專題-三種催化劑的介紹和比較

專題報告一一三種SCR催化劑的介紹和比較目前，國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種類型，現(xiàn)將3種類型催化劑比較如下。1、市場占有率分析目前國內(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)計在2010年前后陸續(xù)投產(chǎn)。目前國內(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)，國內(nèi)產(chǎn)品完全來自進(jìn)口。圖1統(tǒng)計了目前國內(nèi)己建和在建的SCR項目(共59個項目，裝機(jī)容量66000MW)按機(jī)組容量統(tǒng)計的催化劑使用情況。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SCR催化劑市場份額從國外經(jīng)驗來看，蜂窩式催化劑也是主流，圖2展示了日本和德國SCR催化劑的市場份額。在日本，蜂窩式催化劑約占市場份額的67%，而在德國，市

場份額的77%（65%+12%）為蜂窩式催化劑。日本倦化劑市場德國催化劑而場DryBotiortj卜1。|）斜?小』癖鑿式日本倦化劑市場德國催化劑而場DryBottomPig平板式HWeiBottomHontvcomb^窩A.一WetBcmomFln帕平碰式圖2：日本和德國催化劑市場份額（截至2005年8月）2、生產(chǎn)過程技術(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擠出機(jī)進(jìn)行整體擠出成型后得到蜂窩式催化劑，通過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）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程波紋板式催化劑的制作過程和平板式類似，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。蜂窩式 平板式 波紋板式圖4：三種催化劑外形比較3、優(yōu)缺點比較分析蜂窩式和平板式催化劑的優(yōu)缺點比較如下：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，同時也具備更好的耐磨性，因而使用壽命更長。平板式催化劑在表面涂上一定厚度的活性物質(zhì)，其金屬支撐件沒有催化活性。3） 從生產(chǎn)工藝來看，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，而每個框架內(nèi)兩層催化劑設(shè)置，為今后的更換帶來一定不便。4） 從安全性來看，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，不會助燃；板式催化劑帶有金屬架構(gòu)，發(fā)生火災(zāi)會導(dǎo)致整個催化劑的破壞。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。5） 從經(jīng)濟(jì)性來看，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，單價要比平板式高，但由于總體積要比平板式小，因此總造價二者相差不大。而波紋板式催化劑的性能特點介于蜂窩式和平板式之間，具有二者的一些優(yōu)點和缺點。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，這點又與平板式催化劑類似。因為波紋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特點。但是，眾所周知，在反應(yīng)器設(shè)計時要考慮能適應(yīng)各種不同類型的催化劑模塊，需要按照最重的催化劑模塊來設(shè)計，因此波紋板式催化劑重量輕的特點在實際工程應(yīng)用中并不能顯現(xiàn)出來。圖5：波紋板式催化劑現(xiàn)將3種催化劑的特點比較總結(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)特點國內(nèi)國外蜂窩式（Honeycomb）整體擠出成型江蘇龍源東方凱特瑞CormetechArgillonSKBASF/Ceram50整體介質(zhì)均勻比表面積大體積小重量輕，使用范圍廣市場占有率高（70%左右）板式（plate）不銹鋼網(wǎng)無Arg