No processo de tratamento de gases de combustão industriais, a tecnologia de Redução Catalítica Seletiva (SCR) é um método de desnitrificação comumente usado e Catalisador SCR DeNOx é o cerne desta tecnologia. No entanto, com o tempo, a atividade do O DeNOx Catalyst diminuirá gradualmente, afetando sua eficiência de desnitrificação. Então, qual é a razão para o declínio na atividade do catalisador?

A principal razão para o declínio da atividade de Catalisador DeNOx
1. Alta temperatura leva à perda de substâncias ativas
Os catalisadores DeNOx geralmente funcionam em ambientes de alta temperatura, e a faixa geral de temperatura de reação SCR é de 300 °C a 400 °C. Sob condições de alta temperatura por um longo tempo, as substâncias ativas no catalisador, como dióxido de titânio (TiO2) e óxido de vanádio (V2O5), sofrerão gradualmente alterações de cristal ou decomposição, resultando em uma redução na área de superfície do catalisador, perda de componentes ativos e diminuição do desempenho catalítico. Além disso, a alta temperatura também pode causar alterações na estrutura dos poros na superfície do catalisador, dificultando o contato efetivo dos reagentes no gás de combustão com os locais ativos do catalisador.
2. Envenenamento por metais alcalinos e metais alcalino-terrosos
Biomassa, carvão e outros combustíveis contêm uma certa quantidade de metais alcalinos (como sódio e potássio) e metais alcalino-terrosos (como cálcio e magnésio). Esses metais formarão óxidos alcalinos em altas temperaturas, aderirão à superfície do catalisador, dificultarão o contato entre o gás de reação e o catalisador e, portanto, causarão envenenamento do catalisador. Os metais alcalinos cobrirão diretamente os locais ativos do catalisador, enfraquecerão a capacidade catalítica e, finalmente, acelerarão a decadência da atividade do catalisador.
3. Envenenamento por sulfeto e cloreto
Os elementos de enxofre e cloro presentes no combustível gerarão compostos contendo enxofre e cloro, como SO2 e HCl, durante o processo de combustão. Esses compostos reagem quimicamente com amônia (NH3) na superfície do catalisador para gerar depósitos de sulfato de amônio ou cloreto de amônio. Os depósitos bloqueiam os poros do catalisador ou cobrem os locais ativos, impedindo que o NOx no gás de combustão entre em contato com o catalisador, afetando seriamente a eficiência da desnitrificação.
4. Bloqueio mecânico de partículas e cinzas volantes
O gás de combustão contém uma grande quantidade de material particulado e cinzas volantes. Essas partículas sólidas irão aderir à superfície do catalisador ou entrar nos poros do catalisador, causando bloqueio mecânico. Especialmente em usinas de energia a carvão ou usinas de energia de biomassa, a quantidade de cinzas volantes no gás de combustão é grande, e é fácil formar uma camada de cinzas na superfície do catalisador. Com o tempo, esse acúmulo de cinzas irá gradualmente bloquear os poros do catalisador, afetando a fluidez do gás e, assim, reduzindo a atividade do catalisador.

5. Reação de desativação do catalisador
O declínio da atividade do catalisador também pode ser causado pela reação química entre o catalisador e os componentes no gás de combustão. Por exemplo, o catalisador reage com SO2 ou HCl para formar sulfatos ou cloretos, que formarão depósitos na superfície do catalisador, dificultando o contato entre NOx no gás de combustão e os componentes ativos do catalisador, resultando na falha da reação de desnitrificação.

