2.1.1  催化劑選型設計 

SCR 催化劑選型設計是 SCR 脫硝系統(tǒng)設計的關鍵環(huán)節(jié)，主要由煙氣參數(shù)、灰分組成、設計要求等決定。催化劑選型設計主要包括配方、結構、停留時間或空

間速度、系統(tǒng)壓降、SO2 氧化率、氨氮摩爾比、目標脫硝效率等內容。 

（1）配方 

SCR 催化劑配方是指活性劑、助催劑、載體等成分配比。商業(yè) SCR 催化劑活性劑主要為 V2O5，活性劑對催化反應起決定性作用，催化劑中V2O5 含量的不同使催化劑具有不同的最佳活性溫度區(qū)間。WO3 或 Mo O3 是常用的催化劑助催劑，助催劑能加強催化劑熱穩(wěn)定性，提高活性、選擇性和機械強度。Ti O2 

作為載體可以支撐、分散、穩(wěn)定催化活性物質。根據(jù)具體工程項目中煙氣的溫度、NOx 含量、硫的含量、灰分的大小及 Ca、As 等元素含量等參數(shù)的大小，來確定催化劑中各成分含量的配比。 

（2）結構 

商用蜂窩式催化劑單體截面尺寸一般為 150 mm*150 mm，長度為 500 ~1300 mm。蜂窩孔道可以作為催化劑的基本組成單元，結構參數(shù)包括壁厚(δ)、節(jié)距(s)、比表面積等。壁厚和節(jié)距共同決定了催化劑孔數(shù)。根據(jù)煙氣中飛灰濃度應選取適 當孔數(shù)催化劑，飛灰濃度越低，孔數(shù)越多，催化劑阻力也越大。  

（3）停留時間或空速

 通常用空間速度（Space velocity）來衡量催化劑的脫硝反應過程的充分程度。其定義如式（2 - 1）：

空速越小反應時間越長。工程上常用的單位為h?1。反應器的空間速度由試驗決定。空間速度降低時 NOx 的脫除率上升，即對于給定的煙氣流率，催化劑量要增加。 

（4）系統(tǒng)壓降

 SCR 煙氣脫硝系統(tǒng)的增加會帶來上下游設備壓力的變化，進而影響其他設備的運行情況。所以無論是在設計前還是運行后都要考慮 SCR 系統(tǒng)壓力的影響。

 （5）SO2 

氧化率對于實際煙氣中含有的 SO2 在脫硝過程中被氧化，SCR 反應器入口氨氮比在 1 以下，氨氣理論上會在脫硝反應中反應完全，但由于催化劑老化、中毒或活性溫度窗口變化，噴氨不均等造成氨逃逸。還原劑氨會與 SO3 生成硫酸氫銨或硫酸銨。硫酸氫銨黏附在下游設備會造成設備腐蝕。所以要盡量控制 SO2 轉化率。

（6）氨氮摩爾比 

NSR 氨氮摩爾比定義為：

根據(jù) SCR 反應化學方程式，對于氨參加的還原反應，理論上化學當量比為 1。反應物和脫除的 NOx 量之間有 1:1 線性關系的假設，化學反應速率和煙氣中其他與 NH3 反應物質的競爭。實際燃煤鍋爐 SCR 煙氣脫硝系統(tǒng)中氨氮比選取 1~1.1 之間。

   （7）脫硝效率

 對于特定的 SCR 脫硝過程，當所選用的催化劑確定時，脫硝效率是氨氮摩爾比、反應時間、反應溫度等的函數(shù)。 

實際上，影響催化劑選型的因素遠不止以上幾種，SCR 催化劑設計是一種挑戰(zhàn)，只有在完整考慮了布置方式、脫硝效率、煙氣組分、SO2 氧化控制、催化劑活性、脫硝系統(tǒng)運行情況、以及對其他設備的影響等之后，反復計算調整，才能得到適合的催化劑用量。設計流程如圖