В качестве важного средства снижения выбросов оксидов азота (NOx) катализаторы денитрификации играют ключевую роль в промышленном производстве. По мере увеличения времени использования активность катализатора постепенно снижается, что является так называемым явлением дезактивации катализатора. Дезактивация не только повлияет на эффективность денитрификации, но и приведет к тому, что корпоративные выбросы не будут соответствовать стандартам, что приведет к двойному экологическому и экономическому давлению.

 

1. Влияние высокой температуры на катализаторы
Температура является одним из важных факторов, влияющих на активность катализаторов денитрации. В процессе реакции SCR (селективное каталитическое восстановление) катализатор обычно работает при более высокой температуре, чтобы обеспечить плавный ход реакции. Однако активные ингредиенты на поверхности сверхвысокотемпературный катализатор денитрификации SCR, такие как ванадий (V), вольфрам (W) и т. д., могут мигрировать или теряться, тем самым снижая свою каталитическую активность.

Кроме того, высокая температура ускорит спекание пор на поверхности катализатора, уменьшив удельную поверхность катализатора и сократив количество активных центров. В этом случае активность катализатора значительно снижается, тем самым ускоряя процесс дезактивации. Чтобы продлить срок службы катализатора, компании должны строго контролировать температуру реакции и избегать длительной работы с перегрузками.

 

2. Опасности загрязнения тяжелыми металлами
Загрязнение тяжелыми металлами является еще одной важной причиной ускоренной дезактивации катализатора денитрации. Тяжелые металлы, такие как свинец (Pb), ртуть (Hg), мышьяк (As) и т. д., часто встречаются в промышленных отходящих газах. После того, как эти ионы металлов вступают в контакт с катализатором, они могут реагировать с активными центрами на поверхности катализатора, тем самым отравляя катализатор.

Этот эффект отравления обычно проявляется в том, что активные компоненты на поверхности катализатора заняты тяжелыми металлами, что затрудняет контакт между NOx и восстановителем, что приводит к снижению эффективности реакции. Чтобы предотвратить загрязнение тяжелыми металлами, компании должны принимать эффективные меры предварительной обработки отходящих газов, такие как использование фильтрующих устройств или химических адсорбентов для удаления тяжелых металлов до того, как отходящие газы попадут в реактор денитрификации.

 

3. Эфф.и т.д. сульфидов

Сульфиды, особенно диоксид серы (SO2), легко реагируют с активными компонентами в катализаторе, образуя сульфат или серную кислоту при высоких температурах, которые затем покрывают поверхность катализатора, в результате чего активные центры поверхности становятся непрозрачными. Такая ситуация значительно снижает активность катализатора, в результате чего он теряет свою каталитическую способность.

Кроме того, образование сульфата может также вызвать изменение структуры пор катализатора, повлиять на газопроницаемость и ускорить дезактивацию катализатора. Поэтому в процессе использования катализаторов денитрации крайне важно контролировать концентрацию сульфида. Предприятия должны регулярно контролировать содержание сульфида в отходящих газах и при необходимости корректировать параметры процесса денитрификации.

4. Осаждение пылевых частиц
Промышленные отходящие газы часто содержат большое количество частиц пыли. После того, как эти частицы оседают на поверхности катализатора, они блокируют поры катализатора, влияют на контакт между реагентами и катализатором и снижают каталитическую эффективность. Длительное накопление пыли может даже образовывать твердые отложения, еще больше ускоряя дезактивацию катализатора.

Для предотвращения воздействия пыли на катализатор компании могут добавлять в систему очистки отходящих газов оборудование для предварительного удаления пыли, например, электрофильтры или рукавные пылеуловители, чтобы минимизировать концентрацию пыли, попадающей в реактор катализатора. Кроме того, регулярная очистка или замена катализаторов также является эффективной мерой для поддержания активности катализатора.

5. Влияние оксидов
Некоторые оксиды, такие как оксиды щелочных металлов (например, Na2O, K2O) и оксиды щелочноземельных металлов (например, CaO, MgO), будут необратимо реагировать с активными компонентами катализатора, образуя стабильные соединения. Эти соединения часто неактивны и не могут продолжать участвовать в реакции денитрации, что приводит к снижению активности катализатора.

Эти оксиды часто возникают из-за примесей в топливе или побочных продуктов, образующихся в ходе реакций. Чтобы уменьшить воздействие оксидов на катализатор, компаниям следует выбирать топливо с более высокой чистотой и устанавливать соответствующие фильтрующие или адсорбционные устройства в системе денитрификации для удаления вредных оксидов.

 

6. Комплексные факторы отравления катализатора
Отравление катализатора — сложная проблема, которая приводит к дезактивации катализатора денитрации. Помимо тяжелых металлов, сульфидов и других факторов, упомянутых выше, сюда также входят токсичные вещества, такие как хлорид и фосфид. После попадания этих веществ в систему денитрации они могут прочно соединяться с активным центром катализатора, образуя устойчивые отравляющие вещества, тем самым вызывая потерю активности катализатора.

В ответ на проблему отравления катализатора компании должны принять различные технические меры для комплексного реагирования, такие как снижение образования токсичных веществ у источника, усиление предварительной очистки выхлопных газов, выбор каталитических материалов с превосходной устойчивостью к токсичности и т. д. Кроме того, регулярные испытания активности катализатора и своевременное обнаружение и устранение проблем отравления также помогут продлить срок службы катализатора.

 

7. Катализатор используется слишком долго.
Даже в самых идеальных условиях активность катализатора постепенно снижается с течением времени. Это связано с тем, что катализатор будет подвергаться совокупному воздействию многих факторов в течение длительной эксплуатации, таких как термическое старение, механический износ, химическая коррозия и т. д.

Поэтому предприятия должны заменять или регенерировать катализатор в соответствующие сроки, исходя из срока службы катализатора. Регенерированные катализаторы могут восстанавливать часть своей активности посредством термической обработки, химической промывки и других методов, тем самым продлевая срок их службы и снижая эксплуатационные расходы компании.

 

Заключение
Дезактивация катализатора денитрации — неизбежный, но контролируемый процесс. Понимая и контролируя различные факторы, влияющие на дезактивацию катализатора, компании могут эффективно продлить срок службы катализатора, повысить эффективность денитрации и обеспечить соответствие производственного процесса экологическим нормам. В реальных операциях компании должны всесторонне учитывать различные факторы влияния и принимать многоуровневые и многомерные технические меры для достижения наилучшего рабочего состояния системы денитрификации.

Мы надеемся, что эта статья может стать ценным справочным материалом для технических специалистов, занимающихся использованием и обслуживанием катализаторов денитрации, поможет им лучше справляться с проблемами, вызванными дезактивацией катализатора, и внесет вклад в защиту окружающей среды.