탈 질 은 주로 석 탄 연 소 산업 에서 발생 하며 , 석 탄 연 소는 미 세 입 자 , SO 2, 질 소 산 화 물 (NO x) 등 과 같은 많은 대기 오염 물질 을 생성 하며 , 이 중 NO x 는 일반적으로 탈 질 촉 매 를 사용하여 제거 됩니다 .

통 계에 따르면 2019 년 중국의 에너지 소비 총 량은 약 48 억 6 천 만 톤 의 표준 석 탄 이며 , 그 중 전 력 산업 은 23 억 7 천 만 톤 의 석 탄 을 소비 했으며 , 야 금 , 건축 자 재 , 화학 산업 등 주요 비 전 력 산업 은 약 절반 을 차지 했습니다 .현재 석 탄 화 력 발전 은 우리나라 의 전 력 생산 의 주요 방법 중 하나입니다 .我国高度重视燃煤电厂超低排放问题，燃煤电厂NOx的排放限值为50mg 2017 년 1 월 , 환경 보 호 부는 석 탄 연 소 오염 예방 및 통제 방 안을 표준 화 하기 위해 화 력 발 전 소 오염 예방 및 통제 기술 정책을 발표 했습니다 . 2017 년 말 , 국가 표 준 화 관 리 위원회 (National Stand ardi zation Management Committee) 는 " 연 도 가스 탈 질 촉 매 재생 기술 사 양 " 을 발표 하여 중국의 탈 질 촉 매 재생 기술 과 석 탄 산업 의 발전 을 더욱 촉진 했습니다 . 2019 년 말 까지 전국 화 력 발전 설치 용 량은 11 90 55 억 kW 이며 석 탄 발전 기의 86% 가 초 저 배출 을 달성 했으며 중국은 세계에서 가장 큰 초 저 배출 청 정 석 탄 전 력 공급 시스템을 구축 했습니다 .

철 강 , 시 멘 트 , 야 금 , 코 크 스 , 석 탄 화학 , 산업 보일 러 및 산업 가 마 와 같은 비 전기 석 탄 산업 은 전 력 산업 을 제외하고 석 탄 소비 가 가장 큰 분야 이지만 배출 기준 및 관리 수준 은 석 탄 발전 소 산업 보다 훨씬 낮 으며 NO x 배출 량은 국가의 3 / 4 이상을 차지 합니다 .기술의 업데이트 와 산업 보일 러 및 시 멘 트 생산 끝 관리 조치 의 보 급 으로 NO x 배출 량은 2011 년에 점차 적으로 상승 하는 것을 중단 했으며 2017 년 이후 국가 및 지방 정부는 비 전 력 산업 의 NO x 배출 기준 을 높 이고 배출 관 리를 강화 했습니다 . 2019 년 , 중국의 철 강 산업 의 원 강 생산 량은 9 억 96 00 만 t 에 도달 했으며 초 저 배 출 개 조 를 완료 한 생산 능력 은 총 생산 능력 의 6 2. 6% 에 달 했다 .통 계에 따르면 2019 년 철 강 산업 에서 제안 되고 새로 건설 된 초 저 배출 프로젝트 중 47 개의 탈 질 프로젝트 가 있으며 그 중 27 개의 선택 적 촉 매 환 원 (S CR) 탈 질 프로젝트 가 약 60 % 를 차지 합니다 .이를 통해 S CR 탈 질 기술은 비 전 기 석 탄 산업 에서 점차 적으로 보 급 되고 있습니다 .

현재 국내 외 의 연 기가 스 탈 질 화 방법은 S CR , 비 선 택 적 촉 매 환 원 법 (NS CR), 선택 적 비 촉 매 환 원 법 (S N CR), 촉 매 산 화 법 , 전자 빔 법 (EB A), 흡 착 법 및 미 생 물 법 등 이다 . S CR 기술은 1975 년 일본의 Shim ones ki 발전 소에 처음 적용 되었으며 유럽 , 미국 및 기타 선 진 국 및 일부 개발 도 상 국 으로 확장 되었습니다 .이 방법은 높은 공기 정 화 율 (90 %), 낮은 반응 온 도 (3 00 ~ 400 ° C), 컴 팩 트 한 처리 장비 및 신뢰할 수있는 작동 등의 특 성 을 가지고 있으며 최고의 고정 소 스 탈 질 기술 로 간주 됩니다 .

