三氧化钨助力催化SCR烟尘脱硝技术

氮氧化物的人为来源主要是燃料的燃烧。煤燃烧生成的氮氧化物作为一次污染物，会对人类的身体健康造成影响，危害最大的是 NO₂，主要影响人的呼吸系统，可引起支气管炎和肺气肿等疾病。

我国以煤炭为主的能源结构决定了在较长一段时间内火电厂将占据主导地位，在燃烧过程中产生大量的烟尘、SO₂、NO_x、CO₂和汞等重金属氧化物。与发达国家相比，我国现有煤电机组设备总体水平落后，能耗高，能源利用率低，进一步加剧了燃煤引起的大气污染。

SCR选择性催化还原技术是目前已成为世界上应用最多、最有成效的一种烟气脱硝技术。它具有反应温度较低，净化率高，运行可靠，二次污染小等优点，其催化后主要生成无毒无污染的N₂和H₂O。

在SCR选择性催化还原系统中，一般由氨的储存系统、氨和空气的混和系统、氨喷入系统、反应器系统及监测控制系统等组成，对火电厂来说，SCR反应器一般安装在锅炉省煤器与空预器之间，此处为高粉尘高温布置，此区间的烟温利于SCR脱硝还原反应，氨则喷射于省煤器与SCR反应器之间烟道内的适当位置，使其与烟气混合后通过催化剂在反应器内与NOx反应。催化剂安放在一个像固体反应器的箱体内。催化剂单元通常垂直布置，烟气由上向下流动。

催化剂是SCR技术中的核心之一，其成本约占SCR系统总成本的20%~40%，而且催化剂的性能直接影响NO_x的脱除效果。对于SCR系统，主要的三种商业催化剂为：贵金属型催化剂，金属氧化物型催化剂，分子筛型催化剂。

目前工业中使用最多的是金属氧化物型催化剂，因为它们最便宜。过往，钒钛类催化剂是我国SCR选择性催化还原系统的主用催化剂，但近年来，科学家发现，钛钨钒催化剂更具活性、选择性、抗氧化性和抗毒性，有望成为催化剂首选。

钛钨钒催化剂的制备以钛钨粉(WO₃/TiO₂)为原料，通过浸渍法负载活性成分五氧化二钒(V₂O₅)，然后除去过剩的溶液，经干燥、煅烧和活化制得V₂O₅—WO₃/TiO₂催化剂。

据国外的应用表明，加入WO₃后的钛钨钒选择性催化剂，WO₃作为助催化剂可以提高TiO₂载体的热稳定性，抑制锐钛矿型TiO₂的烧结和金红石化，增强催化剂的活性、表面酸性以及增强了催化剂对碱金属氧化物的抗中毒性能；另外，WO₃的存在还可以抑制SO₂的氧化，稳定V₂O₅的结构和形态特征，效果显著。

有学者使用进口V₂O₅—WO₃/TiO₂催化剂测试SCR效果，有了WO₃的助力，SCR脱硝比例达到了100%，比传统钒钛粉的效果提高了30%，效果非常明显，但是成本也提高了很多，对于有些企业，环保措施只是应付之举，提高环保成本就等于要了他们的命，这是钛钨钒SCR催化剂商业普及中最大的障碍。

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