三氧化鎢助力催化SCR煙塵脫硝技術

氮氧化物的人為來源主要是燃料的燃燒。煤燃燒生成的氮氧化物作為一次污染物，會對人類的身體健康造成影響，危害最大的是 NO₂，主要影響人的呼吸系統，可引起支氣管炎和肺氣腫等疾病。

我國以煤炭為主的能源結構決定了在較長一段時間內火電廠將佔據主導地位，在燃燒過程中產生大量的煙塵、SO₂、NO_x、CO₂和汞等重金屬氧化物。與發達國家相比，我國現有煤電機組設備總體水準落後，能耗高，能源利用率低，進一步加劇了燃煤引起的大氣污染。

SCR選擇性催化還原技術是目前已成為世界上應用最多、最有成效的一種煙氣脫硝技術。它具有反應溫度較低，淨化率高，運行可靠，二次污染小等優點，其催化後主要生成無毒無污染的N₂和H₂O。

在SCR選擇性催化還原系統中，一般由氨的儲存系統、氨和空氣的混和系統、氨噴入系統、反應器系統及監測控制系統等組成，對火電廠來說，SCR反應器一般安裝在鍋爐省煤器與空預器之間，此處為高粉塵高溫佈置，此區間的煙溫利於SCR脫硝還原反應，氨則噴射於省煤器與SCR反應器之間煙道內的適當位置，使其與煙氣混合後通過催化劑在反應器內與NOx反應。催化劑安放在一個像固體反應器的箱體內。催化劑單元通常垂直佈置，煙氣由上向下流動。

催化劑是SCR技術中的核心之一，其成本約占SCR系統總成本的20%~40%，而且催化劑的性能直接影響NO_x的脫除效果。對於SCR系統，主要的三種商業催化劑為：貴金屬型催化劑，金屬氧化物型催化劑，分子篩型催化劑。

目前工業中使用最多的是金屬氧化物型催化劑，因為它們最便宜。過往，釩鈦類催化劑是我國SCR選擇性催化還原系統的主用催化劑，但近年來，科學家發現，鈦鎢釩催化劑更具活性、選擇性、抗氧化性和抗毒性，有望成為催化劑首選。

鈦鎢釩催化劑的製備以鈦鎢粉(WO₃/TiO₂)為原料，通過浸漬法負載活性成分五氧化二釩(V₂O₅)，然後除去過剩的溶液，經乾燥、煆燒和活化制得V₂O₅—WO₃/TiO₂催化劑。

據國外的應用表明，加入WO₃後的鈦鎢釩選擇性催化劑，WO₃作為助催化劑可以提高TiO₂載體的熱穩定性，抑制銳鈦礦型TiO₂的燒結和金紅石化，增強催化劑的活性、表面酸性以及增強了催化劑對鹼金屬氧化物的抗中毒性能；另外，WO₃的存在還可以抑制SO₂的氧化，穩定V₂O₅的結構和形態特徵，效果顯著。

有學者使用進口V₂O₅—WO₃/TiO₂催化劑測試SCR效果，有了WO₃的助力，SCR脫硝比例達到了100%，比傳統釩鈦粉的效果提高了30%，效果非常明顯，但是成本也提高了很多，對於有些企業，環保措施只是應付之舉，提高環保成本就等於要了他們的命，這是鈦鎢釩SCR催化劑商業普及中最大的障礙。