탈 질 촉 매 는 또 벌 집 식 탈 질 촉 매 로 가장 널리 응용 된다 .벌 집 탈 질 촉 매 는 서비스 수 명의 영향을 받 으며 일반적으로 3 ~ 5 년 동안 교체 되어야 하며 앞으로 중국은 매년 15 0, 000 m 3 의 폐기 탈 질 촉 매 를 생산 할 것으로 예상 됩니다 .폐기 된 탈 질 촉 매 는 오염 물질 (바 나 디 움 , 텅 스 텐 등 중 금 속 유 해 성 분 포함) 이며 재생 처 리를 통해 재 사 용 할 수있는 자원 입니다 .재생 기술은 한편 으로는 비 활 성 탈 질 촉 매 의 재생 품질 과 관련이 있으며 다른 한편 으로는 재생 효율 과 관련이 있습니다 .탈 질 촉 매 재생 기술의 산업 화 응용 은 아직 문 헌 에 보고 되지 않았습니다 .따라서 저 자는 탈 질 촉 매 의 개발 에 도움을 제공하기 위해 벌 집 탈 질 촉 매 의 응용 및 비 활 성 화 및 벌 집 탈 질 촉 매 재생 기술의 연구 진 전을 검토 합니다 .

1 벌 집 식 탈 질 촉 매 의 적용 및 비 활 성 화

1. 1 탈 질 촉 매 의 적용

S CR 기술은 금 속 촉 매 의 작용 하 에 환 원 제 (NH 3, ure a) 가 O 2 에 의해 산 화 되기 보다는 NO x 와 선택 적으로 반응 하여 N 2 및 H 2 O 를 생성 하는 것입니다 . NH 3 을 환 원 제로 사용하는 S CR 기술은 우 수한 탈 질 성 능 으로 널리 사용 되고 있으며 , S CR 시스템의 핵심 으로서 촉 매 는 높은 탈 질 효율 , 넓은 반응 온 도 창 및 강한 황 내 성이 필요합니다 .

일반적으로 사용되는 탈 질 촉 매 는 V 2 O 5 - WO 3 (Mo O 3) / Ti O 2 시리즈 입니다 (Ti O 2 는 주요 캐 리어 , V 2 O 5 는 주요 활성 성 분 , WO 3 또는 Mo O 3 은 보조 제 입니다). V 2 O 5 - WO 3 / Ti O 2 촉 매 는 300 ~ 400 ° C 에서 좋은 탈 질 성 능 을 가지고 있으며 현재 상업 용 탈 질 촉 매 의 주 류 입니다 .탈 질 촉 매 는 세 가지 유형 으로 나 눌 수 있습니다 : 판 , 벌 집 및 골 판 .

탈 질 촉 매 는 사용 중에 비 활 성 화 현 상이 있기 때문에 판 식 및 파 형 판 식 탈 질 촉 매 의 재생 이 비교 적 어렵 기 때문에 광범 위 하게 적용 되기 어렵습니다 .蜂窝式脱硝催化剂是将催化剂组分混合均匀，通过挤出设备制成截面为150 mm 벌 집 탈 질 촉 매 는 강한 내 구 성 , 높은 내 식 성 , 높은 신뢰 성 , 높은 재 사 용 률 , 낮은 압 력 강 하 및 재생 가능 등 특성 으로 인해 널리 사용됩니다 .

