脱硝催化剂是工业烟气治理中脱硝环节中必不可少的成分之一,它的使用可提高脱硝效率,实现超低排放。然而催化剂在使用过程中,随着运行时间的增加,由于粉尘堵塞、烧结、碱金属中毒、活性组分流失等原因,需要定期进行更换。
那么,造成脱硝催化剂失活常见的失活原因都有哪些呢?
脱硝催化剂
1)物理因素:
由于催化剂自身物理性质改变或催化剂表面结构发生物理变化导致的催化剂活性降低;主要包括三种类型:高温烧结、孔道堵塞、基体磨蚀。
2)化学因素:
由于催化剂吸收、吸附烟气中的化学组分后,活性组分的化学活性被破坏或受到抑制,从而导致脱硝催化剂活性降低;主要包括:碱金属(Na)中毒、碱土金属(Ca)中毒、 砷(As)中毒、SO3中毒、磷(P)中毒、水蒸气(H2O)的影响。
01烧结
SCR脱硝催化剂在高温条件下长期运行后,TiO2会发生相转变,由锐钛矿型转为金红石型;同时,催化剂活性组分V2O5也会团聚形成大颗粒导致分散性降低。催化剂的比表面积和活性都会因此而下降。
02堵塞
1)表面覆盖——烟气中的飞灰覆盖催化剂单体的表面造成堵塞(飞灰沉积)。
2)孔道堵塞——催化剂内部孔隙被堵塞,导致催化剂失活(铵盐沉积)。
03磨蚀
催化剂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。
1)催化剂在安装或更换过程中受到外力冲击;
2)运行过程中烟气流速过快(> 8 m/s);
3)粉尘浓度过大(> 45 g/Nm3)。
04碱金属中毒(Na、K)
碱金属可直接与催化剂活性组分反应,使催化剂表面酸性下降,降低活性组分的可还原性,致使催化剂失去活性。
05碱土金属中毒(Ca)
飞灰中的游离CaO和催化剂表面吸附的SO3反应生成CaSO4,CaSO4在催化剂表面结垢,阻止了反应物质向催化剂表面的扩散和向催化剂内部扩散。
06砷中毒(As)
砷(As)中毒是由于烟气中含有气态的As2O3引起的。As2O3分散到催化剂内并固化在活性、非活性区域,使反应气体在催化剂内的扩散受到限制,且微观毛细管孔道遭到破坏。
07硫中毒(SO3)
由烟气中的SO2被氧化生成SO3引起的。SO3可与烟气中的CaO以及还原剂NH3反应,相应的生成物覆盖催化剂表面及堵孔。
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