SCR脫硝催化劑失活再生

◎李兵成

SCR脫硝催化劑失活再生

◎李兵成

針對(duì)非活性的催化劑經(jīng)過(guò)一些加工操作，通過(guò)其減少電廠脫硝的運(yùn)作成本，同時(shí)也能降低催化劑的釋放量，減少一些原材料的損耗，進(jìn)而來(lái)降低對(duì)環(huán)境的污染。該文針對(duì)催化劑的原料及其失活表現(xiàn)來(lái)描述，同時(shí)還描述其再次利用的原理。

催化劑的成分

催化劑從形式上劃分為：蜂窩式、板式等等，雖說(shuō)其形式不同，但是他們的原材料相差不多，通常原材料有TiO2、V2O5等等。從成份來(lái)講WO3成份含量大約有百分之五與百分之十之間，其中TiO2成份含量大約占百分之七十五。從成份的活性度來(lái)講V2O5比較高，同時(shí)該原料所擁有的催化作用也相當(dāng)高。所以說(shuō)針對(duì)SCR來(lái)講，通常降低V2O5的成份，然后在與WO3或MOO3結(jié)合來(lái)達(dá)到催化的效果，在催化的同時(shí)還需要盡可能的保存NOX活性，同時(shí)還需降低其對(duì)二氧化硫的催化及其氧化。原料中催化劑主要真加大其穩(wěn)定性，與此起到抵御其有害氣體。

催化劑的失活狀態(tài)

催化劑的失活狀態(tài)從化學(xué)的角度來(lái)講其是相對(duì)是復(fù)雜的一個(gè)變化過(guò)程，常見(jiàn)的狀態(tài)有如下幾種：

催化劑中毒失活；催化劑的熱失活與燒結(jié)；催化劑積炭等等方面的堵塞失活。

催化劑中毒失活。可容性的堿金屬其通常由鈉和鉀元素來(lái)組成，這兩種元素與水進(jìn)行融合之后形成離子，然后到催化劑里面，可以和一些活性的固體顆粒進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，最終綜合一些酸，減少其對(duì)三氫化氮的吸附作用，進(jìn)而減少其催化劑的作用。普遍因積灰而促發(fā)的中毒起因有：因沉淀物鈣的堆積導(dǎo)致一些催化劑的物理構(gòu)造孔被堵，造成孔被堵的原因還包括其他元素和一些化合物等等物質(zhì)的堆積所導(dǎo)致。

催化劑的燒結(jié)和熱失活。伴隨著催化劑在高溫長(zhǎng)時(shí)間的活動(dòng)，導(dǎo)致一些晶粒的結(jié)構(gòu)組件變大，該種情況我們常說(shuō)是催化劑燒結(jié)。在燒結(jié)的過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致的失活稱為工業(yè)催化劑，比如說(shuō)金屬催化劑的失活。經(jīng)過(guò)研究表明常見(jiàn)的失活通常是在二氧化銻化學(xué)物質(zhì)當(dāng)中，二氧化銻如果長(zhǎng)期的高溫的環(huán)境下活動(dòng)，會(huì)發(fā)生多個(gè)二氧化銻化學(xué)物之間產(chǎn)生結(jié)合，伴隨著活動(dòng)時(shí)間的加長(zhǎng)因一些物質(zhì)賭賽，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的孔逐漸變小，同時(shí)其化學(xué)物的面積也組件變小。最終促使脫硝速度變慢。如果環(huán)境中的溫度越高，那會(huì)促使其催化劑燒結(jié)情況也就很嚴(yán)重。

催化劑的積炭失活。因催化劑的積碳最終促使結(jié)構(gòu)孔被堵，結(jié)構(gòu)越來(lái)越小。在催化劑應(yīng)用時(shí)，因長(zhǎng)時(shí)間與空氣的接觸導(dǎo)致該物質(zhì)會(huì)堆積很多灰塵或者其他附著物等等，進(jìn)而導(dǎo)致其化學(xué)物更非活性。甚至隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，一些灰塵、附著物的量會(huì)更大，最終促使催化劑該物質(zhì)的面積會(huì)更小、結(jié)構(gòu)孔會(huì)也會(huì)變小，導(dǎo)致其活性會(huì)逐漸降低，甚至出現(xiàn)其物質(zhì)失去其催化效果。常見(jiàn)的附著物有：金屬硫、一些金屬物質(zhì)等等的堆積，如果金屬物質(zhì)堆積到催化劑時(shí)，與灰塵一樣也會(huì)覆蓋在該物質(zhì)的表面，且同時(shí)也會(huì)賭賽，最終導(dǎo)致催化劑的失活，以上情況均會(huì)導(dǎo)致積碳的非活性。

催化劑的再生

針對(duì)一些因灰塵、附著物的堆積導(dǎo)致催化劑有活性變成非活性的催化劑是否再生，其通常是由是因什么原因?qū)е缕涫Щ罴按呋瘎┰偕欠翊嬖诶щy。如果催化劑是因灰塵、金屬物質(zhì)的堆積導(dǎo)致催化劑的失活，那該種情況下相對(duì)比較容易對(duì)催化劑進(jìn)行再生的，對(duì)于那些長(zhǎng)期中毒或者說(shuō)燒結(jié)所導(dǎo)致催化劑失活，該種情況下相對(duì)比較難進(jìn)行再生。針對(duì)那些失活應(yīng)該如何進(jìn)行后續(xù)操作呢，當(dāng)遇到失活時(shí)，要先從其各項(xiàng)物質(zhì)的特性來(lái)進(jìn)行判斷其再生的意義，假如說(shuō)該催化劑再生的可能性比較小，或者說(shuō)起再生后其催化劑的活性等等特性不是很好，那此種情況下催化劑的再生就毫無(wú)意義。

