脱硫脱硝 特别提醒:SCR脱硝催化剂应用注意事项! [复制链接]

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发表于 2021-4-8 08:23:15 | 查看全部 | 阅读模式
京东
在使用SCR催化剂时燃料中的碱金属、碱土金属、砷,以及燃烧后产生的水蒸气、飞灰、硫及硫铵等都对催化剂的使用造成影响,这些成分通过扩散进入催化剂的活性点,占据着催化剂活性点位,催化剂将逐渐被钝化,催化剂的活性随着运行时间的推移而降低,NOx还原效率下降,氨耗量增加,氨逃逸量增加,SCR脱硝系统运行成本将因有害元素的影响而上升。
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4 Y" [" v% C8 T) ?5 W4 n/ c1 碱金属的影响5 N  v, n1 F* w1 `6 e
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碱金属与催化剂表面接触,会使催化剂活性降低 。碱金属在催化剂上沉积导致催化剂表面酸性大大降低,相同摩尔浓度的 K 与 Na 相比,K 中和效果更强。K 优先配位到 或者 上的 OH 根上,K20与 反应生成 ,K 干扰了氨活性中间物种 NH4+的形成,从而导致催化剂的钝化。避免催化剂表面水蒸气的凝结,可降低因碱金属在催化剂表面积聚对催化剂活性的影响。! M( \4 [5 x+ M9 I/ X

& q( Z; p4 o& U- `; Q, {2 碱土金属的影响! Z+ u2 h3 j8 O( J0 k- K) w" w! s
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碱土金属使催化剂中毒主要是飞灰中游离的CaO与催化剂表面吸附的 反应生成 而产生的, 引起催化剂表面结垢,会将催化剂表面遮蔽,从而阻止了反应物向催化剂内扩散。通过适当增加吹灰频率,可降低飞灰在催化剂上的沉积量,降低 CaO 在催化剂表面的沉积量是减缓催化剂中毒的有效手段& O$ P0 c! K: ?# ]# r

) |+ B, N- C) n6 {, y" h# u7 y9 e2 G3 砷的影响
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: n& i3 d$ a* ]" b( S: `砷(As)来源于煤,在烟气中以挥发性 的形式存在 分散到催化剂中并固化在活性、非活性区域,同时也会吸附在飞灰颗粒上(以氧化物的形式)。在砷中毒的过程中将使反应气体在催化剂内的扩散受到限制,且通道遭到破坏。催化剂发生 As中毒,特别是在液态排渣炉和飞灰再循环的过程中,会导致循环过程中砷的富集。以氧化物为形式的砷为例,它的中毒影响归结于它的碱性。 导致 OH 根被 As-OH(分布于表面的砷酸盐)所取代。催化剂砷中毒后,氨不易吸附到中毒的催化剂活性点上,从而导致催化剂活性的降低。* p. ?; h3 b# Z) e/ U

7 M4 h. ^3 @4 m5 b7 k* E4 O. p在使用过程中可使催化剂表面对砷不具有活性,通过对催化剂表面的酸性控制,达到吸附保护的目的,使得催化剂表面不吸附氧化砷;另一种方法是改进活性位,通过高温煅烧获得稳定的催化剂表面,主要采用钒和钼的混合氧化物形式,使As吸附的位置不影响SCR的活性位。) r( R$ e* z* L3 {( t1 s8 ~) I/ N) K

/ P2 [6 d2 M/ a3 Y+ [% ?4 水蒸气的影响, b; v# c8 M& C; g5 S! c' ?# c) q
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对于大多数运行中的烟气 SCR 脱硝装置中,都应避免水蒸气的凝结。凝结在催化剂上的水会将飞灰中的有毒物(碱金属,钙,镁)转移到催化剂上,从而导致催化剂失活。另外会使飞灰硬化并阻塞催化剂,使吹灰装置的性能下降。燃油锅炉中毒的危险较大,主要是由于水溶性碱金属含量较高。如果锅炉燃用生物质燃料,中毒现象会变得严重,这是因为这些燃料中水溶性的K含量较高。" P; `; A) M) E0 ?3 l
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5 飞灰的影响
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飞灰是造成催化剂堵塞的一个主要原因,飞灰小颗粒沉积在催化剂孔隙中,阻碍 NOx、 和 到达催化剂表面,从而引起催化剂失活。同时飞灰还容易造成催化剂的磨损。降低催化剂堵塞和磨损的措施主要有:- b. h# h: o; ?3 |* i" }

0 |% v) `. b" w$ k1 z7 i8 o; U4 E1)利用 CFD 计算机数值模拟和物理模型试验,优化流场设计,来调节 SCR反应器内的气流分布,避免出现烟气流动低速区或死角。, G7 B9 u( Y% i5 s/ O8 H

# z% z% R/ U" C/ [/ z  K+ K$ y2)在各层催化剂上方安装吹灰器,对催化剂进行定期吹扫。2 v4 ^! f: Q/ I' \" v

. x8 d/ ~& z$ d5 z3)选用合适的催化剂内的烟气速度,在保证较小烟气阻力和低磨蚀的情况下,又能有效地利用烟气的流动避免堵灰。3 T# K4 A7 W! P6 S& O) Z: N: {

& ^$ E% v5 U& W4)对催化剂采用顶端硬化技术,改善催化剂磨损。
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6 硫及硫铵盐的影响
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硫及硫铵盐是造成催化剂堵塞的另一个主要原因。 是 SCR 催化剂主要活性成分,但也同时促进了 氧化成 。而系统喷出的 在 250℃以下很容易与 形成硫铵盐,硫铵盐不仅会堵塞催化剂孔道及微孔,而且会造成下游换热设备的粘污。6 }0 m# z0 k: k
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7 烧结现象7 ~; k& ]. B9 {" q2 q
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当温度上升至 450℃时,会发生催化剂的烧结现象,从而导致催化剂失活。因而我们在设计SCR反应时合理的选择反应的温度区间,通常反应的最佳温度在 360℃。& E+ x- l( j5 i# G
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