SCR脱硝催化剂介绍.doc

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SCR脱硝催化剂介绍
1．催化剂的化学组成
商业SCR催化剂活性组分为V2O5，载体为锐钛矿型的TiO2，WO3或MoO3作助催剂。SCR催化剂成分与比例，根据烟气中成分含量以与脱厂家的指导要求。
(2) 烟气中飞灰(烟尘) 在所有导致SCR催化剂失活的因素当中，积灰是最复杂、影响最大的一个。如果催化剂的微孔被烟尘颗粒堵塞，如此催化剂外表活性位逐渐丧失，导致催化剂失活。有分析得出：催化剂外表沉积的飞灰主要是一些粒径小于5μm的颗粒，与烟气中的飞灰相比，硫酸盐化的颗粒数目明显增加，As和Na等元素更容易在小颗粒上富集，进而对催化剂造成严重毒害。
为减少飞灰对催化剂的影响，可采取以下措施：①在SCR工艺中，设置预除尘装置以与在省煤器出口设置大截面灰斗和除灰格栅；
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②合理吹灰，降低飞灰在催化剂外表的沉积；③适宜的烟气均布措施；④选择适宜的催化剂类型与性能参数。如防止蜂窝状催化剂堵塞应选用适宜的催化剂节距和蜂窝尺寸；⑤选择适宜的催化剂量，增加催化剂的体积和外表积；⑥通过适当的制备工艺，增加催化剂外表的光滑度，减缓飞灰在催化剂外表的沉积。
(3) 烟尘中碱金属、碱土金属、As飞灰中含有一定的碱金属(一般指K、Na)，其含量一般比Ca、Mg少得多。碱金属可以直接与催化剂的活性位反响导致活性位丧失，主要是造成催化剂中V—OH的氢键被替换，催化剂的酸性下降，从而使催化剂失活。碱金属与活性位的结合程度相对不是很大，但如果在有冷凝水存在的情况下，催化剂的失活性可能会成倍增加，因为这时它们更易于流动并渗入到催化剂材料的内部。对于蜂窝式催化剂来说，由于碱金属离子的移动性可以被整体式载体材料所稀释，能够将失活速率降低，使用寿命也就更长。SCR脱硝反响主要发生在催化剂的外外表，因此，催化剂失活的程度取决于可以到达催化剂活性位的飞灰上所含有的碱金属的浓度。为了防止催化剂的碱金属中毒，催化剂应该尽量防止潮湿环境，并且应使用蜂窝状催化剂以减少碱金属的影响。
对于SCR脱硝系统，如果燃煤中CaO过高，催化剂活性将被削弱。我国煤中CaO含量相对较高，如电厂广泛使用的某某煤灰分为9%～24%，而灰中CaO含量质量分数为13%～30%。一般认为，CaO的碱性使催化剂酸性下降，但并不会造成催化剂活性的大幅下降。催化剂性能下降的主要原因是飞灰中的CaO与SO
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3反响，在催化剂外表形成一层CaSO4，并覆盖住催化剂的活性位，阻止反响物扩散进入催化剂进展脱硝反响。相对于板式催化剂来讲，蜂窝式催化剂受CaO的影响较小，抗CaO中毒能力更强。
砷是大多数煤种中都存在的成分，SCR催化剂的砷中毒是由气态砷的化合物不断积聚，堵塞进入催化剂活性位的通道造成的。烟气中气态砷的主要形态为As2O3μm到1μm之间的孔。无论是应用哪一种炉型，催化剂都会出现明显的砷中毒现象。当烟气中存在大量的CaO时，As2O3会和CaO与烟气中的O2发生反响，生成Ca3(AsO4)2，Ca3(AsO4)2是一种热稳定性非常高的化合物，并且不会导致催化剂失活，所以当CaO和As2O3同时存在时，两种物质对于催化剂的影响会被大大削弱，但通常情况下，燃煤锅炉排放的As2O3浓度会远远高于CaO。通过改变催化剂的微孔结构和微孔分布可以有效地预防砷中毒，这一措施已经被许多催化剂生产商采用。
(4) 烟气中SO3 燃烧过程中将产生SO3。在催化剂中增加氧化钒的比例可以提高催化剂的脱硝活性，但同时也增加了SO2向SO3的转化量，从而增加了烟气中SO3的浓度。温度对SO2向SO3的转化有很大的作用，即使在低氧化钒含量甚至无氧化钒含量的催化剂中，仍然有局部SO2转化成SO3。
温度较低时，烟气中SO3与NH3反响产生硫酸铵和硫酸氢铵。硫酸铵和硫酸氢铵是细小的黏性颗粒，硫酸铵为白色固体；硫酸氢铵在160～220℃时为黏性固体，在烟气温度过低时，易凝结吸附在催化剂外表和空气预热器上，继而沉积造成催化剂的堵塞，使催化剂失活。另外，硫酸氢铵具有腐蚀性，会造成空气预热器的腐蚀。
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防止铵盐沉积采取的措施有：①设计合理的催化剂配方，降低SO2的转化率；②减少氨气的逃逸量。如选择适宜的NH3/NOx摩尔比、适宜的催化剂体积，以与合理的系统设计，特别是混合装置的设计，使催化剂外表烟气浓度达到均匀分布；③在低负荷情况下，当温度达不到要求时停止喷氨。铵盐的沉积只有在锅炉低负荷运行，温度低于铵盐的凝结温度时才有可能发生。
铵盐沉积引起的催化剂堵塞，可以通过加热的方式分解硫酸铵，恢复催化剂的局部活性，但长期低于