正文 SCR脫銷催化劑失活原因及其再生技術(2 / 3)

2.2.2 堿金屬及堿土金屬中毒:堿金屬的氧化物、硫酸鹽和氯化物等可造成催化劑中毒失活。在煙氣中(特別是生物質燃料電廠),一般K元素的含量較高,K元素造成的催化劑失活也就尤為顯著。催化劑表麵活性位點V-OH的H會被K替代,導致催化劑對NH3吸附能力下降,從而造成催化劑中毒。

2.2.3 磷、砷和鉛中毒:鍋爐燃燒煙氣中攜帶者P2O5、As2O3、PbCl2和PbO等使SCR催化劑失活的有毒物質。隨著有毒物質在催化劑上負載量的增加,有毒物質不僅會堵塞催化劑表麵孔道、降低了催化劑的比表麵積,同時P、As、Pb還會取代催化劑活性位點的H造成催化劑的中毒,這幾種作用最終導致其脫硝活性的降低。

2.2.4 活性組分流失與磨損:在高溫下催化劑的活性成分V2O5會揮發,用水衝洗催化劑模塊時活性成分會溶解於水,並隨衝洗水流失,進而引起催化劑的脫硝活性降低。當煙氣中顆粒物與催化劑表麵發生碰撞時會引起催化劑的磨損,飛灰含量、煙氣流速、運行周期和催化劑強度等都會對磨損程度造成影響。

2.2.5 催化劑高溫燒結:為達到期望的催化劑活性要求,使得目前被廣泛應用的釩鈦基催化劑需要的運行溫度較高。當鍋爐排煙溫度出現意外波動上升時,脫硝反應器內的溫度就有可能會超過活性成分的承受溫度,進而造成催化劑的燒結失活。催化劑的燒結是一個不可逆的過程,它導致活性成分V2O5的顆粒長大,載體TiO2的孔道數量和比表麵變小,直接減少了催化反應活性位的數量。

由於爐型、煤質等因素的不同,造成SCR催化劑的失活原因多種多樣,除上述因素之外,水蒸氣、二氧化硫及汞中毒等諸多因素會造成催化劑的失活。

3 失效SCR催化劑的再生技術

3.1 催化劑失活原因診斷

為了使失活催化劑得到有效再生,需首先對失活催化劑樣品的組分含量、比表麵積、孔隙率、強度、活性等各項物理化學性能指標進行分析檢測,通過對失活原因研究分析確定造成催化劑失活的具體原因,為接下來催化劑的再生提供支持。

3.2 吹掃及去離子水清洗

在負壓狀態下采用壓縮空氣進行吹掃,這樣可以去除催化劑表麵附著的及孔道內的大部分灰塵顆粒。催化劑孔道內外的灰塵顆粒吹掃幹淨後,放入去離子水中,配合以超聲、鼓泡的方式對失效催化劑進行更加深入的清洗。

3.3 酸洗及幹燥

失效催化劑表麵及孔道沉積著金屬、鹽等有毒物質,而催化劑反應活性與其外表麵積和孔道特性有很大程度上的關係,簡單的吹掃及水衝洗無法完全去除催化劑孔道中的堵塞物。去離子水清洗完成後,將失效催化劑放入酸溶液(如稀硫酸溶液)中,在超聲、鼓泡的配合方式下催化劑進行酸洗若幹小時,可以去除催化劑孔道中物理方法無法去除堵塞物,從而大大提高失效催化劑的孔隙率。將酸洗結束後的失效催化劑用去離子水衝洗至pH值接近7,采用熱風幹燥。

3.4 活化

催化劑模塊在運行過程中,會因為高溫揮發、水衝洗和機械磨損等原因導致活性組分的流失,另外在再生過程中也會造成活性組分的流失,因此清洗完成後需采用活性補充液(如偏釩酸銨、仲鎢酸銨、仲鉬酸銨等)浸泡的方法對催化劑進行活性物質再負載。