1 堿金屬的影響
堿金屬與催化劑表面接觸,會使催化劑活性降低 。堿金屬在催化劑上沉積導(dǎo)致催化劑表面酸性大大降低,相同摩爾濃度的 K 與 Na 相比,K 中和效果更強(qiáng)。K 優(yōu)先配位到 或者 上的 OH 根上,K20與 反應(yīng)生成 ,K 干擾了氨活性中間物種 NH4+的形成,從而導(dǎo)致催化劑的鈍化。避免催化劑表面水蒸氣的凝結(jié),可降低因堿金屬在催化劑表面積聚對催化劑活性的影響。
2 堿土金屬的影響
堿土金屬使催化劑中毒主要是飛灰中游離的CaO與催化劑表面吸附的 反應(yīng)生成 而產(chǎn)生的, 引起催化劑表面結(jié)垢,會將催化劑表面遮蔽,從而阻止了反應(yīng)物向催化劑內(nèi)擴(kuò)散。通過適當(dāng)增加吹灰頻率,可降低飛灰在催化劑上的沉積量,降低 CaO 在催化劑表面的沉積量是減緩催化劑中毒的有效手段
3 砷的影響
砷(As)來源于煤,在煙氣中以揮發(fā)性 的形式存在 分散到催化劑中并固化在活性、非活性區(qū)域,同時也會吸附在飛灰顆粒上(以氧化物的形式)。在砷中毒的過程中將使反應(yīng)氣體在催化劑內(nèi)的擴(kuò)散受到限制,且通道遭到破壞。催化劑發(fā)生 As中毒,特別是在液態(tài)排渣爐和飛灰再循環(huán)的過程中,會導(dǎo)致循環(huán)過程中砷的富集。以氧化物為形式的砷為例,它的中毒影響歸結(jié)于它的堿性。 導(dǎo)致 OH 根被 As-OH(分布于表面的砷酸鹽)所取代。催化劑砷中毒后,氨不易吸附到中毒的催化劑活性點(diǎn)上,從而導(dǎo)致催化劑活性的降低。
在使用過程中可使催化劑表面對砷不具有活性,通過對催化劑表面的酸性控制,達(dá)到吸附保護(hù)的目的,使得催化劑表面不吸附氧化砷;另一種方法是改進(jìn)活性位,通過高溫煅燒獲得穩(wěn)定的催化劑表面,主要采用釩和鉬的混合氧化物形式,使As吸附的位置不影響SCR的活性位。
4 水蒸氣的影響
對于大多數(shù)運(yùn)行中的煙氣 SCR 脫硝裝置中,都應(yīng)避免水蒸氣的凝結(jié)。凝結(jié)在催化劑上的水會將飛灰中的有毒物(堿金屬,鈣,鎂)轉(zhuǎn)移到催化劑上,從而導(dǎo)致催化劑失活。另外會使飛灰硬化并阻塞催化劑,使吹灰裝置的性能下降。燃油鍋爐中毒的危險較大,主要是由于水溶性堿金屬含量較高。如果鍋爐燃用生物質(zhì)燃料,中毒現(xiàn)象會變得嚴(yán)重,這是因?yàn)檫@些燃料中水溶性的K含量較高。
5 飛灰的影響
飛灰是造成催化劑堵塞的一個主要原因,飛灰小顆粒沉積在催化劑孔隙中,阻礙 NOx、 和 到達(dá)催化劑表面,從而引起催化劑失活。同時飛灰還容易造成催化劑的磨損。降低催化劑堵塞和磨損的措施主要有:
1)利用 CFD 計算機(jī)數(shù)值模擬和物理模型試驗(yàn),優(yōu)化流場設(shè)計,來調(diào)節(jié) SCR反應(yīng)器內(nèi)的氣流分布,避免出現(xiàn)煙氣流動低速區(qū)或死角。
2)在各層催化劑上方安裝吹灰器,對催化劑進(jìn)行定期吹掃。
3)選用合適的催化劑內(nèi)的煙氣速度,在保證較小煙氣阻力和低磨蝕的情況下,又能有效地利用煙氣的流動避免堵灰。
4)對催化劑采用頂端硬化技術(shù),改善催化劑磨損。
6 硫及硫銨鹽的影響
硫及硫銨鹽是造成催化劑堵塞的另一個主要原因。 是 SCR 催化劑主要活性成分,但也同時促進(jìn)了 氧化成 。而系統(tǒng)噴出的 在 250℃以下很容易與 形成硫銨鹽,硫銨鹽不僅會堵塞催化劑孔道及微孔,而且會造成下游換熱設(shè)備的粘污。