SCR催化剂失活机理分析及防治措施.pdf

研究进展508ResearchProgressSCR催化剂失活机理分析及防治措施蒋国辉，宋翔宇（阿尔斯通武汉锅炉股份有限公司，武汉430200）摘要:选择性催化还原法（SCR）是火电厂常用的外加还原剂还原NOx将其转变为N2和O2的烟气治理方法。还原过程中，催化剂是反应核心部分，但烟气及其携带灰分的性质会致使金属氧化物催化剂失活（中毒），直接影响到火电厂运行的脱硝效率。通过对金属氧化物催化剂中毒机理的分析，提出在采用负载型复合催化剂，根据灰分选择合适催化剂载体结构的同时，适时采用后置式公用SCR布置形式等措施，可达到延长催化剂使用寿命、提高脱硝效率、减少运营成本的目的。关键词:选择性催化还原法;金属氧化物催化剂;失活（中毒）;防治措施中图分类号:X701文献标志码:A文章编号:1006-5377（2014）03-0000-03火电厂在燃烧过程中产生的氮氧化物（NOX）是大的1/3），因此，掌握催化剂的失活（中毒）机理和防治气的主要污染物之一。NOX易引起温室效应、酸雨、光措施具有极高的经济意义。化学烟雾，甚至破坏臭氧层。以NH3为还原剂的选择性1SCR金属氧化物催化剂催化还原烟气NOX技术（SCR）是目前国内外应用最多、技术最成熟的一项烟气脱氮技术。SCR脱硝系统是利用催化剂，在一定温度下，使烟选择性催化还原法（SCR）是外加还原剂还原NOX气中的NOX与氨气供应系统注入的氨气混合后发生还原反将其转变为N2的烟气治理方法。NH3是吸附性最强的还应，生成氮气和水，从而降低NOX的排放量，减少烟气对原剂，NH3和NOX在催化剂上的主要反应过程为气态NH3环境的污染。其中SCR反应器中发生反应如下：从催化剂表面扩散到催化剂孔内而后吸附在活性中心与4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O气态的NOX反应生成N2和H2O。在整个反应过程中，催化2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O剂是核心部分。但烟气中携带的一些物质会沉积在催化NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O剂上或与其反应，导致催化剂的失活，降低脱硝效率。目前，催化剂应用最广泛、技术最成熟的是金属氧由于催化剂价格昂贵（进口催化剂10万元/立方米，国产化物催化剂。常用的金属氧化物有V2O5、WO3、MoO3、CuO价格在5万元/立方米，催化剂的投资约占SCR工艺总投资和Fe2O3等。单一的金属氧化物催化剂还原NOx活性并不中国环保产业2013.3研究进展ResearchProgress509高，且在高温下不稳定。以V2O5为例，V2O5作为最重要时会形成烟灰，例如部分未燃的碳氢化合物，烟灰会产的活性成分，具有表面呈酸性容易结合碱性的氨使其在生细的颗粒。所以，不完全燃烧有导致催化剂失活的危催化剂表面进行反应，脱硝率较高的优点，且抗SO2中险。烟灰成分中如Ca、Fe、Si等物质沉积在催化剂的表毒能力较强。但其缺点较为明显：促进了SO2向SO3的转面，使得包含了NOX和NH3的烟气很难在催化剂中扩散，化，使用温度必须高于350℃等。因此，在实际应用过由此导致了脱硝效率的降低。程中，往往结合使用多种氧化剂。3防治SCR金属氧化物催化剂中毒的主要措施2SCR金属氧化物催化剂失活机理分析3.1采用负载型复合催化剂2.1碱金属导致催化剂中毒为防止催化剂对SO2的转化作用，在实际应用中往普通金属催化剂的使用温度限制在300℃～400℃之往将其负载于其他金属氧化物表面上，从而制造出复间，必须将SCR反应过程置于空预器之前，未经脱硫处合型金属氧化物催化剂。复合型金属氧化物催化剂经理的烟气中携带有碱性金属（Na、K）和砷（As）气体成分、结构的调整和控制，其催化活性可以得到显著或飞灰，尤其是气态砷以及钾、钠的碱性物质，其次是的改善，表面经活化处理后，具有较高的热稳定性。含钙和镁的物质会与催化剂反应，致使催化剂失去活最常用的方法是将氧化物活性组分通过浸渍法负载到性。碱金属通常来自于黏附在催化剂上的飞灰，并且以氧化物载体上。活性载体目前以TiO2和Al2O3应用的最为可溶物的形式依附在催化剂上。砷通常以As2O3的形式广泛。根据试验，SCR催化剂活性组分的活性顺序为：存在于烟气中，其常常积聚在催化剂表面，并部分散布V2O5/TiO2>V2O5/Al2O3>V2O5/SiO2。因此，在众多的金属于催化剂壳体上，导致催化剂中毒。氧化物催化剂中研究和应用最多的是V2O5/TiO2，该催化2.2水、硫化物使催化剂失活剂被用于300℃～400℃的传统SCR装置中，具有较高的锅炉停机时，温度的波动会引起水蒸气的凝结，由催化活性，同时技术也较为成熟。于在锅炉烟气中含有SO2等气体，SCR反应的催化剂通常采用负载型催化剂不但可以降低催化剂成本，提高对部分SO2的氧化起促进作用，如下式：V2O5的分散度，增加V2O5与