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第1章 氮氧化物的危害及排放1

1.1 氮氧化物1

1.1.1 氮氧化物特性1

1.1.2 氮氧化物与环境污染2

1.2 氮氧化物生成及排放清单7

1.2.1 氮氧化物生成机理及其影响因素7

1.2.2 氮氧化物主要来源8

1.3 氮氧化物排放控制法规及政策15

1.3.1 国外氮氧化物排放法规15

1.3.2 我国氮氧化物排放法规与政策21

参考文献26

第2章 氮氧化物控制方法及技术选择30

2.1 低NOx燃烧技术30

2.1.1 传统低NOx燃烧技术30

2.1.2 先进低NOx燃烧技术33

2.2 SNCR技术原理36

2.2.1 SNCR反应机理36

2.2.2 SNCR脱硝过程的影响因素38

2.2.3 SNCR脱硝工程设计和优化选择40

2.3 SCR技术原理45

2.3.1 SCR反应原理47

2.3.2 SCR工艺流程51

2.4 SNCR-SCR联合脱硝工艺56

2.4.1 SNCR-SCR技术原理56

2.4.2 SNCR-SCR工艺流程57

2.4.3 选择性还原脱硝技术比较58

参考文献60

第3章 脱硝催化剂基础研究方法62

3.1 催化作用的基本概念62

3.1.1 催化活性63

3.1.2 选择性66

3.1.3 稳定性68

3.2 SCR催化剂的组成及制备70

3.2.1 催化剂的组成70

3.2.2 催化剂常用制备方法73

3.3 SCR催化剂的性能评价及表征方法75

3.3.1 催化剂的活性评价76

3.3.2 催化剂物化及结构表征方法81

3.3.3 催化剂原位分析方法103

参考文献111

第4章 脱硝催化剂的设计与研制114

4.1 钒基脱硝催化体系115

4.1.1 钒基催化剂各组分作用115

4.1.2 钒和钨对催化剂活性的影响116

4.1.3 钒和钨对催化剂化学结构的影响118

4.1.4 钒基催化剂SCR反应机理123

4.1.5 新型低钒金属氧化物催化剂126

4.2 新型中高温非钒脱硝催化剂127

4.2.1 非钒氧化物脱硝催化剂127

4.2.2 分子筛脱硝催化剂140

4.3 中低温脱硝催化剂155

4.3.1 高钒氧化物催化剂155

4.3.2 非钒氧化物催化剂157

4.3.3 低温NH3-SCR反应机理169

4.3.4 主要烟气组分影响172

4.4 脱硝催化剂在协同控制技术中的应用177

4.4.1 燃煤烟气的硝汞协同控制177

4.4.2 催化剂脱硝脱硫脱二噁英协同控制193

参考文献200

第5章 商用脱硝催化剂制备工艺及工业化218

5.1 脱硝催化剂设计及性能评价218

5.1.1 脱硝催化剂性能参数设计218

5.1.2 脱硝催化剂性能测试方法220

5.2 催化剂原材料的制作流程及评价226

5.2.1 H2TiO3制备228

5.2.2 钛白粉制备232

5.2.3 复合氧化物载体制备234

5.3 商用催化剂的制造236

5.3.1 催化剂成型理论及关键组分236

5.3.2 商用催化剂制造流程237

5.3.3 四种催化剂的比较249

5.3.4 催化剂成型工艺优化实例249

5.4 催化剂生产线关键设备260

5.4.1 混炼机260

5.4.2 挤出成型机261

5.4.3 涂敷机261

5.4.4 成型模具262

5.4.5 输送系统263

5.4.6 干燥室264

5.4.7 隧道窑炉265

5.5 催化剂的封装运输及安装266

5.5.1 蜂窝式及板式催化剂的封装运输266

5.5.2 商用催化剂的安装271

参考文献272

第6章 SCR脱硝系统设计及调试275

6.1 SCR脱硝系统介绍275

6.1.1 SCR脱硝系统组成275

6.1.2 SCR脱硝系统的基本布置形式276

6.1.3 SCR脱硝系统的主要设备279

6.2 SCR脱硝反应器的设计283

6.2.1 SCR脱硝反应器设计原则及要求283

6.2.2 SCR脱硝反应器设计方法284

6.2.3 SCR脱硝反应器的常规结构形式285

6.3 SCR脱硝系统流场优化设计287