현재 상업 용 탈 질 촉 매 에는 높은 탈 질 온 도 와 낮은 탈 질 효율 등 문제가 있으며 , 촉 매 구조 를 개선 하고 저 온 NH 3 - S CR 의 탈 질 성 능을 강화 하는 것은 탈 질 촉 매 의 연구 방향 입니다 .변 설 등 은 공동 침 전 법을 사용하여 x Ce O 2 - y WO 3 / Ti O 2 탈 질 촉 매 를 얻 었으며 , Ce : W = 30 : 4 의 배 합 비율 에서 탈 질 효율 은 90 % ~ 95 % 로 향상 될 수있다 . Hu 등 은 침 수 법을 사용하여 Co - Mn / Ti O 2 탈 질 촉 매 를 제조 했 으며 , Co 와 Ti 의 원 자 비율 이 0. 05 일 때 촉 매 반응 온 도 창 은 80 ~ 180 ° C 로 감소 했 으며 촉 매 의 탈 질 효율 은 9 4. 0 5% 에 도달 했습니다 .이것은 반응 과정에서 Mn 3 O 4, Mn 2 O 3 및 기타 산 화 물이 생성 되어 촉 매 환 원 온 도가 낮 아 지고 NH 3 에 대한 흡 착 능력이 향상 되어 탈 질 효율 이 향상 되기 때문입니다 . Ga o Yan chun 등 은 석 탄 의 가스 화 슬 래 그 (C GS) 를 캐 리 어로 사용하여 등 체 적 침 수 법을 사용하여 V / C GS 저 온 NH 3 - S CR 탈 질 촉 매 를 제조 했 으며 250 ° C 에서 사전 산 화 한 후 500 ° C 에서 소 각 하여 탈 질 효율 이 98% 에 달 한다고 제안 했습니다 .이 촉 매 의 장 점은 5 가 바 나 디 움 과 이 산 화 황 의 존재 가 촉 매 의 성 능을 향상 시킬 수 있지만 C GS 의 Ca , Si 및 기타 불 순 물은 촉 매 의 활동에 영향을 미 치 며 촉 매 비 활 성 화 로 이어 질 수 있다는 것입니다 . Liu等制备了一种比表面积大的TiO2载体，其BET比表面积为380.5 m2

1. 2 벌 집 식 탈 질 촉 매 의 비 활 성 화

니 켈 - 니 켈 탈 질 촉 매 비 활 성 화의 주요 원 인은 물리적 덮 개 , 화학 중독 (알 칼 리 금 속 , 알 칼 리 토 류 금 속 , 비 소 , 인 등), 소 결 , 마 모 , 활성 성 분의 유 출 등 입니다 .

물리적 피 복 은 탈 질 촉 매 층 을 통과 할 때 미 세 한 플 라이 탄 재 입 자가 탈 질 촉 매 층 에 들어가 촉 매 표 면에 덮 거나 구멍 통 로 로 들어가 막 힘 을 형성 하여 탈 질 촉 매 의 일부 활성 위가 덮 여 비 활 성 화 되도록 한다 .이러한 촉 매 비 활 성 화는 일시 적이며 고 압 물 세 척 을 통해 촉 매 활 성을 회복 할 수 있습니다 .고 온 가 스가 탈 질 촉 매 침 대를 통과 할 때 , 단 면 중심 과 가장 자 리에 존재하는 압 력 차 이는 플 라이 애 쉬 입 자가 단 면 중심 의 촉 매 외부 표 면 과 구멍 통 로 내부 표 면에 먼저 퇴 적 되어 촉 매 의 단 면 중심 이 입 자의 물리적 덮 개 로 인해 상대 적으로 심각 하게 비 활 성 화 됩니다 .내부 표 면 덮 개 는 주로 작은 입 자의 플 라이 탄 재 가 촉 매 구멍 에 직접 들어가 서 막 히 기 때문에 발생 하며 , 외부 표 면 덮 개 는 플 라이 탄 재 입 자가 촉 매 침 대에 들어가 면 표 면에 흡 착 되어 형성 됩니다 .

