. L. j; k+ l" b2.3中毒 / [7 I# J; t T F, |7 F4 z4 H - \2 X p p- U* Q2.3.1碱金属中毒 9 |7 O u3 B3 ?# a - p# k( P( _9 G5 w/ r; V0 E# P }碱金属在煤中主要以两种形式存在,一种为非活性碱,其存在于硅酸盐矿物中如长石、云母等;另一种为活性碱,比如有机酸盐、碳酸盐、硫酸盐等。在碱金属接触到催化剂表面的时候,催化剂活性位置的碱金属会喝其他物质发生反应,致使催化剂出现钝化。" U) Z* d( ]+ _0 v- N
# V3 \: _- b$ t5 P' U/ _ W2.3.2砷中毒 " d7 @ `0 m2 C3 p! ?' z3 C5 _& o8 Z, o. C# G
在具体运用催化剂的时候,致使催化剂失活的一项重要因素就是砷中毒,尤其是在低飞灰情况下,更是降低催化剂活性的关键因素。引起砷中毒的,是烟气中所含有的As2O3。As2O3分散于催化剂汇总,并在非活性与活性区域固化,进而限制到催化剂内反应气体的扩散,破坏到毛细管。此种催化剂中毒情况无法逆转,会严重影响到SCR运行。: l8 b5 b: f- Y" b) r6 c; q+ ]
3 X) |$ R1 W% p, P3 V* o3SCR催化剂的再生探讨 & @! a) q2 c7 R' O4 g6 G # U; I( h4 Z: Q4 `7 m @1 u/ {上述提到,SCR脱硝系统的核心即为催化剂,其性能会给整个系统的脱硝效果形成直接影响。催化剂的活性,伴随SCR系统运行时间的增加,会渐渐降低,通常运行时间达到约三年,就应做整体更换。但是,容量如此庞大的SCR脱硝机组,在那时必然会有大量废弃SCR脱硝催化剂产生。催化剂更换的成本在燃煤电厂系统投入中在,所占比例超过30%,若是能够开发出更为优良的再生工艺,则能使生产成本得以进一步降低。一般失活催化剂含有的基本活性体积为60%~70%,导致失活部分,也是由于活性位被覆盖、孔道堵塞等因素。原则上,可借助再生使之活性得以恢复。当前,失活催化剂再生的方法有碱洗再生、酸洗再生、水洗再审、SO2酸化热再生、热还低碳技术原再生等。 ! L0 d: K. L% F0 l4 a" s 6 e; o, \2 m! s! y" I所谓水洗再生,就是先采用高压空气清洗催化剂,在配合使用去离子水洗去沉积在催化剂表面铵盐和表面可溶性中毒物质,最后空气干燥。这一方法,虽然能够将催化剂表面的一些颗粒物冲洗掉,但无法使由碱金属中毒而失活的钒基催化剂活性恢复。 ' ]- l9 h# Q. r# `. n, c4 C1 H7 |; Z# q# a, F
失活催化剂的酸液再生则是借助酸液对催化剂表面进行清除,以使失活催化剂表面的酸性位点恢复。有学者对钒钛系催化剂的碱金属中毒进行再生实验研究,发现0.5mol/L硫酸酸洗再生后,能够恢复活性于90%以上,近乎完全消除了K2O,且将SO42-引入催化剂表面,但也会部分洗掉催化剂上的钒。9 u( N( N" L/ `! j& [. E' A! k
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失活催化剂采用碱液处理,则是通过碱液对催化剂表面的某些可溶性有毒物与Al2(SO4)3进行清除。有学者研究发现,采用NaOH溶液可以使失活的SCR催化剂活性得以部分恢复,有助于催化剂比表面积的提升。碱液再生过程方法类似于酸液清晰。 ! d, w( m E* f. D& ?: {6 K: {- A' a- K! Z
热还原再生失活催化剂,则是在一些保护气体氛围之下,为了分解催化剂表面的硫酸铵盐,先升温然后进行降温处理,将活性位点暴露出来,以再生催化剂。在高温下通过还原气体,一般会将某些还原气体(H2或是NH3)掺入到惰性保护气体中,以使催化剂表面的高价硫还原,并且实现催化剂的脱硫再生。SO2酸化热再生即在气态条件下酸化再生催化剂,通常是持续通过SO2的情况下,在高温条件下处理催化剂一段时间,酸化催化剂表面,以使催化剂的酸强度增强,并促使催化剂表面的酸性位点提高,实现催化剂活性的增加。 3 w9 F" v$ j2 b& Y) g% K 4 Y6 H# c; A. \) ?4结语 % { t/ y3 _9 X5 X. E- p. O' O- G
总之,作为选择性催化还原法的核心所在,催化剂的成本约占到脱硝系统初期建设成本的30%~40%。并且,一般在运行了3-5年之后就应进行更换,这就会使SCR系统的运行成本高居不下。《火电厂氮氧化物防治技术政策》(环发[2010]10号)之中明确提到,“要首先考虑对失活催化剂的再生处理,无法再生的则考虑无害化处理。”对于可逆中毒的催化剂,如果采用适当的再生工艺,则可实现更换费用的极大节省,且可使脱硝效率恢复到初始效率的90%~100%。此外,催化剂就任其废弃的话,将会给环境造成严重污染,所以,对催化剂失活开发、采用适当的回收方法及再生方法,显得尤为关键。来源:低碳技术 作者:段鑫磊 1 I6 C- z D7 S/ C* @- n ; e8 o h" o' c0 h8 U8 }. z0 _