1、新型波纹式 催化剂与蜂窝式催化剂对比研究展 飞 展宗城 侯 肖 郭 聪（青岛华世洁环保科技有限公司，山东 青岛）摘 要：介绍了波纹式脱硝催化剂与蜂窝催化剂性能，从孔结构、比表面、几何比表面、体积密度、催化性能、耐热冲击、催化单元、催化模块进行了对比，以期为相关使用人员提供参考意见。关键词：波纹式结构；脱硝催化剂；对比中图分类号：文献标志码：，（，）：，：；（）即选择性催化还原法脱硝技术，是目前已知的最成熟的脱硝技术。催化剂是 脱硝技术的核心，工业上应用的 催化剂主要是钒钛体系。催化剂通常采用模块化结构供应，按照结构分为蜂窝式、板式、波纹式。其中波纹式脱硝催化剂在制造工艺及结构上结合了前两种催化
2、剂的长处，弥补了蜂窝式、板式催化剂的短处，具有脱硝效率高、质量轻、耐磨、抗腐蚀、抗热冲击高的特点。基于板式催化剂市场份额与蜂窝式 催化剂相比较少，本文结合某厂制备的蜂窝型 催化剂和某厂制备的波纹式 催化剂进行对比，分析了波纹式 催化剂优势。原理基本原理：选择吸附在催化剂表面的酸性位，并活化为 ，与气相或弱吸附的 反应，消耗表面活性 物种，生成 和；气相 通过催化剂内传递更新表面，完成催化循环。反应方程：在实际应用中，还原剂 还会发生副反应，导致催化剂活性降低以及产生 等新污染物。主要副反应如下：波纹式 催化剂与蜂窝式 催化剂对比 波纹式与蜂窝式催化剂本文选取的两个厂家的催化剂，均为钒钛体系催化
3、剂，其有效活性组分成分接近，催化剂均为非电力行业固定源低温 脱硝项目，其中波纹式 催化剂采用真空涂覆形式成型，而蜂窝式 收稿日期：；修回作者简介：展飞（），男，硕士，高级工程师，研究方向：环保工程。：年第 期环 保 科 技 催化剂采用挤出式成型方法。不同规格的催化剂除孔径大小有区别外，其他成分均一致。蜂窝式 催化剂一般为均质催化剂。将、等混合物通过一种陶瓷挤出设备，制成截面为 、长度不等的催化剂元件，然后组装成标准模块。波纹式 催化剂的制造工艺一般以用玻璃纤维加强的 为基材，将、等活性成分浸渍到催化剂的表面，以达到提高催化剂活性、降低 氧化率的目的。波纹式 催化剂和蜂窝式 催化剂均有较多的规格
4、型号，本文选用的两个厂家的非电力行业低温（使用温度 ）催化剂型号如表 所示。表 两种催化剂的规格型号波纹式 催化剂规格型号孔高 波（）壁厚（）蜂窝式 催化剂规格型号孔高 波（）壁厚（）形貌分析波纹式 催化剂均匀涂覆在三维孔结构（）纤维中，形成大量中孔、微孔，而蜂窝式 催化剂板结比较厉害，孔道比较单一。丰富的通道，可以提高气体的扩散速率，增加催化剂的反应活性。二种 催化剂 对比见图。孔结构分析对两种催化剂进行孔径分析：波纹式 催化剂比蜂窝式具有更高的比表面积，更大的孔容，主要为介孔主导，可以降低副反应的发生。二种催化剂孔结构对比见图 及表。图 两种 催化剂 对比图 两种 催化剂 及孔容孔径对比
5、年第 期环 保 科 技 表 两种 催化剂 及孔容孔径数据样品 比表面（）比表面（）孔容（）平均孔径 波纹式蜂窝式 几何比表面积分析波纹式 催化剂，几何比表面积明显高于蜂窝式，其中 孔，蜂窝式、波纹式的几何比表面积分别为 和 ；两种催化剂，折算相同孔数，波纹式催化剂的几何比表面积高约。二种催化剂几何比表面积对比见图。体积密度蜂窝式 催化剂，孔密度提高，体积密度呈升高趋势，其中 孔，体积密度为 ；波纹式 催化剂，折算孔数相同，体积密度明显低于蜂窝式，基于不同孔数，波纹式体积密度低。二种催化剂体积密度对比见图。图 两种 催化剂几何比表面积对比图 两种 催化剂体积密度对比 催化剂性能测试条件：，氨氮摩
6、尔比:，。波纹式 催化剂比蜂窝式 催化剂在低温时具有更优异的活性，具体表现为：波纹式 催化剂在 ，出口 ，转化率 ；此时蜂窝 催化剂，转化率 ；蜂窝式 催化剂需在 ，出口 ，转化率 。进一步验证，波纹式催化剂三维孔结构可以提高催化剂的低温反应活性。二种催化剂转化率对比见图。热冲击测试条件：升温，降温。蜂窝 催化剂孔壁出现开裂，波纹式 催化剂无开裂现象。波纹式 催化剂内部由柔性纤维交织构成骨架，具有优异的抗热冲击性能。波纹式 催化剂升温速率可达 ，蜂窝 催化剂升温速率不超过 。二种催化剂热冲击对比见图。年第 期环 保 科 技 催化单元与催化模块波纹式催化剂单元：（）；重量约 个；模块：安装 层；
7、密封：采用热膨胀衬垫密封，密封面积小。蜂窝式催化剂单元：（）；重量约 个；模块：多个催化剂单元组装，数量多、截面小，组装复杂，不易更换；密封：密封面积大，尺寸精度要求高，易发生泄漏。二种催化剂组装对比见图。图 两种 催化剂转化率对比图 两种 催化剂热冲击对比图 两种 催化剂组装对比 应用领域蜂窝式 催化剂：主要应用在燃煤电站、烧结炉、水泥、玻璃、陶瓷等的窑炉，烟气中颗粒物较多，对催化剂性能要求较低。波纹式 催化剂：主要应用在燃气轮机、石油裂化、垃圾焚烧等领域，这些行业烟气中颗粒物较少（或除尘后进行脱硝），炉体空间受限，催化剂空速较大，对催化剂性能要求较高 结论本结论仅限于所选取两种类型的催化剂样品，与蜂窝式 催化剂相比，在含尘量较低，对空速要求较高的工况下，波纹式 催化剂具有一定的优势：（）波纹式 催化剂具有三维孔结构，提高气体与催化剂的接触面积，进而提高催化剂低温反应活性。（）波纹式 催化剂几何比表面积大，同等工况可减少使用体积，体积密度低，减少脱硝工程投资。（）波纹式 催化剂具有优异的抗冲击性能，催化单元大，减少密封面积，便于安装。参 考 文 献 ，（）：贺亚飞，李立，蒋宗安，等 波纹式脱硝催化剂及在燃煤电厂的应用 中国环保产业，（）：赵毅，孙中豪，曾韵洁 低温 脱硝催化剂的研究进展 化工环保，（）：年第 期环 保 科 技