SCR催化剂再失活.docVIP

SCR催化剂再失活 1、砷中毒： 由于高温烟气中的气态 As2O5( As2O3)所引起的，这取决于煤中砷含量与锅炉燃烧状况。 As2O5扩散进入催化剂空隙内，并同时吸附在催化剂的活性位及非活性位上，并与催化剂表面发生反应，阻碍催化反 应的进行。 砷中毒的原理如图 1 所示 防止催化剂砷中毒的化学方法有两种： 第一种是改变催化剂的表面酸位点，使催化剂对砷不具有活性，使其不吸附氧化砷； 第二种方法是催化剂活性材料的选择，通过采用钒和钼的混合氧化物，经过高温煅烧获得稳定的催化剂，使砷吸附的位置不影响 SCR 的活性位。 另外，在锅炉燃烧过程中，可以通过向炉内喷钙抑制气态砷的形成，高温煅烧形成的 CaO 分子能够与As2O5发生反应，生成对催化剂无害的Ca(AsO4)固体。 如果煤中砷的质量分数超过 3×10－6，SCR 催化剂寿命将降低 30%左右。 在干法排渣锅炉中，催化剂砷中毒不严重； 在液态排渣锅炉中，由于静电除尘器后的飞灰再循环，造成催化剂砷中毒比较严重。 2、碱金属中毒： K 和 Na 碱金属离子能够直接和催化剂的活性位发生反应使其钝化，催化剂的失活程度依表面碱金属的浓度而定。在水溶性状态下，碱金属有很高的流动性，能够进入催化剂材料的内部，对催化剂产生持久的毒害作用。对于燃煤锅炉，这种危险比较小，因为在煤灰中多数的碱金属是不溶的；对于燃油锅炉，中毒的危险较 大，主要是由于水溶性碱金属含量高。避免烟气中水蒸气的凝结，可一定程度排除这类危险的发生。 K 和 Na 离子中毒的原理如图 2 所示。 3、催化剂堵塞：催化剂的堵塞主要是由于铵盐及飞灰的小颗粒沉积在催化剂小孔中，阻碍 NOx、NH3、O2到达催化剂活性表面，引起催化剂钝化。 一般应安装吹灰器，吹灰器的形式有超声波、压缩空气、蒸汽式等 4、高温引起烧结，催化剂活性成分挥发： 长时间暴露于 450 ℃以上的高温环境中可引起催化剂活性位置（表面）烧结，导致催化剂颗粒增大，表面积减小，一部分活性组分的挥发损失，因而使催化剂活性降低。 高含尘烟气段布置 SCR 一般置于空气预热器与省煤器之间，反应温度通常在 300～400 ℃，当反应低于此温度时，烟气中的 SO3会与 NH3结合生成硫铵化合物如硫酸氢铵。硫酸氢铵是一种黏性极大的物质，在 150 ℃以下时以液态形式附着在催化剂上，吸附飞灰，堵塞催化剂。同时由于原料和其它杂质的燃烧，产生大量的灰尘和污垢，吸附在催化剂表面，将其活性位覆盖，影响正常反应进行。但在温度高于 300 ℃条件下，这种情况会得到缓解。 5、机械磨损 在催化剂的安装、更换过程中，不可避免地要冲击催化剂。此外，由于 SCR 反应塔中的催化剂垂直布置，烟气自反应塔顶部垂直向下平行催化剂流动，在较大空速（通常大于 3000 h－1）条件下，烟气中的大颗粒物质（粒径一般为 15～25 μm）会对催化剂造成较大磨损。 6、 7 SCR催化剂再生 水洗再生 首先通过压缩空气冲刷，然后用去离子水冲洗，最后再用压缩空气干燥。水冲洗过程可以冲洗溶解性物质以及冲刷掉催化剂表面的部分颗粒物，水洗再生过程简单有效，用此方法处理的催化剂活性能从 50％恢复到 83％左右。但催化剂 热再生 热再生过程为：在惰性保护气体氛围下，以一定速率升高催化剂温度，保持一段时间，然后降温，整个过程惰性气体可以防止氧化等反应发生。热再生，再次分解积累在催化剂表面的硫铵化合物，可将催化剂表面吸附的铵盐分解形成 SO2。 热还原再生 热还原再生过程与热再生过程类似，在惰性气体中混合一定比例的还原性气体，在高温环境中利用还原性气体与催化剂表面与金属结合的硫酸盐发生反应，实现催化剂的脱硫再生过程。文献[9-10]报道对 V2O5/AC 催化剂，以 Ar 气为载气热再生和以 5%NH3-95%Ar 热还原再生过程进行比较，发现热还原再生过程的效果优于热再生过程。在以5%NH3-95%Ar 热还原再生 CuO/Al2O3的过程中，发现在 350～450 ℃的温度条件下，氧化铜组分可以得到有效的再生；但 Al2O3的再生过程不理想。在温度高于 400 ℃的热还原再生过程中，催化剂的比表面积和孔结构基本可以恢复到原来状态 。 酸液处理再生 SO2酸化热再生