Dans le processus de traitement des gaz de combustion industriels, la technologie de réduction catalytique sélective (SCR) est une méthode de dénitrification couramment utilisée. Catalyseur SCR DeNOx est au cœur de cette technologie. Cependant, au fil du temps, l'activité de la Le catalyseur DeNOx va progressivement diminuer, affectant son efficacité de dénitrification. Alors, quelle est la raison de la baisse de l'activité du catalyseur ?

La principale raison du déclin de l’activité de Catalyseur DeNOx
1. Une température élevée entraîne une perte de substances actives
Les catalyseurs DeNOx fonctionnent généralement dans des environnements à haute température, et la plage de température générale de réaction SCR est de 300 °C à 400 °C. Dans des conditions de température élevée pendant une longue période, les substances actives du catalyseur, telles que le dioxyde de titane (TiO2) et l'oxyde de vanadium (V2O5), subiront progressivement des changements cristallins ou une décomposition, entraînant une réduction de la surface du catalyseur, une perte de composants actifs et une diminution des performances catalytiques. De plus, une température élevée peut également provoquer des changements dans la structure des pores à la surface du catalyseur, ce qui rend difficile pour les réactifs dans les gaz de combustion d'entrer en contact efficacement avec les sites actifs du catalyseur.
2. Empoisonnement aux métaux alcalins et alcalino-terreux
La biomasse, le charbon et d'autres combustibles contiennent une certaine quantité de métaux alcalins (tels que le sodium et le potassium) et de métaux alcalino-terreux (tels que le calcium et le magnésium). Ces métaux forment des oxydes alcalins à haute température, adhèrent à la surface du catalyseur, entravent le contact entre le gaz de réaction et le catalyseur et provoquent ainsi un empoisonnement du catalyseur. Les métaux alcalins recouvrent directement les sites actifs du catalyseur, affaiblissent la capacité catalytique et accélèrent finalement la décroissance de l'activité du catalyseur.
3. Empoisonnement au sulfure et au chlorure
Les éléments soufre et chlore présents dans le carburant génèrent des composés contenant du soufre et du chlore tels que le SO2 et le HCl pendant le processus de combustion. Ces composés réagissent chimiquement avec l'ammoniac (NH3) à la surface du catalyseur pour générer des dépôts de sulfate d'ammonium ou de chlorure d'ammonium. Les dépôts bloquent les pores du catalyseur ou recouvrent les sites actifs, empêchant le NOx des gaz de combustion d'entrer en contact avec le catalyseur, ce qui affecte gravement l'efficacité de la dénitrification.
4. Blocage mécanique des particules et des cendres volantes
Les gaz de combustion contiennent une grande quantité de particules et de cendres volantes. Ces particules solides adhèrent à la surface du catalyseur ou pénètrent dans les pores du catalyseur, provoquant un blocage mécanique. En particulier dans les centrales électriques au charbon ou à la biomasse, la quantité de cendres volantes dans les gaz de combustion est importante et il est facile de former une couche de cendres à la surface du catalyseur. Au fil du temps, cette accumulation de cendres bloquera progressivement les pores du catalyseur, affectant la fluidité du gaz et réduisant ainsi l'activité du catalyseur.

5. Réaction de désactivation du catalyseur
La baisse d'activité du catalyseur peut également être provoquée par la réaction chimique entre le catalyseur et les composants des gaz de combustion. Par exemple, le catalyseur réagit avec le SO2 ou le HCl pour former des sulfates ou des chlorures, qui formeront des dépôts à la surface du catalyseur, empêchant le contact entre le NOx des gaz de combustion et les composants actifs du catalyseur, ce qui entraînera l'échec de la réaction de dénitrification.

