艺流程简图
建议限值
•PM ≤ 10mg/Nm3 •SO2 ≤ 35mg/Nm3 •NOx≤ 50mg/Nm3 •二噁英≤0.15ng/m3
•NOx≤300mg/Nm3
中低温催化剂的应用（烧结）
活性炭催化剂多污染物一体化技术
中低温催化剂的应用（烧结）
中低温SCRБайду номын сангаас硝技术技术
中低温催化剂的应用（水泥）
烟气特点：
程
6.组装 5.切割 4.煅烧
催化剂生产工艺
配气系统 加热系统 分析系统 尾气处理系统等 能够模拟全尺寸催化剂在SCR脱硝反应器中的 烟气工况；
反应器采用四层串并联布局，可以模拟1～4层 反应器； 考察催化剂在实际工况下的性能，包括：压降、 脱硝效率、氨逃逸、活性、SO2/SO3转化率等。
NH3/尿素
还 原 反 应
清洁烟气
烟气脱硝
优点： 一次投资少； 系统简单，维护成本较低； 施工周期短；
缺点： 脱硝效率中等（30-60%） 还原剂利用率低（25-50%） 单位氮氧化物脱除成本较高
燃烧控制的波动导致脱硝效率不稳定 氨的逃逸率较大
烟气脱硝
选择性催化还原-SCR
SCR 技术是使用还原剂在180～420℃温度区域在催 化剂参与的情况下与氮氧化物发生还原反应生成氮 气和水。
催化剂生产工艺
名称 反应器压力 烟气量（m3/h、标态， 湿基） 烟气温度（℃） 浓度 微正压 50～400 100～450
SO2浓度（ppm、干基）
0～3000
0～2000 0～2200 0～20 0～22
评价系统可实现： 产品质量检测 性能评估 产品研发等
NO浓度（ppm、干基） NH3浓度（ppm、干基） O2（%，干基） H2O（%）
烟气脱硝
选择性催化还原-SCR
烟气脱硝
还原剂制备区
1.液氨储罐 2.液氨蒸发槽 3.氨气稀释槽 4.氨气缓冲槽
烟气脱硝
烟气脱硝
SCR系统主要包含烟道系统、氨喷射系统、反应器及吹灰系统。
烟气脱硝
蒸汽吹灰器
声波吹灰器
烟气脱硝
氨喷射栅格和 静态混合器
催化剂
基本反应方程式
4 NO + 4 NH3 + O2 4 N2 + 6 H2O 6 NO2 + 8 NH3 7 N2 + 12 H2O
中低温SCR脱硝催化剂生产线
中低温 SCR脱硝催化剂中试生产线于 2017年 10月底完成主体工程 建设，现已完成全部工段的仪器调试，第一批中低温脱硝催化剂 于2017年12月底正式生产下线。中试生产线的建成也标志着国家 工程实验室科研成果转化整体思路正式落地。