失活SCR脱硝催化剂再生技术应用研究-第2页-北极星大气网

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2.1失活原因分析

催化剂失活原因分析是判定催化剂是否可再生及再生工艺设计的重要依据。经中试检测系统对该机组脱硝催化剂抽样单元的活性检测，其脱硝活性为25.7m/h，已小于设计阈值0.69(26.5m/h)，表明催化剂活性已衰减较为严重，无法保证脱硝系统的性能。实验中对催化剂失活原因进行了分析。

(1)晶型分析

图2给出失活前后催化剂的XRD谱图。图中新鲜催化剂及失活催化剂的各XRD衍射峰均归属于典型锐钛矿TiO2晶体结构(JCPDS，PDF21-1272)，未出现TiO2金红石型衍射峰或者其他物质的衍射峰，表明该催化剂在使用过程中未出现高温烧结等引起的TiO2晶型转化问题。此外，各衍射峰位置未发生位移，表明催化剂使用过程中没有其他物种掺杂进入锐钛矿晶格内。

为深入了解催化剂失活原因，对失活前后催化剂进行了XRF测试，结果见表1。与新鲜催化剂相比，失活催化剂V、W等关键组分含量未发生明显变化，表明并未因长时间运行导致活性组分流失;而失活催化剂中碱金属(Na、K)、碱土金属(Ca)、飞灰沉积物(SiO2)和硫酸盐含量均明显增加，是引起催化剂活性严重衰减的重要原因[7]。一方面，Na、K等碱金属及部分以CaO形式存在的Ca元素与催化剂表面活性位点结合，影响催化剂表面酸性位的含量，从而降低催化剂对NH3吸附能力，导致催化剂SCR反应活性明显下降，产生中毒作用[8-10]。另一方面，部分CaO会与SO3反应生成CaSO4，CaO的硫酸盐化使得颗粒体积增大，导致孔的堵塞，阻止反应物向催化剂内表面扩散[11]，NH4HSO4等硫酸盐的形成会吸附更多烟气中的飞灰颗粒(如SiO2)，覆盖催化剂表面的反应位点，导致氨气、氮氧化物无法扩散到达反应位点表面，甚至随着时间的延长形成搭桥效应，飞灰越积越多而导致催化剂单元孔道堵塞[12]。因此，可以判定是碱金属中毒及硫酸盐等污垢覆盖活性位点等共同导致催化剂失活。

2.2再生催化剂分析

(1)外观

失活催化剂模块表面及单元孔道内积灰较为严重(图3A)，导致烟气中氮氧化物、氨气无法扩散至催化剂表面，严重削减了氮氧化物的减排效果，同时增大了压降，提高了引风机的电耗。实验中采用压缩空气吹扫、水清洗等方法联合去除积灰，再生催化剂(图3B)通孔率达到99.4%，符合工业使用要求。此外，催化剂单元无明显移位、端面缺口、端面裂缝等问题出现。

(2)元素分析

清除催化剂表面微孔结构中中毒元素、沉积物是深度清洗的重要目的，再生催化剂中各元素含量如表1所示。数据表明，经过再生液清洗后催化剂中污染物含量明显减少，基本恢复到新鲜催化剂水平。一般认为，再生液中的渗透剂、络合剂等大分子可通过络合、静电等作用吸附在污垢表面，在超声或鼓泡等外力作用的促进下扭曲催化剂表面污垢晶键形态，使CaSO4、SiO2等顽固性污垢发生溶胀效应而达到清除效果[13]。此外，Na、K等元素一般以氧化物形式附着在催化剂表面，容易与洗液中的无机酸反应而生成对应盐类，分散在洗液中而除去[6]。

原标题：失活SCR脱硝催化剂再生技术应用研究

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