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催化劑的物相結(jié)構(gòu)表征在X-射線粉末衍射儀(德國Bruker D8-Advance型)上室溫下進行,使用Cu Kα射線源(λ=0.15418),Ni濾波,工作電壓為40kV,工作電流為40mA,掃描范圍2θ為10-90°,步長為0.02°,掃描速度為10°/min,萬特檢測器檢測。同時對孔密度增大的催化劑單元進行熱分析實驗,計算機模擬出干燥時應(yīng)力的釋放點,有效地避免了因應(yīng)力釋放不均導(dǎo)致的裂紋等缺陷。同時通過多孔催化劑配方調(diào)整,拓寬適用溫度窗口,實現(xiàn)多孔催化劑在160-550℃溫度區(qū)間的穩(wěn)定運行。據(jù)統(tǒng)計,我國目前在役、在建燃氣機組總裝機量已近11000萬千瓦。隨著裝機容量的不斷增加,國家及地方環(huán)保政策日趨嚴格,經(jīng)濟發(fā)達區(qū)域要求燃氣機組NOx“超低排放”。此前國內(nèi)燃氣機組用脫硝催化劑主要被進口催化劑品牌壟斷,而國內(nèi)尚無與之媲美的國產(chǎn)催化劑,更沒有在燃氣行業(yè)應(yīng)用案例。
近30年SCR催化劑在研究和應(yīng)用方面都取得一定進展,具體發(fā)展過程如圖1。發(fā)展至今,傳統(tǒng)SCR催化劑生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)已得到普及,但核心技術(shù)由國外的幾家大型公司掌握,如美國康寧公司、德國魯奇公司、日本BHK公司等。近年,電力行業(yè)SCR催化劑普及率接近飽和,面對日益嚴峻的環(huán)保壓力,在電力行業(yè)減排能力有限的情況下,非電行業(yè)(鋼鐵、焦化、水泥、玻璃)NOx 減排將成為重點。我國的脫硝市場還將不斷擴大,催化劑需求缺口也將擴大。
催化劑化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)物會化生改變,從而使化學(xué)反應(yīng)變增加或者減少、不會改變化學(xué)平衡、本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后沒有改變的物質(zhì)。催化劑使用范圍廣大部分工業(yè)中都會使用的催化劑,催化劑是一種能夠改變一個化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度,卻不改變化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)平衡位置,本身在化學(xué)反應(yīng)中不被明顯地消耗的化學(xué)物質(zhì)。加快化學(xué)反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)能力。
在非均相催化過程中,催化劑是固體物質(zhì),固體催化劑的表面存在一些能吸附反應(yīng)物分子的特別活躍中心,稱為活化中心。反應(yīng)物在催化劑表面的活性中心形成不穩(wěn)定的中間化合物,從而降低了原反應(yīng)的活化能,使反應(yīng)能迅速進行。催化劑表面積越大,其催化活性越高。因此催化劑通常被做成細顆粒狀或?qū)⑵涓捷d在多孔載體上。許多工業(yè)生產(chǎn)中都使用了這種非均相催化劑,如石油裂化,合成氨等,使用大量的金屬氧化物固體催化劑。該理論稱為“活化中心理論”。