據(jù)統(tǒng)計，2019年全國水泥累計產(chǎn)量為 23.3億噸，水泥行業(yè)NOx排放約占全國NOx排放總量的10%～12%，是繼火電和機(jī)動車之后的第三大污染源。隨著部分省市相繼出臺了超低排放標(biāo)準(zhǔn)，各省市氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)從150mg/m3到50mg/m3均有涵蓋，超低排放改造成為必然的趨勢。

選擇性催化還原技術(shù)

選擇性催化還原技術(shù)(SCR)的脫硝效率可達(dá)90%以上，被廣泛使用于工業(yè)煙氣氮氧化物治理，可滿足水泥行業(yè)超低排放的需求，其核心為脫硝催化劑。

水泥窯煙氣特點

1、粉塵含量高

煙氣中粉塵濃度達(dá)80-120 g/Nm³。

2、硫含量波動大

由于燃料及礦源差異，工況硫含量差異大，SO₂濃度能達(dá)1000mg/Nm³以上。

3、重金屬含量高

煙塵中含Cr、Hg、Pb、As、Tl等重金屬元素，部分元素含量遠(yuǎn)高于電力行業(yè)。

4、粉塵粒徑小且分布集中，黏度大

小于10μm的顆粒約占75~90%。

5、成分復(fù)雜

粉塵中富含堿/堿土金屬氧化物、Si、Al、Fe等元素化合物，垃圾/固廢摻燒導(dǎo)致粉塵組成更加復(fù)雜。

SCR技術(shù)應(yīng)用難點

1、 催化劑堵塞/磨損

水泥窯尾煙氣中粉塵含量極高，可達(dá)80-120g/Nm3,同時飛灰粒徑小，導(dǎo)致粉塵粘性大；粘附性強(qiáng)。極易吸附在催化劑表面，形成反應(yīng)隔絕層，造成活性下降。

水泥窯尾煙氣中粉塵含量極高，在高塵煙氣沖刷下催化劑迎風(fēng)端易磨損，使催化劑失去機(jī)械性能，直接失去使用性。

2、 CaSO4覆蓋

Ca成分與SO3/SO2反應(yīng)生成的CaSO4，造成催化劑微孔的堵塞是催化劑性能下降的主要原因。

中毒過程：CaO首先表面沉積，由于在催化劑表面有活性物質(zhì)催化氧化SO2生成SO3，濃度相對較高，為快速反應(yīng)。生成的CaSO4的體積會膨脹14%左右，遮蔽反應(yīng)活性位。

3、 重金屬/堿金屬中毒

水泥窯灰中含有大量的Ca成分及少量的 K、Na等堿金屬，這些物質(zhì)會毒害催化劑表面的活性位，使催化劑失活。

 水泥窯灰中重金屬含量高（Cr、Pb、Hg、As、Tl），重金屬易在催化劑中富集，遮蔽活性活性，阻斷反應(yīng)進(jìn)行。

4、 吹灰系統(tǒng)

普遍采用聲波清灰器或蒸汽吹灰器（常用耙式清灰器）灰處理。德國蒂森克虜伯得益于其先進(jìn)的除塵清灰設(shè)施，普遍采用高溫高塵SCR脫硝技術(shù)。為提高我國高塵SCR應(yīng)用的普適性，清灰除塵技術(shù)方面還有待提升。

耐堿SCR脫硝催化劑

多年來，元琛科技始終堅持以科技創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從催化劑“質(zhì)構(gòu)-能效”關(guān)系出發(fā)，結(jié)合水泥窯煙氣工況，引入具有多酸性位點的第三金屬，增加酸性位點密度和數(shù)量，研制出了特種功能催化劑——耐堿SCR脫硝催化劑。

水泥脫硝工藝可分為低溫脫硝和高溫脫硝。低溫脫硝時，通過多技術(shù)協(xié)同抑制SO₂轉(zhuǎn)化，保障產(chǎn)品能夠在170-380℃之間具有較高活性和穩(wěn)定性；高溫脫硝時高硫塵對催化劑耐磨損能力和抗堿金屬能力要求高。

元琛科技9孔耐堿SCR脫硝催化劑，能用于含塵量100g/Nm³的工況。且針對催化劑耐磨性能采用了特殊工藝處理，從本質(zhì)上提高催化劑的強(qiáng)度和抗耐磨性能。

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