화학 중독 은 알 칼 리 금 속 (예 : K , Na) 중독 , 알 칼 리 토 류 금 속 중독 (Ca , Mg), 비 금 속 (P , Si , As) 중독 등 으로 분류 됩니다 .알 칼 리 금 속 중독 은 칼 륨 이 온 과 나 트 륨 이 온 이 모두 촉 매 의 산 성 활성 위치 와 중 화 반응 하여 고 체 산 성 활성 위치 의 수 를 줄 이고 촉 매 활성 사이트에 흡 착 된 NH 3 분 자의 수 를 줄 이고 촉 매 의 탈 질 효율 을 감소 시키기 때문입니다 .알 칼 리 토 류 금 속 중독 의 메 커 니 즘 은 알 칼 리 금 속 중독 의 메 커 니 즘 과 유사 합니다 . As 중독 의 경우 , 가스 비 소 산 화 물 As 2 O 3 은 촉 매 표 면에 직접 흡 착 되고 촉 매 에 의해 As 2 O 5 로 산 화 되어 As 커 버 층 을 형성 하여 촉 매 의 특정 표 면 적 과 활성 사이트 의 수 를 감소 시키고 촉 매 활동 이 감소 합니다 . P 중독 은 , 한편 으로는 , P 가 촉 매 의 W 와 V 를 대체 하고 P - OH 를 생성 하기 때문에 , 촉 매 는 약한 산 성 활성 사이트를 제공 할 수 있으므로 , 촉 매 의 흡 착 능력 은 감소 합니다 ; 다른 한편 으로는 , P 와 촉 매 의 활성 물질 V 가 반응 하여 V OP O 4 를 생성 하고 , 활성 위치를 일부 차지 하고 , 촉 매 활동 의 감소 .저 온 S CR 반응 에서 , SO 2 는 반응 물 (NH 3 및 O 2) 과 반응 하여 암 모 늄 황 산 염 [ 예 : NH 4 H SO 4, (NH 4) 2 SO 4 ] 및 활성 사이트에 흡 착 하여 촉 매 비 활 성 화를 악화 시키는 다른 황 산 염 을 생성 합니다 .

탈 질 촉 매 입 자는 장기 간 고 온 에서 사용 되면 소 결 성장 하여 촉 매 소 결 비 활 성 화를 유발 하며 사용 온 도가 높 을 수록 소 결 비 활 성 화가 더 심각 합니다 .소 결 은 캐 리어 Ti O 2 와 활성 성 분 V 2 O 5 의 소 결 으로 나 눌 수 있으며 , 마 연 - 마 연 계 S CR 촉 매 가 고 온 으로 작동 할 때 , 캐 리어 Ti O 2 입 자 사이에 집 합 이 발생 하여 Ti O 2 결정 입 자 크 기가 증가 하고 심각한 경우 Ti O 2 결정 구조 가 변화 하여 아 나 타 이트 형 에서 루 틸 형 으로 전환 됩니다 .캐 리어 소 결 은 촉 매 의 특정 표 면 적을 감소 시켜 촉 매 활동을 감소 시킵니다 .纯V2O5的熔点为670 ℃,高温操作也会引起V2O5颗粒烧结，最终降低催化活性。

마 모 는 또한 탈 질 촉 매 의 비 활 성 화의 원인 중 하나입니다 .연 기가 스의 플 라이 애 쉬 가 연 기가 스와 함께 촉 매 층 을 빠르게 통과 하면 촉 매 표 면의 마 모 가 형성 되어 시간이 지 남 에 따라 마 모 가 발생 하고 부분 적 활성 성 분의 손실 이 촉 매 활동 의 감소 로 이어 집니다 .촉 매 층 을 통과 하는 반 경 방향 에서 연 기가 스의 압 력 분 포 가 있기 때문에 중심 부 위의 촉 매 표 면 은 가장 자 리 부 위 보다 마 모 가 심각 합니다 .마 모 는 촉 매 활 성을 감소 시킬 뿐만 아니라 촉 매 벌 집 요소 의 기계 적 강 도를 감소 시켜 궁극적으로 탈 질 효율 을 감소 시킵니다 .

