复合空心球负载中温SCR催化剂的制备

单 丹^1，2，范道荣^1，2，雷云路^1，2，郑金召^1，2，唐新宇^1，2，王永刚^1，2，程兆环^1，2

（1.天津中材工程研究中心有限公司，天津 300131；

2.中国建材集团有限公司，北京 100036）

摘  要：以复合空心球为载体，在其表面包裹中温SCR催化剂粉末，从而得到了球型中温脱硝催化剂，并考察了其脱硝效果以及微观形貌。制备球型脱硝催化剂的工艺流程是在复合空心球表面均匀包裹适量胶黏剂，然后将其与适量催化剂粉末混合，在70～80℃下滚动成型0.5～1.0h，最后在150℃的烘箱中继续固化1～2h。在此条件下制得的球型中温脱硝催化剂，在180℃下的脱硝效率为25%~35%。扫描电镜和能谱分析结果显示，催化剂表面由活性粉末与树脂胶黏剂组成。暴露于表面的活性粉末起到脱硝效果，但是由于胶黏剂对活性粉末包裹严密，因此脱硝效率低于预期。

关键词：中温SCR；催化剂；球型

0 引言

随着水泥行业超低排放改造的深入推进，SCR催化剂在国内得到了更广泛的应用^【1-3]。根据外观形状不同，脱硝催化剂目前主要分为蜂窝式、板式与波纹式3种。其中，蜂窝式催化剂的比表面积最大，在同等条件下所需体积最小，可有效减小脱硝反应器体积，降低SCR脱硝系统的建设成本；此外，蜂窝式催化剂还具有抗堵塞及耐磨性能相对较好等特点，适用于水泥窑运行工况，其可靠性和催化活性已得到了认证。

据统计，目前国外水泥窑SCR脱硝系统中，以蜂窝式催化剂为主^[6]。但是由于其蜂窝状的特殊外形，催化剂在烧结过程中表面和内部的烧结程度存在较大差异，影响了其整体抗压强度和耐磨性能；此外，由于水泥窑中粉尘含量较高，蜂窝式催化剂的孔道仍容易发生堵塞，导致脱硝效率降低，系统阻力增加。为了保证脱硝系统运行效率，需要采用声波或压缩空气定期对催化剂表面进行吹扫，以保持孔道畅通，因此也增加了系统的前期投资和运行电耗。

水泥窑SCR脱硝技术存在高温高尘、高温中尘、中温中尘、低温低尘4种方案。根据文献介绍，从技术可靠性、经济性等方面综合考虑，较为合适的技术路径为“高温中尘”和“中温中尘”^[7]。其中，中温中尘方案具有系统压降少、占地面积小、投资费用低等优势，得到行业内的广泛关注。研究以复合空心球为载体，在其表面包裹常规中温SCR催化剂粉末，从而得到一种呈离散型的中温SCR催化剂球型颗粒，能够克服传统蜂窝式催化剂力学性能差、易堵塞、活性组分利用率低等缺点，同时具备容重低、成本低、易再生等优点，在水泥窑SCR脱硝领域具有很好的推广价值。目前，国内外尚无离散颗粒型SCR催化剂应用于水泥窑的相关报道。

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