SCR煙氣脫硝催化劑模型的建立與研究.pdf

1、氮氧化物(NOx)是主要的大氣污染物之一，不僅對人類和動植物的健康有危害作用，還會造成酸雨、光化學煙霧、臭氧層破壞和溫室效應等諸多環(huán)境問題。選擇性催化還原技術(SCR)是目前國內外火電廠煙氣脫硝的主流工藝，具有經濟高效、運行穩(wěn)定等優(yōu)點。隨著NOx排放標準的日趨嚴格，SCR煙氣脫硝技術必將得到更為廣泛的推廣。SCR催化劑是SCR煙氣脫硝技術的核心所在，對SCR催化劑建立數學模型并進行模擬研究具有經濟、快捷和實用等特點，對于更好地認識SCR

2、催化反應及進行SCR催化劑優(yōu)化設計均具有積極的意義。
　　 本文針對目前已商業(yè)化的V2O5-WO3/TiO2催化劑建立了催化劑單孔道數學模型。模型以E-R機制為動力學基礎，同時考慮了氨氧化的副反應及孔道內反應的放熱效應。經過模擬結果與相關實驗結果對照，證明了模型的合理性。利用該模型計算了孔道內的濃度和溫度分布，模擬研究了不同運行參數及催化劑結構參數對脫硝效率的影響。模擬計算結果表明，沿孔道方向反應物濃度逐漸降低，而溫度略有提高。

3、在反應溫度為320～380℃、氨氮比為1.0～1.05和空速為3200h-1的運行條件下，單孔道SCR的NO轉化率可達到65％以上。另外，通過對催化劑孔形狀和孔節(jié)距大小的模擬計算發(fā)現，催化劑孔節(jié)距在設計時應小于10mm為宜，而蜂窩式催化劑較板式和波紋板式具有更高的脫硝效率。
　　 本文還以目前實驗研究中較普遍的MnOx-CeO2催化劑為模擬研究對象，以冪函數反應速率模型為其動力學基礎，建立了低溫SCR催化劑反應模型，計算了氨氮比

4、、空速、O2濃度、NO入口濃度及催化劑形狀等不同參數對催化劑脫硝效率的影響，并模擬了催化劑孔道和壁面的反應物濃度分布情況。計算結果顯示，當反應溫度大于150℃時，該催化劑的脫硝效率可達90%以上。運行時的氨氮比應控制在0.9-1.0之間，可同時滿足SCR反應需求和氨逃逸率的控制要求。當NO入口濃度從500mg/m3增加到2500mg/m3時，催化劑的脫硝效率略有降低，但總體保持在85%以上。沿孔道方向反應物濃度逐漸降低，且在催化劑孔道前