Bei der industriellen Rauchgasreinigung wird häufig die selektive katalytische Reduktion (SCR) eingesetzt. SCR-DeNOx-Katalysator ist der Kern dieser Technologie. Im Laufe der Zeit jedoch die Aktivität der Die Leistung des DeNOx-Katalysators nimmt allmählich ab, was seine Entstickungseffizienz beeinträchtigt. Was ist also der Grund für den Rückgang der Katalysatoraktivität?

Der Hauptgrund für den Rückgang der Aktivität von DeNOx-Katalysator
1.Hohe Temperaturen führen zum Verlust von Wirkstoffen
DeNOx-Katalysatoren arbeiten normalerweise in Umgebungen mit hohen Temperaturen, und der allgemeine Temperaturbereich für SCR-Reaktionen liegt zwischen 300 °C und 400 °C. Unter Hochtemperaturbedingungen über einen langen Zeitraum unterliegen die aktiven Substanzen im Katalysator, wie Titandioxid (TiO2) und Vanadiumoxid (V2O5), allmählich Kristallveränderungen oder Zersetzungen, was zu einer Verringerung der Oberfläche des Katalysators, einem Verlust aktiver Komponenten und einer verringerten katalytischen Leistung führt. Darüber hinaus können hohe Temperaturen auch zu Veränderungen der Porenstruktur auf der Oberfläche des Katalysators führen, wodurch es für Reaktanten im Rauchgas schwierig wird, effektiv mit den aktiven Stellen des Katalysators in Kontakt zu treten.
2. Alkalimetall- und Erdalkalimetallvergiftung
Biomasse, Kohle und andere Brennstoffe enthalten eine bestimmte Menge an Alkalimetallen (wie Natrium und Kalium) und Erdalkalimetallen (wie Kalzium und Magnesium). Diese Metalle bilden bei hohen Temperaturen alkalische Oxide, haften an der Oberfläche des Katalysators, behindern den Kontakt zwischen dem Reaktionsgas und dem Katalysator und verursachen so eine Katalysatorvergiftung. Alkalimetalle bedecken direkt die aktiven Stellen des Katalysators, schwächen die katalytische Fähigkeit und beschleunigen letztendlich den Aktivitätsabfall des Katalysators.
3. Sulfid- und Chloridvergiftung
Die im Brennstoff vorhandenen Schwefel- und Chlorelemente erzeugen während des Verbrennungsprozesses schwefel- und chlorhaltige Verbindungen wie SO2 und HCl. Diese Verbindungen reagieren chemisch mit Ammoniak (NH3) auf der Katalysatoroberfläche und bilden Ammoniumsulfat- oder Ammoniumchloridablagerungen. Die Ablagerungen verstopfen die Poren des Katalysators oder bedecken die aktiven Stellen, wodurch verhindert wird, dass NOx im Rauchgas mit dem Katalysator in Kontakt kommt, was die Entstickungseffizienz erheblich beeinträchtigt.
4. Mechanische Blockierung von Partikeln und Flugasche
Das Rauchgas enthält eine große Menge an Partikeln und Flugasche. Diese Feststoffpartikel haften an der Katalysatoroberfläche oder dringen in die Katalysatorporen ein und verursachen mechanische Verstopfungen. Insbesondere in Kohlekraftwerken oder Biomassekraftwerken ist die Menge an Flugasche im Rauchgas groß und es kann leicht eine Ascheschicht auf der Katalysatoroberfläche bilden. Mit der Zeit verstopft diese Ascheansammlung allmählich die Poren des Katalysators, beeinträchtigt die Gasfließfähigkeit und verringert somit die Aktivität des Katalysators.

5. Katalysatordeaktivierungsreaktion
Der Rückgang der Katalysatoraktivität kann auch durch die chemische Reaktion zwischen dem Katalysator und den Komponenten im Rauchgas verursacht werden. Beispielsweise reagiert der Katalysator mit SO2 oder HCl zu Sulfaten oder Chloriden, die Ablagerungen auf der Katalysatoroberfläche bilden und den Kontakt zwischen NOx im Rauchgas und den aktiven Komponenten des Katalysators behindern, was zum Versagen der Denitrifikationsreaktion führt.

