SCR脱硝催化剂应用中的问题及解决方法
脱硝催化剂是SCR系统中最关键的部分,其类型、结构和表面积对脱除NOx 效果都有很大影响。在SCR系统的运行过程中,下列因素都会导致催化剂的活性降低。
1 烧结
长时间暴露于450 ℃以上的高温环境中可引起催化剂烧结,导致催化剂中TiO2 晶形发生变化,颗粒增大、表面积减小,活性降低。加入WO3 可最大限度地减少催化剂的烧结。
2 碱金属中毒
如果碱金属离子(Na+、K+等)直接与催化剂接触,会使催化剂活性逐渐降低。其机理是吸附在催化剂活性位置上的碱金属离子占据了催化剂表面酸性位,降低了催化剂活性。因此,在催化剂设计中,应考虑碱金属对催化剂的影响,增加设计余量。
3 砷中毒
As中毒主要是由烟气中的气态As2O3 引起的。As2O3 扩散进入催化剂内部孔道中,并在催化剂的毛细孔中发生毛细凝结,或者与催化剂的活性位发生反应从而引起催化剂活性降低。一般来说,在干法排渣锅炉中,催化剂砷中毒不严重。但是在液态排渣锅炉中,由于静电除尘器后的飞灰再循环,催化剂砷中毒是一个严重的问题。因此,在催化剂制备过程中,应采用控制催化剂孔分布的方法,使催化剂内孔分布均匀,以控制毛细孔分布数量来减少“毛细冷凝”。另外,可在催化剂中加入MoO3 ,以MoO3与气相As2O3 反应来减少As中毒。
4 钙的影响
飞灰中游离CaO与SO3 反应形成的CaSO4 可吸附在催化剂表面,从而阻止了反应物向催化剂表面扩散并进入催化剂内部。催化剂制造商多通过控制催化剂内部孔径分布和采用适当节距等方法来减少CaSO4 对催化剂的影响。
5 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。可以通过调节气流分布,选择合理的催化剂间距和单元空间,并使进入SCR反应器烟气的温度维持在铵盐沉积温度之上,以防止催化剂堵塞。对于高灰段SCR工艺,为了确保催化剂通道通畅,应安装吹灰器。
6 飞灰侵蚀
催化剂的侵蚀、磨损主要是由于飞灰撞击在催化剂表面造成的。磨蚀强度与气流速度、飞灰特性、撞击角度及催化剂本身特性有关。降低磨蚀的措施:一是采用耐腐蚀催化剂材料,对催化剂顶端进行处理从而提高催化剂边缘硬度;二是利用计算流体动力学流动模型优化气流分布;三是在垂直催化剂床层安装气流调节装置等方法来解决。
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