Als wichtiges Mittel zur Reduzierung der Stickoxidemissionen (NOx) Entstickungskatalysatoren spielen eine Schlüsselrolle in der industriellen Produktion. Mit zunehmender Nutzungsdauer nimmt die Aktivität des Katalysators allmählich ab, was als Phänomen der Katalysatordeaktivierung bezeichnet wird. Die Deaktivierung beeinträchtigt nicht nur die Denitrifikationseffizienz, sondern führt auch dazu, dass die Emissionen des Unternehmens die Standards nicht erfüllen, was doppelten ökologischen und wirtschaftlichen Druck mit sich bringt.

 

1. Einfluss hoher Temperaturen auf Katalysatoren
Die Temperatur ist einer der wichtigen Faktoren, die die Aktivität von Denitrierungskatalysatoren beeinflussen. Während des SCR-Reaktionsprozesses (selektive katalytische Reduktion) arbeitet der Katalysator normalerweise bei einer höheren Temperatur, um einen reibungslosen Ablauf der Reaktion zu gewährleisten. Allerdings können Wirkstoffe auf der Oberfläche von Ultrahochtemperatur-SCR-Entstickungskatalysator, wie Vanadium (V), Wolfram (W) usw., können wandern oder verloren gehen, wodurch ihre katalytische Aktivität verringert wird.

Darüber hinaus beschleunigen hohe Temperaturen das Sintern der Poren auf der Katalysatoroberfläche, wodurch die spezifische Oberfläche des Katalysators verringert und die Anzahl der aktiven Stellen reduziert wird. In diesem Fall nimmt die Aktivität des Katalysators erheblich ab, was den Deaktivierungsprozess beschleunigt. Um die Lebensdauer des Katalysators zu verlängern, sollten Unternehmen die Reaktionstemperatur streng kontrollieren und einen langfristigen Überlastbetrieb vermeiden.

 

2. Gefahren durch Schwermetallbelastung
Schwermetallverschmutzung ist ein weiterer Hauptgrund für die beschleunigte Deaktivierung des Denitrierungskatalysators. Schwermetalle wie Blei (Pb), Quecksilber (Hg), Arsen (As) usw. kommen in Industrieabgasen häufig vor. Sobald diese Metallionen mit dem Katalysator in Kontakt kommen, können sie mit den aktiven Zentren auf der Katalysatoroberfläche reagieren und so den Katalysator vergiften.

Dieser Vergiftungseffekt äußert sich normalerweise darin, dass die aktiven Komponenten auf der Katalysatoroberfläche von Schwermetallen besetzt werden, was den Kontakt zwischen NOx und dem Reduktionsmittel behindert, was zu einer Verringerung der Reaktionseffizienz führt. Um Schwermetallverschmutzung zu verhindern, sollten Unternehmen wirksame Maßnahmen zur Abgasvorbehandlung ergreifen, beispielsweise Filtergeräte oder chemische Adsorbentien verwenden, um Schwermetalle zu entfernen, bevor das Abgas in den Denitrifikationsreaktor gelangt.

 

3. Effusw. von Sulfiden

Sulfide, insbesondere Schwefeldioxid (SO2), reagieren bei hohen Temperaturen leicht mit aktiven Komponenten im Katalysator und bilden Sulfat oder Schwefelsäure, die dann die Katalysatoroberfläche bedecken und die aktiven Stellen an der Oberfläche verdecken. Dadurch wird die Aktivität des Katalysators erheblich verringert und er verliert seine katalytische Fähigkeit.

Darüber hinaus kann die Bildung von Sulfat auch zu Veränderungen der Porenstruktur des Katalysators führen, die Gasdurchlässigkeit beeinträchtigen und die Deaktivierung des Katalysators beschleunigen. Daher ist es beim Einsatz von Denitrierungskatalysatoren entscheidend, die Sulfidkonzentration zu kontrollieren. Unternehmen sollten den Sulfidgehalt im Abgas regelmäßig überwachen und die Parameter des Denitrifikationsprozesses nach Bedarf anpassen.

4. Ablagerung von Staubpartikeln
Industrieabgase enthalten oft eine große Anzahl von Staubpartikeln. Nachdem sich diese Partikel auf der Oberfläche des Katalysators abgelagert haben, verstopfen sie die Poren des Katalysators, beeinträchtigen den Kontakt zwischen den Reaktanten und dem Katalysator und verringern die katalytische Effizienz. Eine langfristige Staubansammlung kann sogar feste Ablagerungen bilden, was die Deaktivierung des Katalysators weiter beschleunigt.

