選擇性催化還原脫硝催化劑失活綜述

劉競文

（懷化學院，湖南懷化 418000）

選擇性催化還原脫硝催化劑失活綜述

劉競文

（懷化學院，湖南懷化 418000）

氮氧化物污染物的存在，威脅著我國的環境安全性，給人們的日常生產生活帶來了一定的影響。因此，需要SCR脫硝系統的合理構建，對其中催化劑的應用概況進行分析，總結出催化劑的失活原因，從而為脫硝效率提高提供保障。基于此，對選擇性催化還原脫銷催化劑失活進行系統闡述。

SCR脫銷系統；催化劑；失活原因；脫硝效率

1 選擇性催化還原煙氣脫硝原理分析

何發泉等[1]在研究中發現：在選擇性催化還原條件下，處理煙氣污染物中的氮氧化物，重點需考慮其中一氧化氮的處理效果，主要在于大多數的氮氧化物實際作用發揮時是通過一氧化氮表現形式實現的。相對而言，一氧化二氮的含量相對一氧化氮在氮氧化物中的含量少，但處理過程中也需考慮。因此，SCR反應過程中產生的物質不同，包含了一氧化氮、一氧化二氮等，需對選擇性催化劑還原煙氣脫硝原理進行分析。具體表現在：SCR反應中考慮氮氧化物的同時也應關注二氧化硫、三氧化硫等，通過催化劑的作用將二氧化硫氧化，得到一定量的三氧化硫，進而使三氧化硫、氨氣等與煙氣中的水蒸氣發生一系列的反應，能產生銨鹽。當反應中得到的銨鹽大量的附著在催化劑表面時，會影響催化劑活性，可能會給反應設備造成腐蝕。因此，在處理火電廠煙氣中所包含的污染物時，需選擇適量的V2O5催化劑，加快反應速率，最終實現煙氣脫硝。

2 選擇性催化還原脫硝催化劑失活研究

2.1 脫硝中的催化劑燒結

陳煥章等在研究中得出：選擇性催化還原脫銷中出現催化劑燒結現象時，會使其中的TiO2平均顆粒尺寸發生變化，即該尺寸減小，與之相關的溶孔也會逐漸減小。在具體的反應機制中，該催化劑表面釩的化合物也會發生相應的變化，即在反應器中催化劑表面出現了聚合現象。隨著溫度的升高，催化劑將會發生作用，間接地加快了反應速率。當SCR脫硝反應的溫度窗口逐漸變窄時，反應體系中的氨氣會轉變為氮氣及相關的氧化物，促使二氧化硫向三氧化硫間的轉化速率加快。

結合當前我國火電廠選擇性氧化還原煙氣脫硝系統的實際應用概況，可知系統運行中煙氣溫度發生變化時可能會造成催化劑燒結現象的出現，影響著脫硝效率。因此，需要技術人員及時降低鍋爐負荷，實現對反應器中催化劑的有效保護。與此同時，若反應過程中出現催化劑燒結現象時，需將適量的WO2加入到燒結的催化劑中，逐漸優化其抗燒結性能，為SCR脫硝系統運行中脫硝效率的不斷提高提供保障。

2.2 脫硝中的催化劑堵塞

彭吉偉在對選擇性催化還原脫硝催化劑失活原因分析中，對其中的催化劑堵塞原因進行了深入分析，并指出造成這種現象出現的原因與SCR脫硝反應中產生的銨鹽附著在催化劑表面有關，導致催化劑活性降低，難以對煙氣中的氮氧化物進行針對性處理，一定程度上影響了催化劑實際作用的充分發揮，可能會降低煙氣處理中的脫硝效率。比如，當鍋爐設備中的煙氣溫度下降到310℃時，反應器中未參與反應的氨氣將會與煙氣中的二氧化硫發生反應，最終會得到硫銨鹽。這類銨鹽若大量附著在催化劑表，會堵塞其表層微孔，最終使催化劑活性喪失。

針對以上情況，需采取必要措施避免銨鹽堵塞催化劑表面微孔現象的出現。具體的措施包括：結合實際情況，選擇有效的催化劑單元節距，并加強整個反應過程中的反應溫度，促使煙氣溫度大于銨鹽出現沉積現象時的溫度；為避免飛灰沉積現象出現，應加強煙氣快越流速控制，促使煙氣阻力對整個反應過程不會產生較大影響；選用性能可靠的吹灰器，設置于催化劑表面，促使其表面飛灰得以清除，避免催化劑表面微孔被堵塞，保持整個反應過程中的良好催化效果。

2.3 反應中的催化劑腐蝕

結合火電廠生產設備設置的實際情況，通過對其中空氣預熱器及省煤器具體位置的分析，將SCR反應器設置在指定的區域，實現對煙氣中所攜帶飛灰的高效處理。反應過程中若飛灰對催化劑表面產生撞擊作用時，將會加大催化劑腐蝕問題發生的概率，導致催化劑失效。陳煥章等對在SCR催化劑失活研究中對造成催化劑腐失活原因進行深入分析，并對其中飛灰對催化劑表面撞擊過程中產生的影響進行闡述，認為催化劑表面腐蝕程度與煙氣中飛灰的濃度及撞擊速率有關。撞擊過程中若飛灰濃度過高、撞擊速率較快，將會加劇催化劑腐蝕。同時，撞擊過程中的作用范圍大小也與催化劑的腐蝕效果密切相關：作用范圍越大，腐蝕效果越明顯。針對這種不利的發展現狀，需采取這些處理措施：選擇耐腐蝕性的催化劑材料，并采取硬化處理方式優化催化劑的使用功能，提高其邊緣硬度；構建科學的流體力學模型，對反應器內煙氣的分布狀況進行分析，并設置氣流調節裝置，保持催化劑實踐應用中的良好作用效果。

3 結束語

綜上所述，導致選擇性催化還原脫硝催化劑失活的影響因素較多，影響著脫硝效率，需要技術人員對此制定出切實有效的措施予以處理，降低催化劑實踐應用中失活問題發生的概率。因此，未來火電廠氮氧化物處理中應選擇有效的催化劑，不斷完善SCR脫硝系統服務功能，保持良好的煙氣脫硝處理效果。

[1] 何發泉，孫琦.選擇性催化還原脫硝催化劑的失活、失效預防、再生和回收利用研究進展[J].化工進展，2013，（9）.

R e v i e w o n I n a c t i v a t i o n o f S e l e c t i v e C a t a l y t i c R e d u c t i o n o f D e n i t r i f i c a t i o n C a t a l y s t

Liu Jing-wen

The existence of nitrogen oxides pollutants threatens the environmental safety of our country and brings some inf l uence to people’s daily production and life.Therefore，the rational construction of SCR denitrif i cation system is needed，and the application of catalyst is analyzed，and the reason of deactivation of catalyst is summarized，which can provide guarantee for the improvement of denitrif i cation eff i ciency.Based on this，this paper will systematically explain the deactivation of the catalyst by selective catalytic reduction.

SCR out of stock system；catalyst；deactivation reason；denitrif i cation eff i ciency

TQ426

A

1003-6490（2017）08-0009-01

2017-06-06

劉競文（1996—），女，湖南懷化人，本科在讀，主要研究方向為能源催化與綠色材料化。