En tant que moyen important de réduire les émissions d’oxyde d’azote (NOx), catalyseurs de dénitrification Les catalyseurs jouent un rôle clé dans la production industrielle. Au fur et à mesure que la durée d'utilisation augmente, l'activité du catalyseur diminue progressivement, ce qui correspond au phénomène dit de désactivation du catalyseur. La désactivation affectera non seulement l'efficacité de la dénitrification, mais entraînera également une non-conformité des émissions de l'entreprise aux normes, entraînant une double pression environnementale et économique.

 

1. Effet de la température élevée sur les catalyseurs
La température est l'un des facteurs importants affectant l'activité des catalyseurs de dénitration. Au cours du processus de réaction SCR (réduction catalytique sélective), le catalyseur fonctionne généralement à une température plus élevée pour assurer le bon déroulement de la réaction. Cependant, les ingrédients actifs à la surface de Catalyseur de dénitrification SCR à ultra haute température, tels que le vanadium (V), le tungstène (W), etc., peuvent migrer ou être perdus, réduisant ainsi leur activité catalytique.

De plus, une température élevée accélère le frittage des pores à la surface du catalyseur, réduisant ainsi la surface spécifique du catalyseur et le nombre de sites actifs. Dans ce cas, l'activité du catalyseur diminue considérablement, accélérant ainsi le processus de désactivation. Afin de prolonger la durée de vie du catalyseur, les entreprises doivent contrôler strictement la température de réaction et éviter un fonctionnement en surcharge à long terme.

 

2. Dangers de la pollution par les métaux lourds
La pollution par les métaux lourds est une autre cause majeure de désactivation accélérée du catalyseur de dénitration. Les métaux lourds tels que le plomb (Pb), le mercure (Hg), l'arsenic (As), etc. sont courants dans les gaz résiduaires industriels. Une fois que ces ions métalliques entrent en contact avec le catalyseur, ils peuvent réagir avec les centres actifs de la surface du catalyseur, empoisonnant ainsi le catalyseur.

Cet effet d'empoisonnement se manifeste généralement par l'occupation des composants actifs à la surface du catalyseur par des métaux lourds, ce qui entrave le contact entre le NOx et l'agent réducteur, entraînant une réduction de l'efficacité de la réaction. Pour éviter la pollution par les métaux lourds, les entreprises doivent prendre des mesures efficaces de prétraitement des gaz résiduaires, telles que l'utilisation de dispositifs de filtrage ou d'adsorbants chimiques pour éliminer les métaux lourds avant que les gaz résiduaires n'entrent dans le réacteur de dénitrification.

 

3. Effetc. de sulfures

Les sulfures, en particulier le dioxyde de soufre (SO2), réagissent facilement avec les composants actifs du catalyseur pour former du sulfate ou de l'acide sulfurique à haute température, qui recouvrent ensuite la surface du catalyseur, ce qui entraîne l'obscurcissement des sites actifs de surface. Cette situation réduira considérablement l'activité du catalyseur, lui faisant perdre sa capacité catalytique.

En outre, la production de sulfate peut également entraîner des modifications de la structure des pores du catalyseur, affecter la perméabilité au gaz et accélérer la désactivation du catalyseur. Par conséquent, lors de l'utilisation de catalyseurs de dénitration, il est essentiel de contrôler la concentration de sulfure. Les entreprises doivent surveiller régulièrement la teneur en sulfure des gaz d'échappement et ajuster les paramètres du processus de dénitrification selon les besoins.

4. Dépôt de particules de poussière
Les gaz résiduaires industriels contiennent souvent un grand nombre de particules de poussière. Une fois déposées à la surface du catalyseur, ces particules obstruent les pores du catalyseur, affectent le contact entre les réactifs et le catalyseur et réduisent l'efficacité catalytique. L'accumulation de poussière à long terme peut même former des dépôts solides, accélérant encore la désactivation du catalyseur.

