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發布時間:2022-12-21文章分類:環保百科編輯作者:森源藍天閱讀次數:2112 次
煙氣SCR脫硝催化劑廣泛應用于各種不同工況的工業煙氣治理,通過SCR脫硝催化劑可以更好高效率和污染小的解決問題。那么影響SCR脫硝催化劑性能的主要因素有哪些呢?
煙氣SCR脫硝催化劑廣泛應用于各種不同工況的工業煙氣治理,通過SCR脫硝催化劑可以更好高效率和污染小的解決問題。那么影響SCR脫硝催化劑性能的主要因素有哪些呢?
1、堿金屬的影響
堿金屬與催化劑表面接觸,會使催化劑活性降低。堿金屬在催化劑上沉積導致催化劑表面酸性大大降低,相同摩爾濃度的K與Na相比,K中和效果更強。K優先配位到或者上的OH根上,K20與反應生成,K干擾了氨活性中間物種NH4+的形成,從而導致催化劑的鈍化。避免催化劑表面水蒸氣的凝結,可降低因堿金屬在催化劑表面積聚對催化劑活性的影響。
2、堿土金屬的影響
堿土金屬使催化劑中毒主要是飛灰中游離的CaO與催化劑表面吸附的反應生成而產生的,引起催化劑表面結垢,會將催化劑表面遮蔽,從而阻止了反應物向催化劑內擴散。通過適當增加吹灰頻率,可降低飛灰在催化劑上的沉積量,降低CaO在催化劑表面的沉積量是減緩催化劑中毒的有效手段
3、砷的影響
砷(As)來源于煤,在煙氣中以揮發性的形式存在分散到催化劑中并固化在活性、非活性區域,同時也會吸附在飛灰顆粒上(以氧化物的形式)。在砷中毒的過程中將使反應氣體在催化劑內的擴散受到限制,且通道遭到破壞。催化劑發生As中毒,特別是在液態排渣爐和飛灰再循環的過程中,會導致循環過程中砷的富集。以氧化物為形式的砷為例,它的中毒影響歸結于它的堿性。導致OH根被As-OH(分布于表面的砷酸鹽)所取代。催化劑砷中毒后,氨不易吸附到中毒的催化劑活性點上,從而導致催化劑活性的降低。
在使用過程中可使催化劑表面對砷不具有活性,通過對催化劑表面的酸性控制,達到吸附保護的目的,使得催化劑表面不吸附氧化砷;另一種方法是改進活性位,通過高溫煅燒獲得穩定的催化劑表面,主要采用釩和鉬的混合氧化物形式,使As吸附的位置不影響SCR的活性位。
4、水蒸氣的影響
對于大多數運行中的煙氣SCR脫硝裝置中,都應避免水蒸氣的凝結。凝結在催化劑上的水會將飛灰中的有毒物(堿金屬,鈣,鎂)轉移到催化劑上,從而導致催化劑失活。另外會使飛灰硬化并阻塞催化劑,使吹灰裝置的性能下降。燃油鍋爐中毒的危險較大,主要是由于水溶性堿金屬含量較高。如果鍋爐燃用生物質燃料,中毒現象會變得嚴重,這是因為這些燃料中水溶性的K含量較高。
5、飛灰的影響
飛灰是造成催化劑堵塞的一個主要原因,飛灰小顆粒沉積在催化劑孔隙中,阻礙NOx、和到達催化劑表面,從而引起催化劑失活。同時飛灰還容易造成催化劑的磨損。降低催化劑堵塞和磨損的措施主要有:
1)利用CFD計算機數值模擬和物理模型試驗,優化流場設計,來調節SCR反應器內的氣流分布,避免出現煙氣流動低速區或死角。
2)在各層催化劑上方安裝吹灰器,對催化劑進行定期吹掃。
3)選用合適的催化劑內的煙氣速度,在保證較小煙氣阻力和低磨蝕的情況下,又能有效地利用煙氣的流動避免堵灰。
4)對催化劑采用頂端硬化技術,改善催化劑磨損。
6、硫及硫銨鹽的影響
硫及硫銨鹽是造成催化劑堵塞的另一個主要原因。是SCR催化劑主要活性成分,但也同時促進了氧化成。而系統噴出的在250℃以下很容易與形成硫銨鹽,硫銨鹽不僅會堵塞催化劑孔道及微孔,而且會造成下游換熱設備的粘污。
7、燒結現象
當溫度上升至450℃時,會發生催化劑的燒結現象,從而導致催化劑失活。因而我們在設計SCR反應時合理的選擇反應的溫度區間,通常反應的最佳溫度在360℃。
8、小結
(1)目前工程中應用最多的SCR催化劑主要成份為TiO2、V2O3、WO2、MnO2等氧化物組成。
(2)在SCR的應用過程中,由于堿性金屬影響、堿土金屬影響、砷中毒、硫及硫銨影響、燒結等因素都會造成催化劑鈍化,需要采取相應的措施加以預防。
(3)催化劑研究方向應符合國內工程需要,著重在設計并制備高活性的催化劑上,改進催化劑的組成,提高活性,降低成本,提高催化劑壽命。
(4)催化劑在實際工程應用中,要通過合理的流場設計,防止飛灰的沉積,定期對催化劑進行吹掃;控制好溫度,防止催化劑燒結;催化劑停用時要對催化劑進行保護。
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