2 벌 집 식 탈 질 촉 매 의 재생 기 술

석 탄 화 력 발전 소의 비 활 성 화 탈 질 촉 매 는 정기적으로 교체 되어야 하기 때문에 S CR 시스템의 운영 비용 에 직접 적인 영향을 미 칩니다 .또한 , 대 량의 비 활 성 탈 질 촉 매 의 폐기 는 환경 오염 문제를 초래 할 수 있습니다 .연구에 따르면 대부분의 경우 , 비 활 성 화 된 탈 질 촉 매 는 재생 을 통해 원래 촉 매 의 90 % ~ 105 % 로 활성화 될 수 있습니다 .탈 질 촉 매 의 비 활 성 화 메 커 니 즘 에 따라 재생 방법은 주로 물리적 세 척 , 화학 적 세 척 , 활성 성 분 보충 등 입니다 .

2. 1 물리적 청소

물리적 세 척 은 물 로 탈 질 촉 매 를 비 활 성 화 하여 촉 매 표 면에 덮 여 있는 플 라이 애 쉬 를 제거 하여 물리적 비 활 성 화 된 부분 촉 매 표 면을 부활 시키는 것입니다 . Cao 등 은 고 압 물 총 으로 비 활 성 화 탈 질 촉 매 를 씻 어 씻 은 후 촉 매 중 Al 2 O 3 의 질 량 분 수는 1 % 에서 0. 49 % 로 감소 했으며 SO 3 의 질 량 분 수는 약 0. 7 % 에서 0. 54 % 로 감소 했으며 고 압 물 씻 는 것이 탈 질 촉 매 표 면에 물리 적으로 흡 착 된 플 라이 탄 재 를 효과적으로 제거 할 수 있음을 나타 냅니다 . Yu Y ue xi 등 은 초 음 파 물을 사용하여 탈 질 촉 매 를 비 활 성 화 하고 Ca , S , K 등 세 가지 원 소를 T PR 분석 을 통해 함 량이 각각 12. 91%, 14. 23%, 3. 08 % 에서 1. 83%, 1. 20%, 0. 0 1% 로 감소 했 음을 나타 냅니다 . 초 음 파 물 세 척 은 어느 정도 까지 탈 질 촉 매 표 면에 물리 적으로 흡 착 된 비행 재 의 일부를 제거 할 수 있습니다 . Li Ji an 은 40 Hz 에서 비 활 성 화 탈 질 촉 매 를 초 음 파 로 45 분 동안 청소 한 후 X RF 분석 을 수행 하여 촉 매 중 Al 2 O 3 의 질 량 분 수가 1. 77 % 에서 1. 42 % 로 감소 했으며 Si O 2 의 질 량 분 수가 4. 86 % 에서 4. 25 % 로 감소 했으며 초 음 파 물 청소 는 탈 질 촉 매 의 공 적 용 량 과 특정 표 면 적을 향상 시킨 다는 것을 발견했습니다 .

2. 2 화학 적 청소

물리적 청소 는 탈 질 촉 매 표 면에 물리 적으로 흡 착 된 일부 플 라이 애 쉬 만 제거 할 수 있지만 탈 질 촉 매 표 면에 화학 적으로 흡 착 된 플 라이 애 쉬 를 제거 할 수는 없습니다 .탈 질 촉 매 표 면에 화학 적으로 흡 착 된 산 화 물의 산 성 및 알 칼 리 성에 따라 화학 세 제는 알 칼 리 세 척 과 산 성 세 척 으로 나 눌 수 있습니다 .

