SO2對(duì)催化劑影響主要存在最重要的兩個(gè)方面,一是在催化劑脫硝反應(yīng)過程中,需要還原劑NH3與氮氧化物NOX在催化劑表面,通過催化劑的作用加速反應(yīng),通常是煙氣溫度越高,反應(yīng)的速率就越快。當(dāng)煙氣組份中含有液態(tài)水存在的瞬間,水可以吸收SO2和NH3從而生成硫酸氨(NH4)2SO4,硫酸氨通常在280℃以上時(shí)逐漸分解,當(dāng)整套系統(tǒng)中若硫酸氨生成速率小于分解速率時(shí),此時(shí)對(duì)催化劑影響最小,反之硫酸氨會(huì)隨著煙氣進(jìn)入催化劑表面微孔,造成催化劑比表面下降從而影響脫硝效果,嚴(yán)重時(shí)易造成催化劑失活。
另一方面,傳統(tǒng)的V2O5/TiO2催化劑在進(jìn)行脫硝反應(yīng)的同時(shí),在高溫下會(huì)將大約0.3%-2%的SO2氧化成SO3,低負(fù)荷時(shí)SO2氧化率會(huì)更高。SCR煙氣脫硝過程中,在一定條件下SO3與煙氣中的氨以及水可生成硫酸氫氨(ABS)和硫酸銨(AS),二者的產(chǎn)生量取決于NH3和SO3的比例。理論上講,當(dāng)NH3/SO3摩爾比大于2時(shí),只生產(chǎn)AS;當(dāng)NH3/SO3摩爾比小于1時(shí),只生成ABS;當(dāng)NH3/SO3摩爾比介于1和2之間時(shí),會(huì)生成ABS和AS的混合物。ABS的揮發(fā)溫度為173.7℃,當(dāng)溫度高于323.59℃時(shí)ABS會(huì)大量揮發(fā),因此ABS導(dǎo)致催化劑表征活性下降時(shí)采用在線熱解析的方式處理,屬于可逆性失活。
液態(tài)的ABS具有強(qiáng)酸性和吸濕性,是一種粘性很強(qiáng)的物質(zhì),在煙氣中會(huì)粘附粉塵。ABS與粉塵相互作用,使得粉塵中的小顆粒長大,最終導(dǎo)致催化劑的孔隙和孔道被堵塞,降低催化劑的比表面積,催化劑的表征活性下降。
同時(shí)由于ABS吸附粉塵后導(dǎo)致粉塵在催化劑表面長時(shí)間停留,粉塵中可能存在的堿金屬向催化劑酸性位遷移,從而占據(jù)催化劑酸性位。對(duì)于傳統(tǒng)的V2O5/TiO2催化劑,堿金屬與V2O5反應(yīng)生成復(fù)式釩酸鹽,催化劑活性下降,且不可逆。