Soluções para o declínio da atividade do catalisador
1. Selecione materiais de catalisador resistentes a altas temperaturas
Para o problema do declínio da atividade do catalisador causado por alta temperatura, é particularmente importante selecionar materiais de catalisador estáveis e resistentes a altas temperaturas. Por exemplo, catalisadores à base de vanádio podem manter boa atividade catalítica em altas temperaturas e, adicionando aditivos como óxido de tungstênio e óxido de molibdênio, sua capacidade antidecaimento em alta temperatura pode ser melhorada ainda mais. Além disso, na operação real, controlando razoavelmente a temperatura operacional do sistema SCR para evitar temperatura excessiva ou flutuações excessivas, a falha de alta temperatura do catalisador também pode ser retardada.
2. Prevenção de envenenamento por metais alcalinos e metais alcalino-terrosos
Para o problema de envenenamento por metais alcalinos e metais alcalino-terrosos, as seguintes medidas podem ser tomadas:
Pré-tratamento do combustível: antes da combustão, reduza o risco de envenenamento do catalisador removendo impurezas de metais alcalinos e alcalino-terrosos do combustível.
Selecione catalisadores antienvenenamento: desenvolva materiais catalisadores com maior tolerância, como materiais transportadores de óxido de titânio que sejam resistentes ao envenenamento por metais alcalinos ou melhore o antienvenenamento melhorando a formulação do catalisador.
3.Controlar o teor de enxofre e cloro nos gases de combustão
Para o problema de envenenamento por sulfeto e cloreto, controlar a composição do gás de combustão é a chave. Por meio do pré-tratamento de dessulfuração e descloração do combustível, o conteúdo de impurezas como SO2 e HCl pode ser efetivamente reduzido, e sua deposição na superfície do catalisador pode ser reduzida. Ao mesmo tempo, materiais catalisadores com capacidades antienxofre e anticloro também podem ser usados para evitar que o catalisador falhe devido à reação com compostos de enxofre e cloro.

4.Limpeza e manutenção regulares
Para evitar que partículas e cinzas volantes obstruam a superfície ou os poros do catalisador, é muito importante limpar o catalisador regularmente. Normalmente, a limpeza mecânica ou o sistema de retrolavagem on-line podem ser usados para remover as cinzas na superfície do catalisador para manter a patência da superfície do catalisador. Além disso, a inspeção e manutenção regulares do sistema de desnitrificação para garantir que a taxa de fluxo de gás de combustão seja apropriada e reduzir a deposição de partículas na superfície do catalisador.

5. Regeneração e substituição de catalisadores
Para catalisadores que já experimentaram declínio de atividade, o tratamento de regeneração é uma maneira eficaz de estender a vida útil. A regeneração do catalisador geralmente inclui limpeza física, limpeza química, tratamento térmico e outras etapas para restaurar a atividade de superfície do catalisador. Ao mesmo tempo, para catalisadores severamente degradados, eles devem ser substituídos a tempo para garantir a operação eficiente do sistema de desnitrificação.
6.Otimização das condições operacionais do sistema SCR
Otimizar os parâmetros operacionais do sistema SCR também é uma das principais estratégias para atrasar o declínio da atividade do catalisador. Por exemplo, a razão de nitrogênio de amônia (NH3/NOx) no gás de combustão pode ser razoavelmente controlada para evitar que o excesso de amônia induza reações colaterais para formar depósitos. Ao mesmo tempo, manter a temperatura, pressão e vazão adequadas do gás de combustão pode reduzir o impacto negativo no catalisador e estender sua vida útil.

Resumo
O declínio da atividade do catalisador de desnitrificação SCR de temperatura ultra-alta é um dos principais problemas que afetam a eficiência operacional do sistema SCR. Os principais motivos incluem perda de alta temperatura, envenenamento por metais alcalinos e alcalino-terrosos, deposição de sulfeto e cloreto e bloqueio de material particulado. Ao selecionar materiais catalisadores resistentes a altas temperaturas e antienvenenamento, controlar a composição dos gases de combustão, limpeza e manutenção regulares e regeneração e substituição oportunas do catalisador, o declínio da atividade do catalisador pode ser efetivamente retardado para garantir a operação estável de longo prazo do sistema de desnitrificação.