Lösungen für den Rückgang der Katalysatoraktivität
1.Wählen Sie hochtemperaturbeständige Katalysatormaterialien
Um das Problem des durch hohe Temperaturen verursachten Rückgangs der Katalysatoraktivität zu lösen, ist es besonders wichtig, hochtemperaturbeständige und stabile Katalysatormaterialien auszuwählen. Katalysatoren auf Vanadiumbasis können beispielsweise bei hohen Temperaturen eine gute katalytische Aktivität aufrechterhalten, und durch Zugabe von Additiven wie Wolframoxid und Molybdänoxid kann ihre Hochtemperatur-Zerfallsfestigkeit weiter verbessert werden. Darüber hinaus kann im tatsächlichen Betrieb der Ausfall des Katalysators durch eine angemessene Kontrolle der Betriebstemperatur des SCR-Systems zur Vermeidung übermäßiger Temperaturen oder übermäßiger Schwankungen auch verzögert werden.
2. Vorbeugung von Alkalimetall- und Erdalkalimetallvergiftungen
Gegen das Problem der Alkalimetall- und Erdalkalimetallvergiftung können folgende Maßnahmen ergriffen werden:
Vorbehandlung des Kraftstoffs: Reduzieren Sie vor der Verbrennung das Risiko einer Katalysatorvergiftung, indem Sie Alkalimetall- und Erdalkalimetallverunreinigungen im Kraftstoff entfernen.
Auswahl von Katalysatoren zur Vergiftungsvermeidung: Entwicklung von Katalysatormaterialien mit höherer Toleranz, wie etwa Trägermaterialien aus Titanoxid, die gegenüber Alkalimetallvergiftungen resistent sind, oder Verbesserung der Vergiftungsvermeidung durch Verbesserung der Katalysatorformulierung.
3.Kontrollieren Sie den Schwefel- und Chlorgehalt im Rauchgas
Um das Problem der Sulfid- und Chloridvergiftung zu lösen, ist die Kontrolle der Rauchgaszusammensetzung der Schlüssel. Durch die Vorbehandlung des Brennstoffs zur Entschwefelung und Entchlorung kann der Gehalt an Verunreinigungen wie SO2 und HCl wirksam gesenkt und ihre Ablagerung auf der Katalysatoroberfläche verringert werden. Gleichzeitig können auch Katalysatormaterialien mit Anti-Schwefel- und Anti-Chlor-Eigenschaften verwendet werden, um ein Versagen des Katalysators aufgrund einer Reaktion mit Schwefel- und Chlorverbindungen zu verhindern.

4.Regelmäßige Reinigung und Wartung
Um zu verhindern, dass Partikel und Flugasche die Katalysatoroberfläche oder -poren verstopfen, ist es sehr wichtig, den Katalysator regelmäßig zu reinigen. Normalerweise kann eine mechanische Reinigung oder ein Online-Rückspülsystem verwendet werden, um die Asche auf der Katalysatoroberfläche zu entfernen und so die Durchgängigkeit der Katalysatoroberfläche aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus wird durch regelmäßige Inspektion und Wartung des Denitrifikationssystems sichergestellt, dass die Rauchgasdurchflussrate angemessen ist und die Ablagerung von Partikeln auf der Katalysatoroberfläche verringert wird.

5.Regeneration und Austausch von Katalysatoren
Bei Katalysatoren, deren Aktivität bereits nachgelassen hat, ist eine Regenerationsbehandlung eine effektive Methode, um die Lebensdauer zu verlängern. Die Katalysatorregeneration umfasst normalerweise physikalische Reinigung, chemische Reinigung, Wärmebehandlung und andere Schritte, um die Oberflächenaktivität des Katalysators wiederherzustellen. Gleichzeitig sollten stark abgebaute Katalysatoren rechtzeitig ausgetauscht werden, um den effizienten Betrieb des Denitrifikationssystems sicherzustellen.
6.Optimierung der Betriebsbedingungen des SCR-Systems
Die Optimierung der Betriebsparameter des SCR-Systems ist ebenfalls eine der wichtigsten Strategien, um den Rückgang der Katalysatoraktivität zu verzögern. So kann beispielsweise das Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis (NH3/NOx) im Rauchgas sinnvoll kontrolliert werden, um zu verhindern, dass zu viel Ammoniak Nebenreaktionen auslöst, die Ablagerungen bilden. Gleichzeitig kann die Aufrechterhaltung einer angemessenen Rauchgastemperatur, eines angemessenen Drucks und einer angemessenen Durchflussrate die negativen Auswirkungen auf den Katalysator verringern und seine Lebensdauer verlängern.

Zusammenfassung
Der Aktivitätsrückgang der Ultrahochtemperatur-SCR-Entstickungskatalysator ist eines der Hauptprobleme, die die Betriebseffizienz des SCR-Systems beeinträchtigen. Die Hauptgründe sind hoher Temperaturverlust, Vergiftung durch Alkalimetalle und Erdalkalimetalle, Sulfid- und Chloridablagerung und Verstopfung durch Partikel. Durch die Auswahl hochtemperaturbeständiger und vergiftungshemmender Katalysatormaterialien, die Kontrolle der Rauchgaszusammensetzung, regelmäßige Reinigung und Wartung sowie rechtzeitige Regeneration und Ersetzung des Katalysators kann der Aktivitätsrückgang des Katalysators effektiv verzögert werden, um den langfristig stabilen Betrieb des Denitrifikationssystems sicherzustellen.