В процессе промышленной очистки дымовых газов широко используется технология селективного каталитического восстановления (СКВ) как метод денитрификации. Катализатор SCR DeNOx является ядром этой технологии. Однако со временем активность Катализатор DeNOx будет постепенно снижаться, что повлияет на его эффективность денитрификации. Так в чем же причина снижения активности катализатора?

Основная причина спада активности Катализатор DeNOx
1.Высокая температура приводит к потере активных веществ.
Катализаторы DeNOx обычно работают в условиях высоких температур, а общий диапазон температур реакции SCR составляет от 300°C до 400°C. В условиях высоких температур в течение длительного времени активные вещества в катализаторе, такие как диоксид титана (TiO2) и оксид ванадия (V2O5), будут постепенно подвергаться кристаллическим изменениям или разложению, что приведет к уменьшению площади поверхности катализатора, потере активных компонентов и снижению каталитической эффективности. Кроме того, высокая температура может также вызвать изменения в структуре пор на поверхности катализатора, что затруднит эффективный контакт реагентов в дымовом газе с активными центрами катализатора.
2.Отравление щелочными и щелочноземельными металлами
Биомасса, уголь и другие виды топлива содержат определенное количество щелочных металлов (таких как натрий и калий) и щелочноземельных металлов (таких как кальций и магний). Эти металлы будут образовывать щелочные оксиды при высоких температурах, прилипать к поверхности катализатора, затруднять контакт между реакционным газом и катализатором и, таким образом, вызывать отравление катализатора. Щелочные металлы будут непосредственно покрывать активные центры катализатора, ослаблять каталитическую способность и в конечном итоге ускорять снижение активности катализатора.
3.Отравление сульфидами и хлоридами
Элементы серы и хлора, присутствующие в топливе, будут генерировать серосодержащие и хлорсодержащие соединения, такие как SO2 и HCl в процессе сгорания. Эти соединения химически реагируют с аммиаком (NH3) на поверхности катализатора, образуя отложения сульфата аммония или хлорида аммония. Отложения блокируют поры катализатора или покрывают активные центры, предотвращая контакт NOx в дымовом газе с катализатором, тем самым серьезно влияя на эффективность денитрификации.
4. Механическая блокировка твердых частиц и летучей золы
Дымовой газ содержит большое количество твердых частиц и летучей золы. Эти твердые частицы будут прилипать к поверхности катализатора или попадать в поры катализатора, вызывая механическую закупорку. Особенно на угольных электростанциях или электростанциях, работающих на биомассе, количество летучей золы в дымовом газе велико, и на поверхности катализатора легко образуется слой золы. Со временем это накопление золы постепенно заблокирует поры катализатора, влияя на текучесть газа и, таким образом, снижая активность катализатора.

5.Реакция дезактивации катализатора
Снижение активности катализатора может быть также вызвано химической реакцией между катализатором и компонентами в дымовом газе. Например, катализатор реагирует с SO2 или HCl с образованием сульфатов или хлоридов, которые будут образовывать отложения на поверхности катализатора, затрудняя контакт между NOx в дымовом газе и активными компонентами катализатора, что приводит к сбою реакции денитрификации.

Решения по снижению активности катализатора
1.Выберите каталитические материалы, устойчивые к высоким температурам
Для проблемы снижения активности катализатора, вызванной высокой температурой, особенно важно выбирать термостойкие и стабильные каталитические материалы. Например, катализаторы на основе ванадия могут сохранять хорошую каталитическую активность при высоких температурах, а путем добавления таких добавок, как оксид вольфрама и оксид молибдена, их способность противостоять распаду при высоких температурах может быть дополнительно улучшена. Кроме того, в реальной эксплуатации, путем разумного управления рабочей температурой системы SCR, чтобы избежать чрезмерной температуры или чрезмерных колебаний, отказ катализатора при высоких температурах также может быть отсрочен.
2.Профилактика отравления щелочными и щелочноземельными металлами
Для решения проблемы отравления щелочными и щелочноземельными металлами можно предпринять следующие меры:
Предварительная обработка топлива: перед сжиганием необходимо снизить риск отравления катализатора, удалив примеси щелочных и щелочноземельных металлов из топлива.
Выберите антиотравляющие катализаторы: Разработайте каталитические материалы с более высокой устойчивостью, такие как носители на основе оксида титана, устойчивые к отравлению щелочными металлами, или улучшите антиотравляющие свойства за счет улучшения состава катализатора.
3.Контроль содержания серы и хлора в дымовых газах.
Для проблемы отравления сульфидами и хлоридами ключевым является контроль состава дымовых газов. Благодаря предварительной обработке десульфурации и дехлорирования топлива можно эффективно снизить содержание примесей, таких как SO2 и HCl, и уменьшить их отложение на поверхности катализатора. В то же время можно также использовать каталитические материалы с антисерными и антихлорными свойствами, чтобы избежать выхода катализатора из строя из-за реакции с соединениями серы и хлора.

4.Регулярная чистка и обслуживание
Чтобы предотвратить засорение поверхности катализатора или пор твердыми частицами и летучей золой, очень важно регулярно очищать катализатор. Обычно для удаления золы с поверхности катализатора можно использовать механическую очистку или систему обратной промывки в режиме реального времени, чтобы поддерживать проходимость поверхности катализатора. Кроме того, регулярный осмотр и техническое обслуживание системы денитрификации для обеспечения надлежащей скорости потока дымовых газов и снижения отложения твердых частиц на поверхности катализатора.

5.Регенерация и замена катализаторов
Для катализаторов, активность которых уже снизилась, регенерационная обработка является эффективным способом продления срока службы. Регенерация катализатора обычно включает физическую очистку, химическую очистку, термическую обработку и другие этапы восстановления поверхностной активности катализатора. В то же время, сильно деградировавшие катализаторы следует вовремя заменять, чтобы обеспечить эффективную работу системы денитрификации.
6.Оптимизация условий работы системы SCR
Оптимизация рабочих параметров системы SCR также является одной из ключевых стратегий замедления снижения активности катализатора. Например, соотношение аммиака и азота (NH3/NOx) в дымовом газе можно разумно контролировать, чтобы избежать возникновения побочных реакций из-за избыточного аммиака с образованием отложений. В то же время поддержание соответствующей температуры, давления и расхода дымового газа может снизить негативное воздействие на катализатор и продлить срок его службы.

Краткое содержание
Спад активности сверхвысокотемпературный катализатор денитрификации SCR является одной из ключевых проблем, влияющих на эффективность работы системы SCR. К основным причинам относятся высокие потери температуры, отравление щелочными и щелочноземельными металлами, отложение сульфидов и хлоридов, а также блокировка твердыми частицами. Выбирая термостойкие и противоотравляющие материалы катализатора, контролируя состав дымовых газов, регулярно очищая и обслуживая, а также своевременно восстанавливая и заменяя катализатор, можно эффективно задержать снижение активности катализатора, чтобы обеспечить долгосрочную стабильную работу системы денитрификации.