來(lái)源：環(huán)境投資聯(lián)盟 環(huán)境企業(yè)家國(guó)際研修班

   固廢焚燒爐、火力發(fā)電等設(shè)施產(chǎn)生的氮氧化物（NOx）是光化學(xué)煙霧、臭氧等大氣污染的主要產(chǎn)生源。

   日本在脫硝催化劑的研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先地位，催化劑行銷全世界。日本生產(chǎn)的脫硝催化劑主要用于火力發(fā)電廠、垃圾焚燒廠、金屬冶煉廠、水泥廠等使用焚燒爐、加熱爐、煅燒爐、熔融爐、燃?xì)鉁u輪等的工業(yè)領(lǐng)域。

   本文將介紹日本幾種先進(jìn)的催化劑和相應(yīng)的煙氣脫硝催化裝置。

   煙氣脫硝催化劑存在不同的種類，在原材料、結(jié)構(gòu)、溫度等方面有所不同，當(dāng)前較為常見(jiàn)的催化劑主要有以下不同區(qū)分（見(jiàn)表1）。

   表1 常見(jiàn)的催化劑類型

   性質(zhì) 類型 特點(diǎn)

原材料 貴金屬 對(duì)SCR反應(yīng)活性較高，反應(yīng)溫度較低，但對(duì)NH3有一定的氧化作用

金屬氧化物 活性較小

沸石分子篩 具有活性的溫度區(qū)間較高，不常用于工業(yè)

結(jié)構(gòu) 平板式 表面磨損后催化劑不可再生

波紋板式 表面磨損后催化劑不可再生

蜂窩式 表面磨損后催化劑可維持原有性能；應(yīng)用廣泛

反應(yīng)溫度 低溫（＜300°C） 技術(shù)尚在發(fā)展階段

中溫（300-400°C） 較為常見(jiàn)

高溫（＞400°C） 較為常見(jiàn)

以下是幾個(gè)日本脫硝催化劑應(yīng)用的案例。

   1、適用溫度范圍廣泛的蜂窩催化劑

   此種催化劑可以在160-600°C的溫度范圍內(nèi)使用，可應(yīng)用于焚燒爐、燃?xì)鉁u輪、柴油機(jī)、水泥焚燒爐、加熱爐、垃圾焚燒爐等，適用范圍非常廣。且可長(zhǎng)時(shí)間保持較高的NOx去除率和脫硝活性。

   該催化劑SO2氧化性能不強(qiáng)，生成的硫酸銨不多，可以有效抑制硫酸銨引起的下游設(shè)備堵塞、腐蝕等故障。通過(guò)調(diào)節(jié)蜂窩數(shù)量或孔徑，還可以應(yīng)對(duì)含有不同飛灰量的廢氣。

   該催化劑整體尺寸一般在150mm×150mm左右，長(zhǎng)度最大可達(dá)到1060mm。

   2、高溫耐熱型脫硝催化劑

   高溫耐熱型脫硝催化劑的推薦使用溫度在350°C以上，耐熱溫度最高達(dá)到700°C，在高溫條件下不僅可以還原NOx，還可處理一氧化二氮（N2O），或者在NOx與N2O共存的條件下同時(shí)處理。該催化劑構(gòu)造為蜂窩形，標(biāo)準(zhǔn)尺寸為150×150×50tmm，蜂窩數(shù)量為200個(gè)。

   3、小型脫硝催化裝置

   小型脫硝催化裝置更多適用于工廠、辦公樓、娛樂(lè)設(shè)施中配備的柴油機(jī)、燃?xì)鈾C(jī)、燃?xì)鉁u輪、小型焚燒爐等設(shè)備中，脫硝率在95%以上，160-600°C的溫度范圍內(nèi)均可使用。

   該裝置使用干式氨接觸還原法，將氨氣注入含有NOx的廢氣中進(jìn)行混合，使其通過(guò)催化層，選擇性地將NOx分解為氮和水。

   使用流程：先根據(jù)柴油機(jī)等焚燒設(shè)備的負(fù)荷變化測(cè)定廢氣中的NOx濃度，按照公式計(jì)算所需的氨氣量，并使用專用的噴口進(jìn)行噴霧注入氨氣。氨氣擴(kuò)散并通過(guò)反應(yīng)器的催化層生成還原反應(yīng)，分解NOx。隨后按照實(shí)際需求使氣體通過(guò)下游設(shè)備的熱回收裝置排放。

   該裝置耐用，在重油焚燒爐和柴油機(jī)設(shè)備中的使用壽命可達(dá)到3-6年左右，在燃?xì)鈾C(jī)設(shè)備中的使用壽命則可達(dá)到5-10年。

   4、干法低溫脫硝脫硫一體化技術(shù)

   該技術(shù)結(jié)合了催化法煙氣脫硝技術(shù)和煙氣脫硫技術(shù)，NOx、SOx的去除率均達(dá)到90%以上。

   而該技術(shù)的另一大特點(diǎn)是催化劑可以在低溫狀態(tài)下發(fā)生作用，最低可適用100℃左右的低溫，300℃以上的中高溫同樣也適用，低溫狀態(tài)下仍可達(dá)到高去除率。

   同時(shí)，該技術(shù)屬于干法脫銷脫硫，過(guò)程中不使用水，因此無(wú)需進(jìn)行廢氣再加熱處理和排水處理。

   該技術(shù)的適用于煤炭火力發(fā)電廠廢氣、焦?fàn)t廢氣、垃圾焚燒爐煙氣、水泥窯煙氣、普通工業(yè)用焚燒爐煙氣等。

   5、電廠煙氣脫硝催化裝置

   該裝置使用氨氣將NOx催化還原為N2和H2O，過(guò)程中不產(chǎn)生有害副產(chǎn)物，脫硝率一般可達(dá)到95%以上，還可同時(shí)抑制水銀、SO3等多種有害物質(zhì)的產(chǎn)生。

   該裝置適用于多種類型的焚燒爐，可應(yīng)對(duì)的最大發(fā)電功率達(dá)到100萬(wàn)kW以上，并可應(yīng)對(duì)所有的化石燃料。

   該裝置可根據(jù)燃料類型、焚燒裝置構(gòu)造等實(shí)際具體情況選擇平板式或蜂窩式構(gòu)造的催化劑。

   該裝置主要可應(yīng)用以下幾種焚燒爐：

   使用煤炭、油、氣體、油渣再生燃料油等燃料的鍋爐，最多可處理煙氣3,100,000 Nm3/h；

   使用氣體、油等燃料的燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)，最多可處理煙氣1,600,000 Nm3/h；

   使用氣體、油等燃料的燃?xì)?、蒸汽?lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備，最多可處理煙氣2,800,000Nm3/h。

   該裝置已在日本國(guó)內(nèi)外有過(guò)1000項(xiàng)以上的實(shí)際應(yīng)用案例，包括在燃煤電廠和工廠發(fā)電設(shè)備上的應(yīng)用，涉及的發(fā)電量最大達(dá)到119萬(wàn)kW。