實(shí)際SCR系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，造成催化劑失活的原因復(fù)雜多樣，主要可分為物理和化學(xué)2個(gè)方面。
1.1物理失活原因
1.1.1結(jié)構(gòu)塌陷
SCR催化劑在運(yùn)輸、安裝及實(shí)際使用過(guò)程中，由于操作不當(dāng)、日積月累或多次再生均會(huì)導(dǎo)致物理結(jié)構(gòu)破損、骨架塌陷，這樣的廢棄催化劑一般無(wú)法再生，需要妥善處置。
1.1.2積灰堵塞
煤炭燃燒產(chǎn)生的大量飛灰會(huì)被煙氣攜帶至催化劑的表面或孔道中，發(fā)生沉積并最終導(dǎo)致SCR催化劑的堵塞，阻礙催化劑活性組分與反應(yīng)物的接觸，限制脫硝反應(yīng)的進(jìn)行。
1.1.3燒結(jié)SCR
催化劑實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，當(dāng)燃煤鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況發(fā)生波動(dòng)，有可能導(dǎo)致局部飛溫現(xiàn)象；一旦煙氣溫度過(guò)高，SCR催化劑中的低熔點(diǎn)金屬便會(huì)產(chǎn)生燒結(jié)。熱燒結(jié)使得催化劑表面活性成分發(fā)生團(tuán)聚，載體比表面積縮小，甚至發(fā)生晶型由銳鈦礦向金紅石轉(zhuǎn)變，致使催化活性降低甚至喪失。
1.2化學(xué)失活原因
1.2.1活性組分流失
SCR催化劑的主要活性成分為V2O5，在高溫條件下很容易揮發(fā)，從而使得催化劑活性降低。此外火電廠排放的煙氣中含有的煙塵一般都顆粒較大、硬度較高，與催化劑表面發(fā)生大量碰撞，會(huì)造成催化劑的磨損，使得活性成分流失，導(dǎo)致催化活性下降。
1.2.2化學(xué)物質(zhì)堵塞
煙氣中的SO2極易被催化劑中活性組分V2O5氧化為SO3，從而會(huì)與NH3反應(yīng)在催化劑表面生成(NH4)2SO4和NH4HSO4，或是與煙氣攜帶飛灰中的氧化鈣成分反應(yīng)生成CaSO4堆積層，造成SCR催化劑活性位被覆蓋，比表面積減小，催化活性降低。煙氣中存在的HCl能夠與金屬氧化物反應(yīng)生成鹽，同樣也會(huì)對(duì)催化劑活性產(chǎn)生影響。Moradi等研究發(fā)現(xiàn)ZnCl2會(huì)造成催化劑的孔道堵塞或表面覆蓋，阻礙NH3和NO的擴(kuò)散，降低催化劑的活性。除此之外，重金屬砷亦會(huì)導(dǎo)致SCR催化的失活。Kong等研究發(fā)現(xiàn)煙氣中的As2O3會(huì)黏附在催化劑表面，并被氧化最終生成As2O5致密層，覆蓋催化劑活性位的同時(shí)阻礙NH3吸附，導(dǎo)致催化劑失活。
1.2.3化學(xué)物質(zhì)中毒
造成SCR催化劑化學(xué)中毒的物質(zhì)主要有堿金屬、堿土金屬、P、As以及Pb。堿金屬主要毒化SCR催化劑的B酸活性位，致使NH3吸附能力減弱，催化劑活性下降。Du等模擬商業(yè)SCR催化劑堿金屬中毒的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同堿金屬化合物對(duì)催化活性的影響順序?yàn)椋毫蛩猁}＞氯化物＞硝酸鹽。堿土金屬元素如Ca由于其堿性，也會(huì)對(duì)SCR催化劑的表面酸性產(chǎn)生影響，但影響程度弱于堿金屬。P會(huì)取代SCR催化劑中的V-OH和W-OH，仲兆平等研究發(fā)現(xiàn)，隨著P負(fù)載量的增加，SCR催化劑的活性逐漸減小，但對(duì)催化劑活性的影響同樣要比堿金屬弱。除此之外，Hu等研究發(fā)現(xiàn)重金屬As也會(huì)對(duì)SCR催化劑的V-OH活性中心造成破壞，而V-OH對(duì)NH3的吸附至關(guān)重要。