催化劑的再生

洗滌法。因長(zhǎng)時(shí)間與空氣的接觸導(dǎo)致催化劑表面堆積大量的灰塵、金屬等化學(xué)物質(zhì)等原因?qū)е缕浞腔钚缘拇呋瘎梢酝ㄟ^(guò)其洗滌的方式來(lái)清除其表面的附著物，可以使用壓縮空氣來(lái)清除一部分附著物，剩下的可以使用清水、酸、堿液等化學(xué)物質(zhì)來(lái)進(jìn)行侵泡，侵泡后在進(jìn)行晾干。此種方式相對(duì)不是很復(fù)雜，能將其催化劑表面的附著物等進(jìn)行清除。如果說(shuō)失活性不是很嚴(yán)重的翠湖就，可將會(huì)很顯著的加大其脫硝的成效。

氧化燒炭法。對(duì)于那些因灰塵、金屬物等物質(zhì)的堆積導(dǎo)致失活的催化劑，經(jīng)常使用的再生方法為燒炭法 。使用該方法可以把催化劑結(jié)構(gòu)中的灰塵、金屬物質(zhì)、二氧化碳等等物質(zhì)進(jìn)行剔除，然后將會(huì)使催化劑的活性增加。氧分壓會(huì)引起燒炭反應(yīng)，如果說(shuō)催化劑表面的堆積物達(dá)到一定程度時(shí)，那此時(shí)會(huì)導(dǎo)致燒炭的溫度比較高。燒炭在剛開始時(shí)期，如果環(huán)境中的氧氣比較少，隨后將會(huì)增大燒炭的濃度。當(dāng)燒炭進(jìn)行再生過(guò)程中，防止其高溫會(huì)導(dǎo)致催化劑受損，所以說(shuō)必須掌控環(huán)境中氧氣的含量，通常使用氮?dú)獾鹊然瘜W(xué)物來(lái)降低環(huán)境中氧氣的濃度。

酸及堿液的處理和再生。通常情況下把失去活性的催化劑，放置與酸、堿液中侵泡諾干小時(shí)之后，然后使用清水進(jìn)行清洗，致使其濃度達(dá)到PH7，隨后把清洗過(guò)的催化劑進(jìn)行晾干操作。酸、堿液的侵泡相對(duì)比僅僅使用清水的洗滌的成效更好，酸、堿液的清洗會(huì)將金屬物的附著物等化學(xué)物的堆積完完全全的進(jìn)行清除。與此同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生SO42－。經(jīng)過(guò)多方面的科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，因Fe2O33對(duì)SO2之間具有氧化的效果，同時(shí)三氧化二鐵也會(huì)促使二氧化硫的氧化作用會(huì)組件增大，其脫硝的非活性逐漸增大。

補(bǔ)充組分法。催化劑也會(huì)因其構(gòu)成物質(zhì)的隨著時(shí)間的丟失而逐漸失去其活性，在此情況下使用補(bǔ)充其流失的物質(zhì)來(lái)促使催化劑的再生。對(duì)于物質(zhì)所填補(bǔ)物質(zhì)的量允許其正好、過(guò)量來(lái)進(jìn)行填補(bǔ)；允許其針對(duì)其填補(bǔ)物質(zhì)一次性填補(bǔ)完或者說(shuō)逐漸補(bǔ)充等方式；通常情況下是將非活性的催化劑從反應(yīng)器中卸載下，然后進(jìn)行流失物的填補(bǔ)。此種方式的填補(bǔ)可以將催化劑全部侵泡在水溶液中來(lái)進(jìn)行再生操作，允許的情況下，還能適當(dāng)?shù)奶钛a(bǔ)一些失活的催化劑。

催化劑的回收

工廠、社會(huì)中逐漸開始通過(guò)SCR技術(shù)的應(yīng)用，促使一些不能使用的催化劑的量也逐漸增大。目前市場(chǎng)中主要是使用氧化鈦化學(xué)物質(zhì)作為基本材料的催化劑。如果不針對(duì)使用該原料制成的催化劑不進(jìn)行處理的情況下，那將會(huì)因廢棄物的堆積導(dǎo)致一些土地面積被占用，這樣講會(huì)加大一些公司費(fèi)用；這樣也會(huì)照成一些堆積在催化劑表明的金屬、有害的化學(xué)物等等污染環(huán)境，造成環(huán)境受到損害；針對(duì)那些不能用的催化劑可以將其含有的一些金屬物質(zhì)通過(guò)一定的方法來(lái)進(jìn)行回收再次使用，這樣會(huì)減少一些浪費(fèi)，進(jìn)而也會(huì)較少公司的成本費(fèi)用，也會(huì)降低其對(duì)環(huán)境的危害。

（作者單位：秦皇島北戴河宏韻汽車綜合性能檢測(cè)有限公司）