脫硝催化劑是SCR系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分,其類型、結(jié)構(gòu)和表面積對脫除NOx 效果都有很大影響。在SCR系統(tǒng)的運(yùn)行過程中,下列因素都會導(dǎo)致催化劑的活性降低。

1　燒結(jié)

長時(shí)間暴露于450 ℃以上的高溫環(huán)境中可引起催化劑燒結(jié),導(dǎo)致催化劑中TiO2 晶形發(fā)生變化,顆粒增大、表面積減小,活性降低。加入WO3 可最大限度地減少催化劑的燒結(jié)。

2　堿金屬中毒

如果堿金屬離子(Na+、K+等)直接與催化劑接觸,會使催化劑活性逐漸降低。其機(jī)理是吸附在催化劑活性位置上的堿金屬離子占據(jù)了催化劑表面酸性位,降低了催化劑活性。因此,在催化劑設(shè)計(jì)中,應(yīng)考慮堿金屬對催化劑的影響,增加設(shè)計(jì)余量。

3　砷中毒

As中毒主要是由煙氣中的氣態(tài)As2O3 引起的。As2O3 擴(kuò)散進(jìn)入催化劑內(nèi)部孔道中,并在催化劑的毛細(xì)孔中發(fā)生毛細(xì)凝結(jié),或者與催化劑的活性位發(fā)生反應(yīng)從而引起催化劑活性降低。一般來說,在干法排渣鍋爐中,催化劑砷中毒不嚴(yán)重。但是在液態(tài)排渣鍋爐中,由于靜電除塵器后的飛灰再循環(huán),催化劑砷中毒是一個(gè)嚴(yán)重的問題。因此,在催化劑制備過程中,應(yīng)采用控制催化劑孔分布的方法,使催化劑內(nèi)孔分布均勻,以控制毛細(xì)孔分布數(shù)量來減少“毛細(xì)冷凝”。另外,可在催化劑中加入MoO3 ,以MoO3與氣相As2O3 反應(yīng)來減少As中毒。

4　鈣的影響

飛灰中游離CaO與SO3 反應(yīng)形成的CaSO4 可吸附在催化劑表面,從而阻止了反應(yīng)物向催化劑表面擴(kuò)散并進(jìn)入催化劑內(nèi)部。催化劑制造商多通過控制催化劑內(nèi)部孔徑分布和采用適當(dāng)節(jié)距等方法來減少CaSO4 對催化劑的影響。

5　催化劑堵塞

催化劑的堵塞主要是由于銨鹽及飛灰的小顆粒沉積在催化劑小孔中,阻礙NOx 、NH3、O2 到達(dá)催化劑活性表面,引起催化劑鈍化?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)氣流分布,選擇合理的催化劑間距和單元空間,并使進(jìn)入SCR反應(yīng)器煙氣的溫度維持在銨鹽沉積溫度之上,以防止催化劑堵塞。對于高灰段SCR工藝,為了確保催化劑通道通暢,應(yīng)安裝吹灰器。

6　飛灰侵蝕

催化劑的侵蝕、磨損主要是由于飛灰撞擊在催化劑表面造成的。磨蝕強(qiáng)度與氣流速度、飛灰特性、撞擊角度及催化劑本身特性有關(guān)。降低磨蝕的措施:一是采用耐腐蝕催化劑材料,對催化劑頂端進(jìn)行處理從而提高催化劑邊緣硬度;二是利用計(jì)算流體動力學(xué)流動模型優(yōu)化氣流分布;三是在垂直催化劑床層安裝氣流調(diào)節(jié)裝置等方法來解決。

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