Afin d'éviter l'impact de la poussière sur le catalyseur, les entreprises peuvent ajouter des équipements de pré-dépoussiérage, tels que des précipitateurs électrostatiques ou des dépoussiéreurs à sacs, au système de traitement des gaz d'échappement pour minimiser la concentration de poussière entrant dans le réacteur du catalyseur. De plus, le nettoyage ou le remplacement régulier des catalyseurs est également une mesure efficace pour maintenir l'activité du catalyseur.

5. Effet des oxydes
Certains oxydes tels que les oxydes de métaux alcalins (tels que Na2O, K2O) et les oxydes de métaux alcalino-terreux (tels que CaO, MgO) réagissent de manière irréversible avec les composants actifs du catalyseur pour former des composés stables. Ces composés sont souvent inactifs et ne peuvent pas continuer à participer à la réaction de dénitration, ce qui entraîne une réduction de l'activité du catalyseur.

Ces oxydes proviennent souvent d'impuretés présentes dans le carburant ou de sous-produits produits lors des réactions. Afin de réduire l'impact des oxydes sur le catalyseur, les entreprises doivent choisir des carburants plus purs et installer des dispositifs de filtration ou d'adsorption appropriés dans le système de dénitrification pour éliminer les oxydes nocifs.

 

6. Facteurs généraux d'empoisonnement des catalyseurs
L'empoisonnement du catalyseur est un problème complexe qui entraîne la désactivation du catalyseur de dénitration. En plus des métaux lourds, des sulfures et d'autres facteurs mentionnés ci-dessus, il comprend également des substances toxiques telles que le chlorure et le phosphure. Une fois que ces substances pénètrent dans le système de dénitration, elles peuvent se combiner fortement avec le centre actif du catalyseur pour former des substances d'empoisonnement stables, provoquant ainsi la perte d'activité du catalyseur.

En réponse au problème de l'empoisonnement des catalyseurs, les entreprises doivent adopter une variété de moyens techniques pour répondre de manière globale, tels que la réduction de la génération de substances toxiques à la source, le renforcement du prétraitement des gaz d'échappement, la sélection de matériaux catalyseurs avec une excellente résistance à la toxicité, etc. De plus, des tests réguliers de l'activité du catalyseur et une détection et un traitement rapides des problèmes d'empoisonnement contribueront également à prolonger la durée de vie du catalyseur.

 

7. Le catalyseur est utilisé trop longtemps
Même dans les conditions les plus idéales, l'activité du catalyseur diminue progressivement au fil du temps. En effet, le catalyseur sera affecté par les effets cumulés de nombreux facteurs au cours d'un fonctionnement à long terme, tels que le vieillissement thermique, l'usure mécanique, la corrosion chimique, etc.

Par conséquent, les entreprises doivent remplacer ou régénérer le catalyseur dans un délai approprié en fonction de sa durée de vie. Les catalyseurs régénérés peuvent restaurer une partie de leur activité grâce à un traitement thermique, un lavage chimique et d'autres méthodes, prolongeant ainsi leur durée de vie et réduisant les coûts d'exploitation de l'entreprise.

 

Conclusion
La désactivation du catalyseur de dénitration est un processus inévitable mais contrôlable. En comprenant et en contrôlant divers facteurs qui affectent la désactivation du catalyseur, les entreprises peuvent prolonger efficacement la durée de vie du catalyseur, améliorer l'efficacité de la dénitration et garantir la conformité environnementale du processus de production. Dans les opérations réelles, les entreprises doivent prendre en compte de manière exhaustive divers facteurs d'influence et adopter des mesures techniques à plusieurs niveaux et multidimensionnelles pour obtenir le meilleur état de fonctionnement du système de dénitrification.

Nous espérons que cet article pourra fournir une référence précieuse aux techniciens impliqués dans l’utilisation et la maintenance des catalyseurs de dénitration, les aider à mieux faire face aux défis causés par la désactivation du catalyseur et contribuer à la protection de l’environnement.