低温SCR脱硝催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。

催化剂的活性温度范围是重要的指标。反应温度不仅决定反应物的反应速度,而且决定催化剂的反应 活性。如V2O5-WO3/TiO2催化剂,反应温度大多设在280~420℃之间。如果温度过低,反应速度慢,甚至生 成不利于NOx降解的副反应;如温度过高,则会出现催化剂活性微晶高温烧结的现象。

几何特性参数

节距/间距。这是催化剂的一个重要指标,通常以P表示。其大小直接影响到催化反应的压降和反应停留时间,同时还 会影响催化剂孔道是否会发生堵塞。对蜂窝式催化剂,如蜂窝孔宽度为(孔径)为d,催化剂内壁壁厚为t, 则:Pd+t

对平板和波纹式催化剂,如板与板之间宽为d,板的厚度为t,则:P=d+t

由于SCR装置一般安装在空预器之前,飞灰浓度可大于15g/m3(干,标态),如果催化剂间隙过小,就会造成 飞灰堵塞,从而阻止烟气与催化剂接触,效率下降,磨损加重。一般情况下,蜂窝式催化剂堵灰要比平板式 严重些,需要适当地加大孔径。燃煤电站SCR脱硝工程中的蜂窝式催化剂节距一般在6.3~9.2mm之间,同等 条件下,板式催化剂间距可以比蜂窝式稍小些。

比表面积。比表面积是指单位质量催化剂所暴露的总表面积,或用单位体积催化剂所拥有的表面积来表示。由于脱 硝反应是一个多相催化反应,且发生在固体催化剂的表面,所以催化剂表面积的大小直接影响到催化活性 的高低,将催化剂制成高度分散的多孔颗粒为反应提供了巨大的表面积。蜂窝式催化剂的比表面积比平 板式的要大得多,前者一般在427~860m2/m3,后者约为其一半。

孔隙率和比孔体积。孔隙率是催化剂中孔隙体积与整个颗粒体积之比。孔隙率是催化剂结构直接的一个量化指标,决定了 孔径和比表面积的大小。一般催化剂的活性随孔隙率的增大而提高,但机械强度会随之下降。比孔体积 则指单位质量催化剂的孔隙体积。

平均孔径和孔径分布。通常所说的孔径是由实验室测得的比孔体积与比表面相比得到的平均孔径。催化剂中的孔径分布很重要 ,反应物在微孔中扩散时,如果各处孔径分布不同,会表现出差异很大的活性,只有大部分孔径接近平均孔 径时,效果佳。