脫硝系統催化劑的影響因素

尾部脫硝系統方法是目前國際上常用的降低NOx的方法。常用方法中，選擇性催化還原脫硝法(SCR)的脫硝效率可以達到90%以上，具有較好的應用前景。簡要介紹SCR脫硝系統的基本原理和控制步驟，對影響脫硝催化劑效率的因素進行探討分析。
1 SCR脫硝系統基本原理
SCR脫硝系統技術就是利用還原劑在催化劑的作用下選擇性地將煙氣中的NOx反應生成對環境無害的氮氣和水。還原劑一般為碳氫化合物，應用較多的是氨氣。
燃煤煙氣中的NOx主要為NO，在沒有催化劑的條件下，NOx和NH3也可以發生化學反應，但只能在相對較窄的溫度范圍內進行，一般在930℃左右。通過選擇合適的催化劑，可有效的降低反應溫度，提升反應的效率。
SCR脫硝系統的反應過程主要分為以下幾個步驟：
(1)外擴散過程。外擴散即氮氧化物和氨氣從氣相主體中擴散到催化劑外表面的過程。
(2)內擴散過程。催化劑的活性中心一般存在于催化劑的內表面上，因此反應物需要在內表面的活性中心吸附才能發生反應。反應物質從催化劑外表面向內表面擴散的過程為內擴散過程。
(3)吸附過程。反應物在活性中心吸附的過程。
(4)催化反應。吸附在活性中心的反應物，在催化劑活性中心和一定溫度下發生催化還原反應，氮氧化物還原分解生成氮氣和水。
(5)脫附過程。反應產物從活性中心脫離的過程。
(6)內擴散過程。反應產物從活性中心脫附后通過催化劑的內表面向外表面擴散的過程。
(7)外擴散過程。反應產物從催化劑外表面向氣相主體中進行擴散傳質的過程。
以上七個步驟可以分為三大類：外擴散、內擴散及表面反應。外擴散主要與氣相主體的流速有關，內擴散主要與催化劑的孔道結構有關，表面反應主要與催化劑性質及反應溫度有關。