Como un medio importante para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx), catalizadores de desnitrificación Los catalizadores desempeñan un papel fundamental en la producción industrial. A medida que aumenta el tiempo de uso, la actividad del catalizador disminuye gradualmente, lo que se conoce como fenómeno de desactivación del catalizador. La desactivación no solo afectará la eficiencia de la desnitrificación, sino que también provocará que las emisiones corporativas no cumplan con los estándares, lo que conlleva una doble presión ambiental y económica.

 

1. Efecto de la alta temperatura sobre los catalizadores
La temperatura es uno de los factores importantes que afectan la actividad de los catalizadores de desnitración. Durante el proceso de reacción SCR (reducción catalítica selectiva), el catalizador generalmente funciona a una temperatura más alta para garantizar el progreso suave de la reacción. Sin embargo, los ingredientes activos en la superficie de Catalizador de desnitrificación SCR de temperatura ultraalta, como el vanadio (V), el tungsteno (W), etc., pueden migrar o perderse, reduciendo así su actividad catalítica.

Además, la alta temperatura acelerará la sinterización de los poros en la superficie del catalizador, reduciendo el área superficial específica del catalizador y reduciendo el número de sitios activos. En este caso, la actividad del catalizador disminuye significativamente, acelerando así el proceso de desactivación. Para prolongar la vida útil del catalizador, las empresas deben controlar estrictamente la temperatura de reacción y evitar la operación de sobrecarga a largo plazo.

 

2. Peligros de la contaminación por metales pesados
La contaminación por metales pesados es otra de las principales causas de la desactivación acelerada del catalizador de desnitrificación. Los metales pesados como el plomo (Pb), el mercurio (Hg), el arsénico (As), etc. son comunes en los gases residuales industriales. Una vez que estos iones metálicos entran en contacto con el catalizador, pueden reaccionar con los centros activos de la superficie del catalizador, envenenándolo.

Este efecto de envenenamiento se manifiesta generalmente en la ocupación de los componentes activos de la superficie del catalizador por metales pesados, lo que dificulta el contacto entre el NOx y el agente reductor, lo que da lugar a una reducción de la eficiencia de la reacción. Para evitar la contaminación por metales pesados, las empresas deben adoptar medidas eficaces de pretratamiento de los gases residuales, como el uso de dispositivos de filtrado o adsorbentes químicos para eliminar los metales pesados antes de que los gases residuales entren en el reactor de desnitrificación.

 

3. Eficienciaetc. de sulfuros

Los sulfuros, especialmente el dióxido de azufre (SO2), reaccionan fácilmente con los componentes activos del catalizador para formar sulfato o ácido sulfúrico a altas temperaturas, que luego cubren la superficie del catalizador, lo que hace que los sitios activos superficiales queden ocultos. Esta situación reducirá significativamente la actividad del catalizador, lo que hará que pierda su capacidad catalítica.

Además, la generación de sulfato también puede provocar cambios en la estructura de los poros del catalizador, afectar la permeabilidad a los gases y acelerar la desactivación del catalizador. Por lo tanto, en el proceso de uso de catalizadores de desnitrificación, es crucial controlar la concentración de sulfuro. Las empresas deben monitorear regularmente el contenido de sulfuro en los gases de escape y ajustar los parámetros del proceso de desnitrificación según sea necesario.

4. Deposición de partículas de polvo
Los gases residuales industriales suelen contener una gran cantidad de partículas de polvo. Una vez que estas partículas se depositan en la superficie del catalizador, bloquean los poros del mismo, afectan el contacto entre los reactivos y el catalizador y reducen la eficiencia catalítica. La acumulación prolongada de polvo puede incluso formar depósitos sólidos, acelerando aún más la desactivación del catalizador.

Para evitar el impacto del polvo en el catalizador, las empresas pueden añadir equipos de eliminación previa del polvo, como precipitadores electrostáticos o colectores de polvo de bolsa, al sistema de tratamiento de gases de escape para minimizar la concentración de polvo que entra en el reactor del catalizador. Además, la limpieza o sustitución periódica de los catalizadores también es una medida eficaz para mantener la actividad del catalizador.

5. Efecto de los óxidos
Ciertos óxidos, como los óxidos de metales alcalinos (como Na2O, K2O) y los óxidos de metales alcalinotérreos (como CaO, MgO), reaccionarán de manera irreversible con los componentes activos del catalizador para formar compuestos estables. Estos compuestos suelen estar inactivos y no pueden seguir participando en la reacción de desnitrificación, lo que da como resultado una actividad reducida del catalizador.

Estos óxidos suelen tener su origen en impurezas del combustible o en subproductos generados durante las reacciones. Para reducir el impacto de los óxidos en el catalizador, las empresas deben elegir combustibles con mayor pureza e instalar dispositivos de filtración o adsorción adecuados en el sistema de desnitrificación para eliminar los óxidos nocivos.

 

6. Factores generales de envenenamiento por catalizador
El envenenamiento del catalizador es un problema complejo que provoca la desactivación del catalizador de desnitrificación. Además de los metales pesados, sulfuros y otros factores mencionados anteriormente, también incluye sustancias tóxicas como cloruro y fosfuro. Una vez que estas sustancias ingresan al sistema de desnitrificación, pueden combinarse fuertemente con el centro activo del catalizador para formar sustancias de envenenamiento estables, lo que hace que el catalizador pierda su actividad.

En respuesta al problema del envenenamiento del catalizador, las empresas deben adoptar una variedad de medios técnicos para responder de manera integral, como reducir la generación de sustancias tóxicas en la fuente, fortalecer el pretratamiento de los gases de escape, seleccionar materiales catalizadores con excelente resistencia a la toxicidad, etc. Además, las pruebas periódicas de la actividad del catalizador y la detección y el tratamiento oportunos de los problemas de envenenamiento también ayudarán a extender la vida útil del catalizador.

 

7. El catalizador se utiliza durante demasiado tiempo.
Incluso en las condiciones más ideales, la actividad del catalizador disminuye gradualmente con el tiempo. Esto se debe a que el catalizador se verá afectado por los efectos acumulativos de muchos factores durante el funcionamiento a largo plazo, como el envejecimiento térmico, el desgaste mecánico, la corrosión química, etc.

Por lo tanto, las empresas deben reemplazar o regenerar el catalizador en un tiempo adecuado en función de la vida útil del mismo. Los catalizadores regenerados pueden recuperar parte de su actividad mediante tratamiento térmico, lavado químico y otros métodos, lo que prolonga su vida útil y reduce los costos operativos de la empresa.

 

Conclusión
La desactivación del catalizador de desnitrificación es un proceso inevitable pero controlable. Al comprender y controlar los diversos factores que afectan la desactivación del catalizador, las empresas pueden extender eficazmente la vida útil del catalizador, mejorar la eficiencia de la desnitrificación y garantizar el cumplimiento ambiental del proceso de producción. En las operaciones reales, las empresas deben considerar de manera integral los diversos factores influyentes y adoptar medidas técnicas multidimensionales y de múltiples niveles para lograr el mejor estado operativo del sistema de desnitrificación.

Se espera que este artículo pueda proporcionar una referencia valiosa para los técnicos involucrados en el uso y mantenimiento de catalizadores de desnitración, ayudarlos a enfrentar mejor los desafíos causados por la desactivación del catalizador y contribuir a la protección del medio ambiente.