CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY 2009.1

技术与工程应用

Technology & Engineering Application

2 SCR法的催化剂

2.1 催化剂的种类及其失效原因

脱硝催化剂是SCR烟气脱硝工艺的核心技术，其

成本通常占脱硝装置总投资的30%～50%。一般采用

高温催化剂，该催化剂以TiO

为载体，主要成分为

-WO

(MoO

)等金属氧化物，这些成分占催化剂

总量的99%以上，其余的微量组分根据锅炉燃用的具

体煤种添加。高温催化剂具有较高的选择性和脱硝效

率，反应温度一般为300℃～400℃，如果没有高温催

化剂，脱硝反应在该温度下几乎不能进行。

为了满足脱硝反应对温度的要求，通常将SCR脱硝

反应器布置于锅炉省煤器和空气预热器之间。由于该区

域烟气含尘量大，因此粉尘和其它组分将会对催化剂的

性能产生以下影响：

（1）催化剂的磨蚀

催化剂的磨蚀由于飞灰撞击催化剂表面而形成。磨

蚀强度与气流速度、飞灰特性、撞击角度及催化剂本身

特性有关。

（2）催化剂的堵塞

由于氨盐及飞灰小颗粒沉积在催化剂小孔中，阻碍

、NH

、O

到达催化剂活性表面，导致催化剂钝化。

（3）砷中毒

由于烟气中的氧化砷（As

）扩散进入催化剂，

并在活性和非活性区域固化。砷中毒与催化剂的毛细孔

浓度有关。

（4）碱金属（Ca、Na、K等）中毒

碱金属和催化剂表面的活性位接触，致使催化剂活

性降低。

催化剂失效的因素与煤种密切相关，而我国各地

区煤炭的品质差异很大（主要包括As、Ca、Na、K、

Mg、S、Cl等元素含量；灰分的含量和特性），这就需

要针对煤种来设计催化剂的组分和结构，以提高催化剂

的适应性。

开发高效、性能稳定的低温催化剂，可以实现将

SCR反应器布置在除尘器之后，消除高灰段布置引起的

磨蚀等不良影响，减轻对相关设备产生的负面影响，更

好地与国内现有的锅炉系统匹配。低温催化剂目前仍处

于试验研究阶段。

2.2 国内外脱硝催化剂的生产现状

从20世纪60、70年代开始，日本就开始研制脱硝催

化剂，到80年代末，欧洲和美国也逐渐发展了高温催化

剂。其主要工序是将V

、TiO

等混合后挤出成型、干

燥、烧结再进行裁切、装配等。

目前国外生产脱硝催化剂的主要厂家有，美国：康

宁（Cormetech）；欧洲：托普索（Topsoe）、巴斯夫

（Ceram）、亚吉隆（Argillon）；日本：日立（Hi-

tachi）、日本触媒、触媒化成、日立造船（Hitz）；

韩国：SK。其中几家单位的基本情况如下：

（1）Cormetech公司

该公司成立于1989年，是美国康宁（Corning）公

司和日本三菱（Mitsibutshi）公司合资建立的企业，是

SCR烟气脱硝催化剂的第一供应商，全球应用该公司

产品的机组超过750台。Cormetech的蜂窝式催化剂以

大量的实验室测量、工艺分析和现场性能测试来保证其

性能。

（2）巴布科克日立公司（BHK）

BHK于20世纪60年代开始研发SCR脱硝系统和催化

剂，并于70年代成功地将其产品投入了市场。应用其产

品的机组总量超过580套，其中燃煤电站机组应用居世

界第一，总量超过8万MW。

（3）丹麦哈德托普索公司

该公司由哈德托普索博士于1940年创立，致力于多

种催化剂的科研、开发及销售，同时涉及技术专利转

让、催化塔的工程和建设。

2.3 脱硝催化剂在SCR系统运行中存在的问题

催化剂是SCR系统中的主要部件，其成分组成、结

构、寿命及相关参数直接影响SCR系统脱硝效率及运行

状况。

（1）投资费用高

美国能源部提供的数据表明，催化剂的成本通常

占总投资的20％以上。在日本等其他发达国家，对于

600MW机组，如果要求脱硝效率为80％，则催化剂的成

省煤器

氨喷射隔栅

锅炉

空预器

去除尘器

催化反应器

氨/空气混合器

稀释风机

氨缓冲槽

氨蒸发器

液氨储槽

液氨槽车

图2 SCR典型工艺布置