中低溫SCR脫硝催化劑材料技術(shù)有一系列創(chuàng)新和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，比如材料的研發(fā)包括許多機(jī)理研究和原始創(chuàng)新，為實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用就需要在水泥生產(chǎn)實(shí)際工況條件下檢測(cè)中低溫SCR脫硝催化劑材料的各項(xiàng)性能。為此，相關(guān)團(tuán)隊(duì)對(duì)催化劑模塊進(jìn)行實(shí)際工況條件下的性能檢測(cè)，即建立多個(gè)微型反應(yīng)器，把體積為0.068m3催化劑模塊置入微型反應(yīng)器中，再通過(guò)旁路引入溫度約為200℃的含塵煙氣，通過(guò)測(cè)定進(jìn)出微型反應(yīng)器煙氣中NOx濃度，確定單體催化劑模塊的脫硝效率及其煙氣工況條件變化對(duì)催化劑材料性能的影響。

脫硝催化劑

經(jīng)過(guò)一年多的單體催化劑模塊試驗(yàn)研究，開(kāi)始了中低溫SCR脫硝催化劑材料技術(shù)及工程化應(yīng)用的中試研究。中試研究首先是建立了高18m的小型SCR反應(yīng)器，催化劑3+1層布置，每層布置一個(gè)尺寸為1910×970×1010催化劑模塊，催化劑每層裝有吹灰裝置; 引入的煙氣量為10000 m3/h，溫度為200℃，含塵量為55g/m3；煙氣中NOx濃度平均為300 mg/m3，SO2濃度平均為600 mg/m3，但有時(shí)會(huì)高達(dá)1600 mg/m3。

在中試試驗(yàn)期間，研究工作重點(diǎn)考察中低溫催化劑材料長(zhǎng)期性能，研究煙氣工況條件變化，包括SO2濃度變化對(duì)催化劑脫硝效率的影響。通過(guò)近2年中試裝置的連續(xù)運(yùn)行，驗(yàn)證了中低溫SCR脫硝催化劑材料的長(zhǎng)期高效穩(wěn)定性，同時(shí)也驗(yàn)證了中低溫SCR脫硝工藝技術(shù)路線(xiàn)的可行性。2019年8月17日，“水泥窯中低溫SCR脫硝催化劑研發(fā)和應(yīng)用”通過(guò)由中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)組織的項(xiàng)目鑒定，專(zhuān)家意見(jiàn)認(rèn)為“達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”。

煙氣中SO2對(duì)催化劑材料及脫硝效率有較大的影響；其反應(yīng)過(guò)程是SO2與O2反應(yīng)生成SO3，而SO3又會(huì)與NH3反應(yīng)生成 (NH4)2SO4和NH4HSO4。這些硫酸銨鹽會(huì)吸附覆蓋在催化劑材料表面，即引起催化劑硫氨中毒失活。

有研究工作表明：在有催化劑作用的條件下，SO2會(huì)在300℃以上的溫度窗口內(nèi)迅速氧化成SO3，同時(shí)形成硫酸銨鹽，在煙氣溫度低于150℃條件下，冷凝吸附到催化劑材料表面。我們研究采用的中低溫SCR脫硝技術(shù)，溫度窗口在150℃~220℃之間，這樣既避免了催化劑材料在反應(yīng)器中對(duì)SO2高溫催化形成SO3，又防止了催化劑材料在反應(yīng)器中對(duì)硫酸銨鹽的低溫冷凝吸附。這一過(guò)程機(jī)理也已被中試試驗(yàn)所證實(shí)，也可以認(rèn)為是中低溫SCR脫硝技術(shù)的一個(gè)天然優(yōu)勢(shì)。