6.3.1 流场优化设计目的287

6.3.2 流场优化设计的一般过程288

6.3.3 CFD数值模拟288

6.3.4 物理模型试验292

6.3.5 SCR流场优化设计案例分析294

6.3.6 流场优化设计的注意事项320

6.4 还原剂的选择及装备320

6.4.1 还原剂的选择320

6.4.2 液氨法还原剂制备系统327

6.4.3 尿素法还原剂制备系统329

6.5 SCR脱硝过程控制系统简介334

6.5.1 控制原理及方法334

6.5.2 典型控制回路及控制策略336

6.5.3 CEMS检测系统343

6.6 SCR脱硝系统调试349

6.6.1 SCR脱硝系统调试内容349

6.6.2 调试前的准备349

6.6.3 分系统调试351

6.6.4 SCR脱硝系统整套启动调试357

6.6.5 调试质量管理和过程评价362

6.7 SCR脱硝系统性能验收试验364

6.7.1 试验目的364

6.7.2 性能保证指标364

6.7.3 测试项目及方法365

6.7.4 试验条件367

6.7.5 试验流程368

6.7.6 试验数据分析368

参考文献369

第7章 脱硝反应系统运行及维护371

7.1 ABS现象的形成及控制371

7.1.1 ABS的形成与危害371

7.1.2 ABS现象的防治378

7.2 SCR脱硝设备的运行维护及优化调整394

7.2.1 运行维护394

7.2.2 运行优化调整404

7.3 催化剂管理423

7.3.1 催化剂管理内容423

7.3.2 催化剂性能检测与评价424

7.3.3 催化剂更换策略437

7.3.4 案例分析439

参考文献441

第8章 脱硝催化剂中毒分析及再生443

8.1 催化剂中毒机制及分类443

8.1.1 脱硝催化剂物理中毒443

8.1.2 脱硝催化剂化学中毒446

8.2 脱硝催化剂再生463

8.2.1 脱硝催化剂再生概述463

8.2.2 再生液的开发与选择464

8.2.3 脱硝催化剂再生工艺与性能指标465

8.2.4 脱硝催化剂再生案例474

8.3 废SCR催化剂的处置479

8.3.1 废SCR催化剂的产生与危害480

8.3.2 废SCR催化剂的综合处理处置技术481

参考文献488

第9章 脱硝工程实例493

9.1 某燃煤电厂SCR脱硝工程493

9.1.1 项目概述493

9.1.2 设计条件及原则493

9.1.3 工程及设备494

9.1.4 脱硝运行性能499

9.1.5 存在问题及建议500

9.1.6 脱硝设备优化改造502

9.2 某电厂燃机余热锅炉SCR工程506

9.2.1 项目概述506

9.2.2 设计条件及原则506

9.2.3 工程及装备507

9.2.4 脱硝运行性能511

9.2.5 存在问题及建议512

9.3 某中小型燃煤锅炉SCR脱硝工程513

9.3.1 项目概述513

9.3.2 设计条件及原则514

9.3.3 关键设备设计515

9.3.4 脱硝运行性能520

9.3.5 存在问题及建议520

9.4 某钢铁厂烧结烟气SCR工程520

9.4.1 项目概述520

9.4.2 设计条件及原则520

9.4.3 工程及装备522

9.4.4 系统运行性能525

9.4.5 存在问题及建议525

9.5 某水泥厂窑尾烟气脱硝SNCR工程526

9.5.1 项目概述526

9.5.2 设计条件及原则526

9.5.3 工程及装备528

9.5.4 脱硝运行性能530

9.5.5 存在问题及建议530

9.6 某玻璃厂SCR改造工程530

9.6.1 项目概述530

9.6.2 设计条件及原则531

9.6.3 工程及装备533

9.6.4 脱硝运行性能537

9.6.5 存在问题及建议537

9.7 某垃圾焚烧电厂脱硝工程538

9.7.1 项目概述538

9.7.2 设计条件及参数538

9.7.3 工程及装备542

9.7.4 脱硝运行性能545

9.7.5 存在问题及建议546

附录547

附录1 SCR几何模型多角度视图547

附录2 最终优化设计方案多角度视图548