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形态存在，当V2O3含量达到6.6%时，它在载体上形成新结晶区，使催化剂活性下
而进战配硝效率降低。因此，工程催化剂中V2O3的含量不宜超过6.6%，图358和图
A为化剂的接触特性和泄漏特性，也表达催化剂的主要性能
16
脱硝率为30%
定14
气体温度350℃
要12
LE
1.0
10000
0
SWhI
000
漏泄NH
0.00
图358催化剂性能(三)
图359催化剂性能(四)
化剂的组成对它的性能具有决定性的影响。如前所述，催化剂的基本材料是V-Ti，增
加剂可以改善其性能，例如添加W能提高热稳定性，添加Mo能提高对SO2的抗性，
向SO3的转化速率。采用TiSi双料载体，可以达到活性和钝化特性。NC
应和SO2的氧化反应都取决于气体从催化剂的外表面向活性区域扩散的速率，然而
效的部位是外表面，因此设计要求气流在催化剂层的全断面上分布均衡和在催化剂内
为了提高表面反应的速率，有人曾研究将V组分优先分散在催化剂的间壁表面
引发SO2氧化反应的情况下达到高的脱硝效率，抗毒性能仍保持不变。
化剂的结构型式
中的活性氧化物可以用浸渍的办法附于载体表层，也可以用它的粉末物料与载体
制而成。SCR催化剂常用后法制备。首先将V2O5和TiO2研磨成微细颗粒状，
和黏结剂，经充分混匀，挤压成型，最后在一定温度下焙烧，便制得成品催
的结构型式很多，采用何种型式，应视不同用途而定，工业上常用板式、波纹状
灰的沉积和腐蚀具有较强的抗力，从机械强度和表面利用率来看，蜂房式和波
且安装和更换方便，因此，大型立式SCR反应器常采用这种结构的催化剂。
小式反应器，颗粒状和管式催化剂仅见于小气量处理设备(图式中，A为催化剂活性，g/(s·g催化剂)；mg为反应严物生成量，g；m。为化
在催化反应器设计中常用空间速度(Sv)表征活性。催化剂只有在一定的
g；t为反应时间，s。
有活性：温度太低，活性不明显；温度太高，催化剂会受到损坏。
(2)选择性催化剂的选择性是指只对特定的反应起催化作用的特性。从热力学角度看
果反应可能同时向几个平行方向进行，通常在一定条件下催化剂只对一个反应方向起加
选择性强，副反应少，可减少无谓的原料消耗。催化剂选择性的大小常用反应所得目的产
量与反应物消耗的质量之比来表示。
(3)稳定性催化剂的稳定性是指操作过程中催化剂保持活力的能力，它包括热稳定
械稳定性和抗毒性。催化剂的寿命是反映稳定性的重要指标，它与催化剂材料、组成有关
定于工作条件，正常情况下，催化剂的寿命在20000~30000。
理论上，催化剂性质不因反应而变，但实际上催化剂会逐渐失活和钝化，造成其失话
有机械原因、物理原因和化学原因三类。机械原因主要是含尘气体冲刷，引起催化剂磨损福
物在催化剂表面的沉积、覆盖，物理原因主要是温度过高使催化剂烧结熔化，甚至引起烧
学原因主要是某些物质如硫、砷、重金属等与活性中心牢固结合，或者某些重化合物在催化90
面积累，使其活性下降，甚至失活。前两种原因引起的失活过程称为催化剂衰变或老化
应
称为催化剂中毒
由可逆过程引起失活的催化剂，可经过的
恢复部分或大部分活性。图356描述常用不列
的性能特点。
懂化3
SCR催化剂分为贵金属和非贵金属两大0剂
A3001贵金属催化剂(如Pt)因其价格昂贵，且合压制
]11作用，工业上常不采用。非贵金属催化剂(如
LV
