脫硝催化劑是工業(yè)煙氣治理中脫硝環(huán)節(jié)中必不可少的成分之一,它的使用可提高脫硝效率,實(shí)現(xiàn)超低排放。然而催化劑在使用過程中,隨著運(yùn)行時(shí)間的增加,由于粉塵堵塞、燒結(jié)、堿金屬中毒、活性組分流失等原因,需要定期進(jìn)行更換。

那么,造成脫硝催化劑失活常見的失活原因都有哪些呢?

脫硝催化劑

1)物理因素:

由于催化劑自身物理性質(zhì)改變或催化劑表面結(jié)構(gòu)發(fā)生物理變化導(dǎo)致的催化劑活性降低;主要包括三種類型:高溫?zé)Y(jié)、孔道堵塞、基體磨蝕。

2)化學(xué)因素:

由于催化劑吸收、吸附煙氣中的化學(xué)組分后,活性組分的化學(xué)活性被破壞或受到抑制,從而導(dǎo)致脫硝催化劑活性降低;主要包括:堿金屬(Na)中毒、堿土金屬(Ca)中毒、 砷(As)中毒、SO3中毒、磷(P)中毒、水蒸氣(H2O)的影響。

01燒結(jié)

SCR脫硝催化劑在高溫條件下長期運(yùn)行后,TiO2會(huì)發(fā)生相轉(zhuǎn)變,由銳鈦礦型轉(zhuǎn)為金紅石型;同時(shí),催化劑活性組分V2O5也會(huì)團(tuán)聚形成大顆粒導(dǎo)致分散性降低。催化劑的比表面積和活性都會(huì)因此而下降。

02堵塞

1)表面覆蓋——煙氣中的飛灰覆蓋催化劑單體的表面造成堵塞(飛灰沉積)。

2)孔道堵塞——催化劑內(nèi)部孔隙被堵塞,導(dǎo)致催化劑失活(銨鹽沉積)。

03磨蝕

催化劑的磨蝕強(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)。

1)催化劑在安裝或更換過程中受到外力沖擊;

2)運(yùn)行過程中煙氣流速過快(> 8 m/s);

3)粉塵濃度過大(> 45 g/Nm3)。

04堿金屬中毒(Na、K)

堿金屬可直接與催化劑活性組分反應(yīng),使催化劑表面酸性下降,降低活性組分的可還原性,致使催化劑失去活性。

05堿土金屬中毒(Ca)

飛灰中的游離CaO和催化劑表面吸附的SO3反應(yīng)生成CaSO4,CaSO4在催化劑表面結(jié)垢,阻止了反應(yīng)物質(zhì)向催化劑表面的擴(kuò)散和向催化劑內(nèi)部擴(kuò)散。

06砷中毒(As)

砷(As)中毒是由于煙氣中含有氣態(tài)的As2O3引起的。As2O3分散到催化劑內(nèi)并固化在活性、非活性區(qū)域,使反應(yīng)氣體在催化劑內(nèi)的擴(kuò)散受到限制,且微觀毛細(xì)管孔道遭到破壞。

07硫中毒(SO3)

由煙氣中的SO2被氧化生成SO3引起的。SO3可與煙氣中的CaO以及還原劑NH3反應(yīng),相應(yīng)的生成物覆蓋催化劑表面及堵孔。