SCR脫硝催化劑應(yīng)用的注意事項
【SCR脫硝設(shè)備m.kn39.cn】 SCR脫硝催化劑應(yīng)用的注意事項：
根據(jù)催化劑的特點和中國煤炭燃燒的特點，指出在使用脫硝催化劑時應(yīng)注意催化劑堵塞、活性降低等問題。介紹了催化劑在工業(yè)應(yīng)用中的注意事項及相應(yīng)的解決辦法。
中國火電廠使用的煤炭受到中國煤炭資源和燃料供應(yīng)政策的限制。使用的煤質(zhì)量一般較差，灰分、硫含量等有害雜質(zhì)含量一般較高。所以當(dāng)使用SCR催化劑的堿性,堿土金屬燃料、砷、和蒸汽的燃燒,粉煤灰、硫和硫酸銨等都會影響催化劑的使用,這些成分通過擴(kuò)散到催化劑的活性,催化劑的活動水平,逐步將鈍化的催化劑,催化劑活性隨運行時間降低，NOx減排效率降低，氨耗增加，氨逸出增加，SCR脫硝系統(tǒng)因有害元素的影響而運行成本增加。
1. 堿金屬的作用
堿金屬與催化劑表面接觸會降低催化劑活性。堿金屬在催化劑上的沉積導(dǎo)致催化劑表面酸性顯著降低。相同摩爾濃度的K的中和作用強于Na。K優(yōu)先配位于or的OH根，K20由反應(yīng)生成。K干擾氨活性中間種NH4+的形成，從而導(dǎo)致催化劑的鈍化。避免水蒸氣在催化劑表面凝結(jié)，可以減少堿金屬積累對催化劑活性的影響。
2.堿土金屬的影響
堿土金屬催化劑中毒主要是由于粉煤灰中游離CaO與催化劑表面的吸附反應(yīng)引起的，導(dǎo)致催化劑表面結(jié)垢，結(jié)垢會覆蓋催化劑表面，阻止反應(yīng)物向催化劑擴(kuò)散。適當(dāng)增加吹灰頻率可以減少飛灰在催化劑上的沉積，減少CaO在催化劑表面的沉積是減緩催化劑中毒的有效手段
3.砷的作用
砷(As)來自煤，以揮發(fā)性形式分散在煙氣中，進(jìn)入催化劑，并在活性區(qū)和非活性區(qū)固化，還以氧化物的形式吸附在飛灰顆粒上。砷中毒過程中，反應(yīng)氣體在催化劑中的擴(kuò)散受到限制，通道被破壞。催化劑As中毒會導(dǎo)致砷在循環(huán)過程中富集，特別是在液相結(jié)渣爐和粉煤灰循環(huán)過程中。以氧化物形式存在的砷，其毒性作用歸因于其堿性。這導(dǎo)致OH根被as-OH(表面砷酸鹽)取代。砷中毒后氨不易吸附到催化劑的活性點，導(dǎo)致催化劑活性下降。
在使用過程中可以使催化劑表面對砷不起活性，通過對催化劑表面進(jìn)行酸控，達(dá)到吸附保護(hù)的目的，使催化劑表面不吸附砷氧化物;另一種方法是通過高溫煅燒，主要以釩鉬混合氧化物的形式，提高活性位點，獲得穩(wěn)定的催化劑表面，使As的吸附位置不影響SCR的活性位點。
4.水蒸氣的影響
大多數(shù)運行中的煙氣SCR脫硝裝置應(yīng)避免水汽凝結(jié)。水凝結(jié)在催化劑上，會將有毒物質(zhì)(堿金屬、鈣、鎂)從粉煤灰中轉(zhuǎn)移到催化劑上，導(dǎo)致催化劑失活。另外，飛灰會硬化，堵塞催化劑，使吹灰裝置的性能下降。燃油鍋爐中毒危險性大，主要是因為水溶性堿金屬含量高。如果鍋爐使用生物質(zhì)燃料，由于水溶性鉀含量高，中毒變得更加嚴(yán)重。
5.粉煤灰的影響
粉煤灰是催化劑堵塞的主要原因之一。粉煤灰中的小顆粒沉積在催化劑的孔隙中，阻止NOx和NOx到達(dá)催化劑表面，從而導(dǎo)致催化劑失活。同時，粉煤灰易造成催化劑磨損。減少催化劑堵塞和磨損的主要措施有:
1)利用CFD計算機(jī)數(shù)值模擬和物理模型試驗對流場設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整SCR反應(yīng)器內(nèi)的流動分布，避免煙氣流動出現(xiàn)低速區(qū)或死角。
2)在每一層催化劑上方安裝吹灰器，定期對催化劑進(jìn)行凈化。
3)在催化劑中選擇合適的煙氣速度，在保證煙氣阻力小、磨損小的條件下，還能有效利用煙氣的流動，避免灰堵。
4)對催化劑采用頂部硬化技術(shù)，改善催化劑磨損。
6.硫和銨鹽的影響
硫和硫銨鹽是催化劑堵塞的另一個主要原因。它是SCR催化劑的主要活性成分，也促進(jìn)氧化生成。而在250℃時，體系易形成硫銨鹽。硫銨鹽不僅會堵塞催化劑通道和微孔，還會造成下游換熱設(shè)備的粘附。
7.燒結(jié)現(xiàn)象
當(dāng)溫度上升到450℃時，催化劑發(fā)生燒結(jié)，導(dǎo)致催化劑失活。因此，在設(shè)計SCR反應(yīng)時，我們選擇合理的反應(yīng)溫度范圍，通常最佳反應(yīng)溫度為360℃。
8.小計
(1)工程上應(yīng)用最廣泛的SCR催化劑主要由TiO2、V2O3、WO2、MnO2等氧化物組成。
(2)在SCR的應(yīng)用過程中，堿金屬、堿土金屬、砷中毒、硫和硫化銨、燒結(jié)等因素的影響會導(dǎo)致催化劑鈍化，應(yīng)采取相應(yīng)的措施防止。
(3)催化劑的研究方向應(yīng)滿足國內(nèi)工程的需要，著重于高活性催化劑的設(shè)計和制備，改善催化劑的組成，提高催化劑的活性，降低催化劑的成本，增加催化劑的壽命。
(4)在催化劑的實際工程應(yīng)用中，要通過合理的流場設(shè)計防止飛灰的沉積，并定期對催化劑進(jìn)行清洗;控制溫度，防止催化劑燒結(jié);催化劑不使用時應(yīng)加以保護(hù)。
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