Um die Auswirkungen von Staub auf den Katalysator zu verhindern, können Unternehmen dem Abgasbehandlungssystem Vorstaubentfernungsgeräte wie Elektrofilter oder Beutelstaubsammler hinzufügen, um die Staubkonzentration im Katalysatorreaktor zu minimieren. Darüber hinaus ist die regelmäßige Reinigung oder der Austausch von Katalysatoren eine wirksame Maßnahme zur Aufrechterhaltung der Katalysatoraktivität.

5. Wirkung von Oxiden
Bestimmte Oxide wie Alkalimetalloxide (z. B. Na2O, K2O) und Erdalkalimetalloxide (z. B. CaO, MgO) reagieren irreversibel mit den aktiven Komponenten des Katalysators und bilden stabile Verbindungen. Diese Verbindungen sind häufig inaktiv und können nicht weiter an der Denitrierungsreaktion teilnehmen, was zu einer verringerten Katalysatoraktivität führt.

Diese Oxide entstehen häufig durch Verunreinigungen im Kraftstoff oder durch Nebenprodukte, die bei Reaktionen entstehen. Um die Auswirkungen von Oxiden auf den Katalysator zu verringern, sollten Unternehmen Kraftstoffe mit höherer Reinheit wählen und geeignete Filter- oder Adsorptionsgeräte im Denitrifikationssystem installieren, um schädliche Oxide zu entfernen.

 

6. Umfassende Faktoren der Katalysatorvergiftung
Katalysatorvergiftung ist ein komplexes Problem, das zur Deaktivierung des Denitrierungskatalysators führt. Neben den oben genannten Schwermetallen, Sulfiden und anderen Faktoren sind auch giftige Substanzen wie Chlorid und Phosphid enthalten. Sobald diese Substanzen in das Denitrierungssystem gelangen, können sie sich stark mit dem aktiven Zentrum des Katalysators verbinden und stabile giftige Substanzen bilden, wodurch der Katalysator seine Aktivität verliert.

Als Antwort auf das Problem der Katalysatorvergiftung sollten Unternehmen eine Reihe technischer Maßnahmen ergreifen, um umfassend zu reagieren, z. B. die Entstehung giftiger Substanzen an der Quelle zu verringern, die Abgasvorbehandlung zu verbessern, Katalysatormaterialien mit ausgezeichneter Toxizitätsresistenz auszuwählen usw. Darüber hinaus tragen regelmäßige Tests der Katalysatoraktivität und die rechtzeitige Erkennung und Behandlung von Vergiftungsproblemen ebenfalls dazu bei, die Lebensdauer des Katalysators zu verlängern.

 

7. Der Katalysator wird zu lange verwendet
Selbst unter idealsten Bedingungen nimmt die Katalysatoraktivität mit der Zeit allmählich ab. Dies liegt daran, dass der Katalysator im Langzeitbetrieb durch die kumulativen Auswirkungen vieler Faktoren wie thermische Alterung, mechanischer Verschleiß, chemische Korrosion usw. beeinträchtigt wird.

Daher sollten Unternehmen den Katalysator je nach Lebensdauer des Katalysators innerhalb einer angemessenen Zeit ersetzen oder regenerieren. Regenerierte Katalysatoren können durch Wärmebehandlung, chemische Reinigung und andere Methoden einen Teil ihrer Aktivität wiederherstellen, wodurch ihre Lebensdauer verlängert und die Betriebskosten des Unternehmens gesenkt werden.

 

Abschluss
Die Deaktivierung des Denitrierungskatalysators ist ein unvermeidlicher, aber kontrollierbarer Prozess. Durch das Verständnis und die Kontrolle verschiedener Faktoren, die die Katalysatordeaktivierung beeinflussen, können Unternehmen die Lebensdauer des Katalysators effektiv verlängern, die Denitrierungseffizienz verbessern und die Umweltverträglichkeit des Produktionsprozesses sicherstellen. Im tatsächlichen Betrieb sollten Unternehmen verschiedene Einflussfaktoren umfassend berücksichtigen und mehrstufige und mehrdimensionale technische Maßnahmen ergreifen, um den besten Betriebszustand des Denitrifizierungssystems zu erreichen.

Wir hoffen, dass dieser Artikel eine wertvolle Referenz für Techniker bietet, die mit der Verwendung und Wartung von Denitrierungskatalysatoren befasst sind, ihnen hilft, die durch die Katalysatordeaktivierung verursachten Herausforderungen besser zu bewältigen und zum Umweltschutz beizutragen.