Solutions au déclin de l’activité des catalyseurs
1. Sélectionnez des matériaux catalyseurs résistants aux hautes températures
Pour résoudre le problème de la baisse d'activité du catalyseur causée par les températures élevées, il est particulièrement important de sélectionner des matériaux de catalyseur résistants aux températures élevées et stables. Par exemple, les catalyseurs à base de vanadium peuvent maintenir une bonne activité catalytique à haute température, et en ajoutant des additifs tels que l'oxyde de tungstène et l'oxyde de molybdène, leur capacité anti-décomposition à haute température peut être encore améliorée. De plus, en fonctionnement réel, en contrôlant raisonnablement la température de fonctionnement du système SCR pour éviter une température excessive ou des fluctuations excessives, la défaillance à haute température du catalyseur peut également être retardée.
2. Prévention des intoxications aux métaux alcalins et alcalino-terreux
Pour le problème d'intoxication aux métaux alcalins et alcalino-terreux, les mesures suivantes peuvent être prises :
Prétraitement du carburant : Avant la combustion, réduire le risque d'empoisonnement du catalyseur en éliminant les impuretés alcalines et alcalino-terreuses du carburant.
Sélectionnez des catalyseurs anti-empoisonnement : développez des matériaux catalyseurs avec une tolérance plus élevée, tels que des matériaux supports en oxyde de titane résistants à l'empoisonnement aux métaux alcalins ou améliorez l'anti-empoisonnement en améliorant la formulation du catalyseur.
3. Contrôler la teneur en soufre et en chlore des gaz de combustion
Pour résoudre le problème de l'intoxication par les sulfures et les chlorures, le contrôle de la composition des gaz de combustion est essentiel. Grâce au prétraitement de désulfuration et de déchloration du carburant, la teneur en impuretés telles que le SO2 et le HCl peut être efficacement réduite, et leur dépôt sur la surface du catalyseur peut être réduit. Dans le même temps, des matériaux catalyseurs ayant des capacités anti-soufre et anti-chlore peuvent également être utilisés pour éviter que le catalyseur ne tombe en panne en raison de la réaction avec les composés soufrés et chlorés.

4. Nettoyage et entretien réguliers
Afin d'éviter que les particules et les cendres volantes n'obstruent la surface ou les pores du catalyseur, il est très important de nettoyer régulièrement le catalyseur. En général, un nettoyage mécanique ou un système de lavage à contre-courant en ligne peut être utilisé pour éliminer les cendres sur la surface du catalyseur afin de maintenir la perméabilité de la surface du catalyseur. De plus, une inspection et un entretien réguliers du système de dénitrification permettent de garantir que le débit des gaz de combustion est approprié et de réduire le dépôt de particules sur la surface du catalyseur.

5. Régénération et remplacement des catalyseurs
Pour les catalyseurs qui ont déjà subi une baisse d'activité, le traitement de régénération est un moyen efficace de prolonger la durée de vie. La régénération du catalyseur comprend généralement un nettoyage physique, un nettoyage chimique, un traitement thermique et d'autres étapes pour restaurer l'activité de surface du catalyseur. Dans le même temps, pour les catalyseurs gravement dégradés, ils doivent être remplacés à temps pour assurer le fonctionnement efficace du système de dénitrification.
6. Optimisation des conditions de fonctionnement du système SCR
L'optimisation des paramètres de fonctionnement du système SCR est également l'une des stratégies clés pour retarder le déclin de l'activité du catalyseur. Par exemple, le rapport azote ammoniacal (NH3/NOx) dans les gaz de combustion peut être raisonnablement contrôlé pour éviter qu'un excès d'ammoniac n'induise des réactions secondaires et ne forme des dépôts. Dans le même temps, le maintien d'une température, d'une pression et d'un débit appropriés des gaz de combustion peut réduire l'impact négatif sur le catalyseur et prolonger sa durée de vie.

Résumé
Le déclin de l'activité de la Catalyseur de dénitrification SCR à ultra haute température L'un des principaux problèmes affectant l'efficacité opérationnelle du système SCR est la perte de température élevée, l'empoisonnement par les métaux alcalins et alcalino-terreux, le dépôt de sulfure et de chlorure et le blocage des particules. En sélectionnant des matériaux catalyseurs résistants aux hautes températures et anti-empoisonnement, en contrôlant la composition des gaz de combustion, en effectuant un nettoyage et un entretien réguliers et en régénérant et remplaçant le catalyseur en temps opportun, le déclin de l'activité du catalyseur peut être efficacement retardé pour assurer le fonctionnement stable à long terme du système de dénitrification.