脱硝催化剂中毒的原因与中毒处理.docx

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1、脱硝催化剂中毒的原因与中毒处理目录前言催化剂中毒是指催化剂的活性因接触少量的杂质而使活性显著下降，使催化剂丧失催化作用的物质，称为催化剂的毒物。烟气中的成分，特别是粉尘中的碱金属、碱土金属和P2O5和烟气中的AS2O3蒸汽等都会使得催化剂活性下降。下面来了解下脱硝催化剂中毒的原因及处理方法。1.脱硝催化剂中毒的原因脱硝催化剂中毒简单来说就是指其反应活性位点，被其他离子占据或表面物质阻碍氧化剂还原剂无法接触，导致的脱硝效率、活性等性能下降的现象。主要包括：神(AS)中毒、S03中毒、碱金属(Na、K)中毒、碱土金属(Ca)中毒。1. 1.神(AS)中毒在燃煤电厂的实际运行当中，神中毒是引起脱硝催

2、化剂活性下降的主要原因之一，如果煤中碎的质量分数超过3X106,SCR脱硝催化剂的寿命将降低30%左右。脱硝催化剂的活性下降将会对脱硝系统及下游设备的运行造成不良影响，甚至会导致NOX超标排放。1. 2.S()3中毒大量的脱硝催化剂都显示了良好的低温脱硝性能，然而，低温下S2引起的脱硝催化剂的中毒，是一个世界性的难题，是目前困扰低温脱硝脱硝催化剂应用的关键。即使在经过脱硫装置后，烟气中残留的少量sOz，一方面与还原剂氨气发生反应，生成硫酸核盐，堵塞脱硝催化剂的孔洞并覆盖脱硝催化剂的活性位，降低脱硝催化剂的活性。1.3. 碱金属中毒(Na、K)碱金属可直接与催化剂活性组分反应，使催化剂表面酸性下

3、降，降低活性组分的可还原性，致使催化剂失去活性。1.4. 碱土金属中毒(Ca)我国的煤中CaO含量相对较高，尤其在当前电厂广泛使用的神府煤和东胜煤中CaO含量很高，煤中灰含量为9%24%,而灰中CaO含量为13%30%,因此CaO对我国SCR催化剂的影响尤为严重。当煤粉锅炉产生的飞灰中含有碱性、带腐蚀性的氧化钙时，催化剂的中毒会更加明显，这主要是因为CaO的存在除了导致催化剂的物理中毒外，还会导致化学中毒：CaO的碱性使得催化剂酸性下降，另外其生成的CaS(也会使活性下降。前者的机理主要是降低钢基催化剂Bronsted酸性位的数目和强度。后者的机理如图1所示，首先灰中的CaO沉积在催化剂表面(

4、控速步骤)，然后与烟气中的SO?反应生成CaS(使体积膨胀，并将催化剂部分活性位变成非活性位，阻碍NoX与NE结合，从而抑制催化剂的脱硝效率，导致催化剂Ca中毒。飞灰中的游离CaO和催化剂表面吸附的S03反应生成CaSO4,CaSO4在催2.脱硝催化剂中毒怎么处理2. 1.确中毒(AS)在燃煤电厂的实际运行当中，碎中毒是引起脱硝催化剂活性下降的主要原因之一，如果煤中种的质量分数超过3X10-6,SCR脱硝催化剂的寿命将降低30%左右。脱硝催化剂的活性下降将会对脱硝系统及下游设备的运行造成不良影响，甚至会导致NO温标排放。神(AS)中毒是由于烟气中含有气态的AS2O3引起的。AS2O3分散到催化

5、剂内并固化在活性、非活性区域，使反应气体在催化剂内的扩散受到限制，且毛细管遭到破坏。应对策略：为了缓解催化剂的As中毒，可以在烟气中喷入一定量的CaO与AS结合，进行固化有害元素神，减少催化剂的中毒情况。进行孔结构调整。气态As2O3在催化剂中的扩散和沉积受催化剂孔结构的影响比较大，生产催化剂时，通过控制造孔剂种类级均化程度控制孔分布形式，可减少氧化种在毛细孔中的“毛细冷凝”现象。通过对载体Tio2形成的大、中、微孔处理。其中，中孔被认为可以有效容纳神及其他有毒物质，即使部分孔产生毒化现象，反应物仍可以扩散至活性位点进行反应。通过此工艺，高神工况下，其活性衰减为新鲜催化剂的90%左右，说明我司

6、此工艺催化剂有较好的抗碑中毒能力。进行配方优化升级。在帆钛系催化剂中，Mo有助于提升神中毒能力，合理添加MO。3可以提高催化剂抗碎中毒能力。催化剂表面SOT的存在可以提高抗碑中毒能力。SOt的存在可以降低AS2O3对于催化剂表面酸性位点的不利影响，使NE容易吸收附在催化剂表面并被活化，从而在AS2O3沉积后仍保持较好的催化活性。TiOz与硅酸盐分子筛制作复合载体。分子筛具有丰富的孔道结构和表面强酸性，可以提升催化剂抗碑中毒能力。催化剂迎尘端增加吸附装置。通过此吸附装置可以对神元素进行预先吸附，减少与催化剂接触的种含量，间接提升SCR脱硝系统的抗碑中毒能力。碑(AS)中毒是由于烟气中含有气态的A

7、S2O3引起的。AS2O3分散到催化剂内并固化在活性、非活性区域，使反应气体在催化剂内的扩散受到限制，且毛细管遭到破坏。2. 2.硫中毒(SO?)由烟气中的S02被氧化生成S03引起的。S03可与烟气中的Cao以及还原剂N七反应，相应的生成物覆盖催化剂表面及堵孔。应对策略：对催化剂进行掺杂，如过渡金属元素、稀土金属元素等的氧化物，控制SC）2氧化率v1%。提高脱硝反应温度。降低机的负载量。2. 3.碱金属中毒（Na、K）应对策略：飞灰中含有一定的碱金属或碱土金属元素，如K、Na、Mg等。碱金属主要是造成催化剂中V-OH的氢键被替换，使得催化剂的酸性活性位点被占据，从而使得催化剂的活性下降。碱金

8、属与活性位的结合程度相对不是很大。可以通过配方调整，增加引入类似V2O5结构分子，构筑类似活性中心的副中心，增加抗碱中毒能力。此外增大活性中心电荷控制区域原子半径大的离子，可以排斥相同电荷的离子，阻止其他相同碱金属电荷离子的靠近。2. 4.碱土金属中毒（Ca）CaO是（碱金属也如此）碱性物质，目前使用的V2O5Tio2基脱硝催化剂的活性位是具有1eWiS酸或Bronsted酸性质的物质，烟气中游离态CaO和脱硝催化剂表面的酸位中和，减少脱硝催化剂的活性位，从而降低脱硝催化剂的活性。当然CaO与脱硝催化剂表层酸性位物质之间的反应属于固固反应，反应速度较慢，所以单纯的CaO碱性使得脱硝催化剂酸性下降并不会造成脱硝催化剂活性的大幅下降。但沉积在脱硝催化剂表面的CaO还与烟气中的SO3反应生成致密的CaSO4盲层，造成脱硝催化剂微孔堵塞却是脱硝催化剂活性下降的主要原因。另外，CaO可以造成脱硝催化剂微孔堵塞，使得脱硝催化剂活性下降。可以通过提高吹灰频次缓建脱硝催化剂的堵塞。应对策略：1）通过调节脱硝反应的操作条件降低SO2/SO3转化率。2）采用低硫煤燃烧；3）采用高温除尘器除去粉尘；4）采用低氮燃烧技术。