中低溫SCR脫硝催化劑材料技術(shù)有一系列創(chuàng)新和應(yīng)用優(yōu)勢，比如材料的研發(fā)包括許多機(jī)理研究和原始創(chuàng)新，為實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用就需要在水泥生產(chǎn)實(shí)際工況條件下檢測中低溫SCR脫硝催化劑材料的各項(xiàng)性能。為此，相關(guān)團(tuán)隊(duì)對催化劑模塊進(jìn)行實(shí)際工況條件下的性能檢測，即建立多個(gè)微型反應(yīng)器，把體積為0.068m3催化劑模塊置入微型反應(yīng)器中，再通過旁路引入溫度約為200℃的含塵煙氣，通過測定進(jìn)出微型反應(yīng)器煙氣中NOx濃度，確定單體催化劑模塊的脫硝效率及其煙氣工況條件變化對催化劑材料性能的影響。

脫硝催化劑

經(jīng)過一年多的單體催化劑模塊試驗(yàn)研究，開始了中低溫SCR脫硝催化劑材料技術(shù)及工程化應(yīng)用的中試研究。中試研究首先是建立了高18m的小型SCR反應(yīng)器，催化劑3+1層布置，每層布置一個(gè)尺寸為1910×970×1010催化劑模塊，催化劑每層裝有吹灰裝置; 引入的煙氣量為10000 m3/h，溫度為200℃，含塵量為55g/m3；煙氣中NOx濃度平均為300 mg/m3，SO2濃度平均為600 mg/m3，但有時(shí)會(huì)高達(dá)1600 mg/m3。

在中試試驗(yàn)期間，研究工作重點(diǎn)考察中低溫催化劑材料長期性能，研究煙氣工況條件變化，包括SO2濃度變化對催化劑脫硝效率的影響。通過近2年中試裝置的連續(xù)運(yùn)行，驗(yàn)證了中低溫SCR脫硝催化劑材料的長期高效穩(wěn)定性，同時(shí)也驗(yàn)證了中低溫SCR脫硝工藝技術(shù)路線的可行性。2019年8月17日，“水泥窯中低溫SCR脫硝催化劑研發(fā)和應(yīng)用”通過由中國建材聯(lián)合會(huì)組織的項(xiàng)目鑒定，專家意見認(rèn)為“達(dá)到國際先進(jìn)水平”。

煙氣中SO2對催化劑材料及脫硝效率有較大的影響；其反應(yīng)過程是SO2與O2反應(yīng)生成SO3，而SO3又會(huì)與NH3反應(yīng)生成 (NH4)2SO4和NH4HSO4。這些硫酸銨鹽會(huì)吸附覆蓋在催化劑材料表面，即引起催化劑硫氨中毒失活。

有研究工作表明：在有催化劑作用的條件下，SO2會(huì)在300℃以上的溫度窗口內(nèi)迅速氧化成SO3，同時(shí)形成硫酸銨鹽，在煙氣溫度低于150℃條件下，冷凝吸附到催化劑材料表面。我們研究采用的中低溫SCR脫硝技術(shù)，溫度窗口在150℃~220℃之間，這樣既避免了催化劑材料在反應(yīng)器中對SO2高溫催化形成SO3，又防止了催化劑材料在反應(yīng)器中對硫酸銨鹽的低溫冷凝吸附。這一過程機(jī)理也已被中試試驗(yàn)所證實(shí)，也可以認(rèn)為是中低溫SCR脫硝技術(shù)的一個(gè)天然優(yōu)勢。