选择性催化还原脱硝催化剂失活综述

刘竞文

（怀化学院，湖南怀化 418000）

选择性催化还原脱硝催化剂失活综述

刘竞文

（怀化学院，湖南怀化 418000）

氮氧化物污染物的存在，威胁着我国的环境安全性，给人们的日常生产生活带来了一定的影响。因此，需要SCR脱硝系统的合理构建，对其中催化剂的应用概况进行分析，总结出催化剂的失活原因，从而为脱硝效率提高提供保障。基于此，对选择性催化还原脱销催化剂失活进行系统阐述。

SCR脱销系统；催化剂；失活原因；脱硝效率

1 选择性催化还原烟气脱硝原理分析

何发泉等[1]在研究中发现：在选择性催化还原条件下，处理烟气污染物中的氮氧化物，重点需考虑其中一氧化氮的处理效果，主要在于大多数的氮氧化物实际作用发挥时是通过一氧化氮表现形式实现的。相对而言，一氧化二氮的含量相对一氧化氮在氮氧化物中的含量少，但处理过程中也需考虑。因此，SCR反应过程中产生的物质不同，包含了一氧化氮、一氧化二氮等，需对选择性催化剂还原烟气脱硝原理进行分析。具体表现在：SCR反应中考虑氮氧化物的同时也应关注二氧化硫、三氧化硫等，通过催化剂的作用将二氧化硫氧化，得到一定量的三氧化硫，进而使三氧化硫、氨气等与烟气中的水蒸气发生一系列的反应，能产生铵盐。当反应中得到的铵盐大量的附着在催化剂表面时，会影响催化剂活性，可能会给反应设备造成腐蚀。因此，在处理火电厂烟气中所包含的污染物时，需选择适量的V2O5催化剂，加快反应速率，最终实现烟气脱硝。

2 选择性催化还原脱硝催化剂失活研究

2.1 脱硝中的催化剂烧结

陈焕章等在研究中得出：选择性催化还原脱销中出现催化剂烧结现象时，会使其中的TiO2平均颗粒尺寸发生变化，即该尺寸减小，与之相关的溶孔也会逐渐减小。在具体的反应机制中，该催化剂表面钒的化合物也会发生相应的变化，即在反应器中催化剂表面出现了聚合现象。随着温度的升高，催化剂将会发生作用，间接地加快了反应速率。当SCR脱硝反应的温度窗口逐渐变窄时，反应体系中的氨气会转变为氮气及相关的氧化物，促使二氧化硫向三氧化硫间的转化速率加快。

结合当前我国火电厂选择性氧化还原烟气脱硝系统的实际应用概况，可知系统运行中烟气温度发生变化时可能会造成催化剂烧结现象的出现，影响着脱硝效率。因此，需要技术人员及时降低锅炉负荷，实现对反应器中催化剂的有效保护。与此同时，若反应过程中出现催化剂烧结现象时，需将适量的WO2加入到烧结的催化剂中，逐渐优化其抗烧结性能，为SCR脱硝系统运行中脱硝效率的不断提高提供保障。

2.2 脱硝中的催化剂堵塞

彭吉伟在对选择性催化还原脱硝催化剂失活原因分析中，对其中的催化剂堵塞原因进行了深入分析，并指出造成这种现象出现的原因与SCR脱硝反应中产生的铵盐附着在催化剂表面有关，导致催化剂活性降低，难以对烟气中的氮氧化物进行针对性处理，一定程度上影响了催化剂实际作用的充分发挥，可能会降低烟气处理中的脱硝效率。比如，当锅炉设备中的烟气温度下降到310℃时，反应器中未参与反应的氨气将会与烟气中的二氧化硫发生反应，最终会得到硫铵盐。这类铵盐若大量附着在催化剂表，会堵塞其表层微孔，最终使催化剂活性丧失。

针对以上情况，需采取必要措施避免铵盐堵塞催化剂表面微孔现象的出现。具体的措施包括：结合实际情况，选择有效的催化剂单元节距，并加强整个反应过程中的反应温度，促使烟气温度大于铵盐出现沉积现象时的温度；为避免飞灰沉积现象出现，应加强烟气快越流速控制，促使烟气阻力对整个反应过程不会产生较大影响；选用性能可靠的吹灰器，设置于催化剂表面，促使其表面飞灰得以清除，避免催化剂表面微孔被堵塞，保持整个反应过程中的良好催化效果。

2.3 反应中的催化剂腐蚀

结合火电厂生产设备设置的实际情况，通过对其中空气预热器及省煤器具体位置的分析，将SCR反应器设置在指定的区域，实现对烟气中所携带飞灰的高效处理。反应过程中若飞灰对催化剂表面产生撞击作用时，将会加大催化剂腐蚀问题发生的概率，导致催化剂失效。陈焕章等对在SCR催化剂失活研究中对造成催化剂腐失活原因进行深入分析，并对其中飞灰对催化剂表面撞击过程中产生的影响进行阐述，认为催化剂表面腐蚀程度与烟气中飞灰的浓度及撞击速率有关。撞击过程中若飞灰浓度过高、撞击速率较快，将会加剧催化剂腐蚀。同时，撞击过程中的作用范围大小也与催化剂的腐蚀效果密切相关：作用范围越大，腐蚀效果越明显。针对这种不利的发展现状，需采取这些处理措施：选择耐腐蚀性的催化剂材料，并采取硬化处理方式优化催化剂的使用功能，提高其边缘硬度；构建科学的流体力学模型，对反应器内烟气的分布状况进行分析，并设置气流调节装置，保持催化剂实践应用中的良好作用效果。

3 结束语

综上所述，导致选择性催化还原脱硝催化剂失活的影响因素较多，影响着脱硝效率，需要技术人员对此制定出切实有效的措施予以处理，降低催化剂实践应用中失活问题发生的概率。因此，未来火电厂氮氧化物处理中应选择有效的催化剂，不断完善SCR脱硝系统服务功能，保持良好的烟气脱硝处理效果。

[1] 何发泉，孙琦.选择性催化还原脱硝催化剂的失活、失效预防、再生和回收利用研究进展[J].化工进展，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

刘竞文（1996—），女，湖南怀化人，本科在读，主要研究方向为能源催化与绿色材料化。