2. 2. 1 알 칼 리 세 척

알 칼 리 성 용 액 세 척 은 물리적 세 척 후 탈 질 촉 매 를 일정 농 도의 Na OH , Na 2 CO 3 등 알 칼 리 성 용 액 에 담 그 며 촉 매 표 면에 흡 착 된 플 라이 애 쉬 에 있는 산 성 물질 을 제거 하는 것이다 . Yu等用0.2 mol范美玲等用1.0 mol段秋桐等用0.05 mol

2. 2. 2 산 성 청소

알 칼 리 성 세 제는 플 라이 애 쉬 의 산 성 물질 만 제거 할 수 있으며 , 그 중 일부 알 칼 리 성 물질 은 산 성 세 척 을 사용하여 제거 해야합니다 .肖雨亭等用2%的HNO3溶液清洗失活脱硝催化剂，结果显示，催化剂中K元素含量从732.2 Zheng等用0.5 mol王乐等用0.5mol

2. 3 활성 성 분 보충

탈 질 촉 매 는 사용 중에 활성 성 분의 손실 을 초래 할 수 있으며 재생 과정에서 산 성 및 알 칼 리 성 촉 매 처 리는 촉 매 에 독 성 된 활성 위치를 부활 시킬 수 있지만 일부 촉 매 표 면 활성 물질 은 청소 액 에 용 해 되어 특정 손실 을 초래 하므로 위의 두 가지 상황에서 손실 된 활성 위치를 보충 해야합니다 .일반적으로 활성 성 분을 보충 하기 위해 침 수 방법을 사용합니다 .최 리 문 등 은 한 단 계 침 수 법을 사용하여 보충 활 성 성 분을 부 재 하고 1% 의 메 타 바 나 산 암 모 늄 과 5% 의 중 텅 스 텐 산 암 모 늄 용 액 을 혼합 하여 만든 침 수 액 을 한 단 계 침 수 하여 굽 은 후 촉 매 제의 V 함 량이 세 척 후 의 0. 25% 에서 1. 13% 로 증가 하고 W 함 량은 세 척 후 의 1. 62% 에서 4. 83% 로 증가 하여 탈 질 촉 매 활 성이 뚜 렷 하게 회복 되 였다 .왕 등 휘 등 은 분 단 임 침 법을 채 용 하여 활성 성 분 을 보충 하여 먼저 텅 스 텐 산 암 모 늄 으로 재생 한 촉 매 제 를 침 침 한 후 메 타 바 나 디 산 암 모 늄 용 액 에 침 침 하여 메 타 바 나 디 산 암 모 늄 과 텅 스 텐 산 암 모 늄 의 질 량 비 율 은 1: 6 이며 촉 매 제 는 300 ° C 에서 탈 질 효 률 이 87. 7% 에 달 할수 있다 .朱恒等用偏钒酸铵和四水钼酸铵(质量比为3∶10)同步浸渍制备V-Mo/TiO2堇青石脱硝催化剂，催化剂在340 ℃时脱硝效率达到98.8%。

3 결론

탈 질 기술은 석 탄 화 력 발전 소 및 기타 질 소 함 유 고 온 배 기 가 스를 청소 하는 핵심 기술 입니다 , 탈 질 촉 매 의 제한 된 서비스 수 명 문제 , 탈 질 촉 매 비 활 성 화 후 교체 해야 , 탈 질 촉 매 비 활 성 화 폐기 하면 환경 중 금 속 오염 을 일으킬 것입니다 , 따라서 탈 질 촉 매 의 재생 은 탈 질 산업 의 발전 추 세가 되었습니다 .현재 탈 질 촉 매 재생 은 구조 를 파괴 하지 않고 비 활 성 화 된 활성 사이트를 부활 시키고 활성 성 분을 보충 하여 재생 과정을 완료 하는 기초 입니다 .재생 탈 질 촉 매 의 재 사 용 횟 수의 제한 으로 인해 현재 이러한 복 원 식 탈 질 촉 매 재생 방법은 탈 질 산업 의 발전 요구를 충족 시킬 수 없으며 재활 용 탈 질 촉 매 재생 기술을 개발 하는 것이 시 급 합니다 .