影响选择性催化还原SCR脱硝效率的因素分析

2.2烟气温度

采用V2O5/TiO2作催化剂时，烟气温度对脱硝效率有较大的影响，图3为催化剂厂家提供的烟气温度与脱硝效率的关系曲线。在340℃～400℃内，随着烟气温度的升高，催化剂的反应活性增加，脱硝效率逐渐增加，400℃时脱硝效率达到最大值80%。烟温大于400℃时，随着烟温的升高脱硝效率反而降低。

这是由于以下两个原因造成的：（1）烟温太高导致催化剂烧结使催化剂失活，而且催化剂的烧结过程是不可逆的。一般在烟气温度高于400℃时，烧结就开始发生。V2O5-WO3-TiO2系催化剂在烟气脱硝中，载体TiO2晶型为锐钛型，烧结后会转变成金红石型，从而导致晶体粒径成倍增大，催化剂的微孔数量锐减，催化剂活性位数量锐减；（2）当温度超过399℃时，氨被氧化为氮氧化物。

2.3烟气NOX浓度

丰润热电2号机组脱硝效率与进口NOX浓度的关系如图4所示。从图4中可以看出，在保持供氨量及烟气量不变的工况下，脱硝效率随着SCR进口NOX浓度的增加而降低。当SCR进口NOX浓度小于400mg/NM3（设计值）时，脱硝效率大于设计值80%；当SCR进口NOX浓度大于400mg/NM3时，脱硝效率明显降低，这表明在NOX浓度超过设计值的情况下控制NOX浓度达到排放要求难度很大，这就需要设计时留出足够的余量。

2.4烟气成分

烟气中的飞灰造成催化剂机械磨损：SCR反应器中的催化剂垂直布置，烟气自反应器顶部垂直向下平行催化剂流动，在较大空速下，烟气中的大颗灰粒对催化剂造成较大磨损。其磨损程度主要受燃煤灰分的大小、灰粒的物理特性、催化剂孔道的烟速及催化剂的积灰情况等影响。当燃料确定后催化剂的磨损与通过催化剂孔道的烟速立方成正比。图5为某电厂催化剂堵灰造成局部烟气流速增加导致催化剂的大面积磨损、脱硝效率下降及氨逃逸率增加。

烟气中的CaO、碱金属及As2O3造成催化剂中毒，即钙化物中毒、碱金属中毒和砷中毒。（1）飞灰中的CaO与SO3反应，被催化剂表面所吸附形成CaSO4，CaSO4膜覆盖在催化剂表面从而影响NOx与NH3的接触反应；（2）飞灰中的碱金属（最主要的为Na和K）能够与催化剂的活性成分直接发生反应，减少了催化剂的有效活性位，致使催化剂失活。

碱金属在水溶下的活性很强，将完全渗透进入催化剂材料中，因此避免水蒸气在催化剂表面凝结，可有效避免此类情况发生；（3）烟气中As2O3随粉尘在催化剂上凝结，覆盖在活性成分上或堵塞毛细孔。烟气中的As2O3气体还很容易与氧气以及催化剂中的活性成分五氧化二钒发生反应，在催化剂表面形成五氧化二砷，导致催化剂活性成分被破坏。对于砷中毒，普遍采用向炉膛内添加1%～2%的石灰石，石灰石中的CaO与气态As2O3反应生成不会使催化剂中毒的固态CaAsO4。

2.5催化剂的结构类型

目前市场上的催化剂主要有三种：蜂窝式、板式、波纹式。蜂窝式催化剂市场占有率接近75%，平板式20%，波纹式主要应用于燃气机组。蜂窝式催化剂为均质催化剂，以TiO2、V2O5、WO3为主要成分，通体由具有催化活性的材料组成。

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