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摘要：在高灰布置状态下，SCR脱硝催化剂容易受复杂烟气影响而活性衰减。本文以某电厂运行近25000h的脱硝催化剂为对象，介绍了催化剂失活原因及其机理，结合X-射线粉末衍射仪(XRD)、X-射线荧光光谱仪(XRF)、比表面积分析仪等表征手段，研究给出了催化剂再生前后关键指标对比，并采用中试检测系统对催化剂脱硝性能进行检测。再生催化剂中碱金属、碱土金属及硫酸盐等沉积物含量明显减少，通孔率高达99.4%，比表面积提高了19.5%，相对活性由0.67提升至0.97，单层SO2氧化率符合使用要求。表明该技术具有较好的工业应用推广价值。
关键词：SCR，催化剂，失活，再生，应用
0引言
近年来，为了响应国家对于环境治理的号召，尤其是减少氮氧化物的排放量，国内各火力发电集团均大规模建设SCR脱硝工程并相继投运[1,2]。由于催化剂的化学寿命为3年左右，国内已经出现失活SCR脱硝催化剂的更换需求并即将迎来高峰期。现有商用钒钛系脱硝催化剂如处置不当容易引起二次污染，加之一般催化剂的机械寿命是化学寿命的2-3倍，且再生后的催化剂活性可恢复至新鲜催化剂的90%以上，其他性能也基本达到新鲜催化剂水平，价格却是新鲜催化剂的一半甚至更低，所以废烟气脱硝催化剂的再生使用被视为催化剂更换最为经济和环保的方式[3-5]。
国内失活脱硝催化剂再生技术研究及应用已取得阶段性进展，但氮氧化物治理提标等因素倒逼催化剂再生技术进一步优化升级。虽然采用自主开发技术再生的催化剂运行情况基本满足国家常规氮氧化物排放要求，但运行时间较短，技术成熟度有待观察[6]。国家于2015年提出了“推动燃煤电厂超低排放改造”的要求，这对脱硝催化剂再生技术的工业应用提出了更大的挑战。因为，SCR反应器已经建设完成，所容纳的催化剂最大方量已经固定，如果再生催化剂效果较差，即使加装第三层新鲜催化剂也将难以保证反应器脱硝效果，给机组的氮氧化物超低排放带来较大不确定性。因此，有必要在现有阶段性基础上强化再生技术的应用研究。
本文选择某电厂相对活性为0.67(设计阈值为0.69)的催化剂进行再生技术研究。对失活催化剂分别进行了清灰、水清洗、深度清洗及复活处理，再生催化剂各项检测指标均恢复较好，尤其是脱硝活性、SO2氧化率等性能指标同时接近新鲜催化剂水平，为采用该技术再生的催化剂在超低排放项目中的应用提供了重要保障。
1实验部分
1.1试剂、样品
样品为某电厂运行近25000h的钒钛系商用蜂窝式脱硝催化剂，对整个催化剂模块进行再生处理，新鲜催化剂为该项目备用单元。研究中所用药剂均来自国内化学试剂厂家。
1.2失活催化剂的再生及活性测试
再生处理：失活催化剂分别进行清灰处理，除去催化剂模块表面粘附不牢固的粉煤灰;室温下去离子水鼓泡清洗30min，除去催化剂单元孔道内的积灰和部分铵盐等水溶性的污物;室温下利用清洗液对催化剂进行超声清洗30min，除去催化剂微孔结构中的沉积污垢及中毒物质;将催化剂浸入30℃活性液中超声30min进行复活处理，恢复其活性组分含量;100℃窑炉内干燥除去催化剂中吸附的水分，并在500℃煅烧5h，恢复催化剂的机械强度。
活性测试：利用浙江浙能催化剂技术有限公司中试测试系统(如图1所示)检测催化剂在该机组设计烟气条件下的脱硝性能，考察催化剂的脱硝活性、SO2氧化率等指标。将测试结果与新鲜催化剂、失活催化剂性能数据进行对比，对失活催化剂的再生效果进行评估。
1.3催化剂表征
利用X-射线粉末衍射仪(XRD)表征不同催化剂关键组分晶型，日本岛津，XRD-6100;利用X-射线荧光光谱仪(XRF)对不同催化剂关键污染物的含量进行测试，布鲁克X射线荧光光谱仪，TigerS8;利用比表面积分析仪对催化剂进行比表面积及孔容、孔径等测试，美国康塔仪器，NOVA4000e;利用微机电液伺服压力试验机测试催化剂的机械强度，包括轴向抗压强度和横向抗压强度，美特斯工业系统(中国)有限公司，YAW4305;利用磨损测试装置检测催化剂的磨损率，按照美国Cormetech公司相关设备标准制造。
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