Ti)价格虽低，但催化效率不算太高，并要剂
高温度(300~400℃)下使用(见图356)
气体温度/℃
贵金属催化剂中，有Fe系、A系、T系和鱼化剂
图3-56催化剂性能(一)
等，在相同条件下，Fe系和A1系催化剂的。它对
效率很低，更为重要的是它们对SO3的抗性较差，因而使用寿命短，常不被采用。工业应，
广泛的是V/Ti系，它兼有V系和Ti系的优势，脱硝效率较高，可达90%以上，对S的朋
力强，使用寿命能超过28000h。
通常V/Ti系催化剂中的V2O5是活性组分。TiO2则是性状优越的载体材料。在制备
时，为了改善性能还要适量掺合某些添加剂，添100
加剂的用量很少，但作用甚大，例如用Mo、W
Mn、Cr的氧化物作为添加剂可以调节和提高催
化剂的热稳定性、抗硫和抗腐蚀中毒的能力以及
机械强度。图3-5-7为脱硝催化剂的特性。
50
在一定条件下，脱硝效率是随催化剂中菡
V2O含量的增加而增加的。然而，当V2O5含
量超过6.6%时，脱硝效率不增反降。这种现象
主要是由V2O5在TiO2载体上的分布状态造成
的。红外光谱分析揭示，当V2O5含量在1.4%~
NHy摩尔比
4.5%时，它在载体上的分布是均匀的，并以等
图35-7催化剂性能(二称为催化
关键
实际应用的催化剂是将具有催化活性的物质附载于适当的结构载体上，催化剂通常由活性物
轴让继的催研蛋据事“让要唑强Y叫坚耻“B彩障那卿
(1)活性物质能单独对化学反应起催化作用，可单独用作催化剂，用于气体净化的主要是
量闻，金属盐和金属氧化物。
孙县手划否副Y国喜心2国‘田斗那耻召*摩那(2)
化剂又称助剂或添加剂，它还可以提高主活性物质对反应的选择性和稳定的催化性能，助
(3)载体赖以承载主活性物质和助催化剂。基本功能是：提供大的比表面积，提高活性物
和助催化剂的分散度和催化效能；改善催化剂的传热、抗热耐磨性和机械强度。因此要求选用
有一定强度和导热性，化学和热稳定性俱佳的多孔材料作载体
常用的载体材料有氧化铝、铁矾士、沸石、陶土、活性炭、金属等。载体的形状有网状、球
片(板)式、柱形、波纹状、蜂窝式等，以阻力小、比表面积大、填装方便为原则。催化剂
数剂可采用喷涂和浸渍等方法附于载体表面，也可以与载体材料混合成型。几种常用的净化气
5染物的催化剂的组成如表3-5-1所列。
表351
催化剂
态方物的化的想
活性物质
载体
途
SiOn
含量6%~12%
催化剂K2O或N
有色治炼厂
硫酸厂
气回收制酸
PPd含量0.5%
AlO3·SiO2
SO
Cu、CrO2
AlzO
AgO
及化
Pt、Pd
N、NO3、A2O3
N
0caO、Mn2O、稀土金属氧化物
Al2O
有机废气的净化
P(0.1%)、Pd、Rh
砖铝小球、蜂窝陶瓷
CO+HC→CO2+H2O
碱土、稀土和过渡金属氧化物
aA2O3、yAl2O3
汽车尾气净化
活性炭
V以下)
燃烧烟气净化
sO2→H2SO4
TiO
NO
N2
2。催化剂的性能
催化剂的性能主要有三项：活性、选择性和稳定性。
活性和选择性是催化剂在动力学范围
化最灵敏的指标，是选择和控制反应
基本依据
中v2O
)活性催化剂的活性是衡量催化
能高低，亦即加速反应速率效能大小與
施，它取决于比表面积的大小和活性
低V2O
N的密度，与化学成分、制备工艺有关。密
高V2O
程化剂的活性与V2O5的含量和温度
剂热话性通常用特定反应条件下，
(体积)的催化剂在单位时
应产物量表示
温度/℃
图355催化剂反应活性
