Xúc tác khử nitrat là phần cốt lõi của công nghệ SCR và quyết định hiệu quả khử nitrat và tính kinh tế của hệ thống SCR, với chi phí xây dựng chiếm hơn 20% chi phí của các dự án khử nitrat khí thải và chi phí vận hành chiếm hơn 30%. Trong những năm gần đây, các nước phát triển như Mỹ, Nhật Bản và Đức đã tiếp tục đầu tư một lượng lớn nhân lực, vật lực và tài chính vào nghiên cứu và phát triển các chất xúc tác khử nitơ khí thải hiệu quả cao, chi phí thấp, chú trọng đến việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ. quyền trong quá trình sáng chế công nghệ xúc tác, chuyển giao công nghệ và cấp phép sản xuất.

Các chất xúc tác ban đầu là các chất xúc tác dựa trên kim loại như Pt-Rh và Pt, với gốm nguyên khối như alumina làm chất mang, có đặc điểm là hoạt động cao hơn và nhiệt độ phản ứng thấp hơn, nhưng giá đắt đã hạn chế ứng dụng của chúng trong các nhà máy điện.

Do đó, từ cuối những năm 1960, ba công ty Nhật Bản là Hitachi, Mitsubishi và Takeda Chemical đã phát triển các chất xúc tác dựa trên TiO2 thông qua nghiên cứu và phát triển liên tục và dần dần thay thế các chất xúc tác dòng Pt-Rh và Pt. Thành phần của loại xúc tác này chủ yếu gồm các oxit kim loại như V2O5 (WO3), Fe2O3, CuO, CrOx, MnOx, MgO, MoO3, NiO hoặc hỗn hợp đóng vai trò kết hợp, thường có TiO2, Al2O3, ZrO2, SiO2, than hoạt tính (AC), v.v. làm chất mang và chất khử như amoniac lỏng hoặc urê trong hệ thống SCR để khử. Hiện nay, nó là chất xúc tác chính cho các ứng dụng khử nitrat SCR trong các nhà máy điện.

Có ba loại chất xúc tác: tấm, tổ ong và tấm gấp nếp. Cả ba loại chất xúc tác đều có thành tích đã được chứng minh trong SCR đốt than, với loại tấm và tổ ong phổ biến hơn và loại tấm gấp nếp ít phổ biến hơn.

Thiết kế của chất xúc tác là chọn chất xúc tác có diện tích phản ứng nhất định để đáp ứng các yêu cầu thiết kế về hiệu suất SCR cơ bản như hiệu suất khử nitơ và tốc độ thoát amoniac trong các điều kiện của lưu lượng khí thải, nhiệt độ, áp suất và thành phần ở đầu ra của bộ tiết kiệm than; hiệu suất chống chặn và chống mài mòn của nó là chìa khóa để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn lâu dài của thiết bị SCR trong môi trường có điều kiện tro thay đổi.

Xét về khả năng chống tắc nghẽn tro, đối với một mặt cắt lò phản ứng nhất định, chất xúc tác dạng tấm có diện tích dòng chảy lớn nhất đối với cùng một bước chất xúc tác, thường trên 85%, chất xúc tác tổ ong đứng thứ hai với diện tích dòng chảy nói chung khoảng 80% và chất xúc tác tấm gợn sóng có diện tích dòng chảy qua tương tự như chất xúc tác tổ ong. Trong cùng điều kiện thiết kế, chất xúc tác tổ ong được lựa chọn phù hợp với bước lớn có thể có tác dụng chống tắc nghẽn gần bằng chất xúc tác dạng tấm. Về cấu tạo, xúc tác dạng tấm có số góc thành nhỏ nhất và diện tích tuần hoàn lớn nhất nên khả năng đóng tro ít nhất; chất xúc tác tổ ong có diện tích lưu thông trung bình, nhưng các góc tường của mỗi chất xúc tác đều ở góc vuông 90°, có thể gây ra cầu nối tro và tắc nghẽn trong điều kiện khí thải bất lợi;