燃煤机组钒钛系脱硝催化剂再生技术分析及应用

3.2钒钛系SCR催化剂扫描电镜分析

图2分别为新鲜SCR催化剂FC、运行35，000小时的失活催化剂UC及其孔道污垢Scale/UC的SEM图。

图2（a）为新鲜催化剂的表面SEM图（放大500倍），由图可知新鲜催化剂表面均匀平滑，表面致密结实；图2（b）显示催化剂UC的表面呈凹凸不平状，这是由于烟气粉尘的冲刷或飞灰沉积作用的结果；图2（c）为催化剂孔道污垢Scale/UC的SEM图（放大100倍），由图可知，催化剂孔道污垢Scale/UC呈大小不均的颗粒状。为了弄清楚新鲜催化剂FC、催化剂UC及催化剂孔道污垢Scale/UC的组成，采用EDS做了进一步分析。

3.3钒钛系SCR催化剂EDS能谱分析

图3（a）-（c）分别为新鲜催化剂FC、失活催化剂UC和催化剂UC孔道中的污垢Scale/UC的EDS能谱图。数据表明：新鲜催化剂FC表面上O、Ti、W的相对质量分数较高，活性组分V、Mo的相对质量分数较低，表明新鲜催化剂FC为V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化体系，其中TiO2作为载体，V2O5、WO3、MoO3为活性组分。

其中的WO3能够提高催化剂的热稳定性和调控催化剂表面酸性，MoO3能够防止烟气中的As导致催化剂中毒；此外，新鲜催化剂表面还含有Si和Al，因为商业SCR催化剂中通常添加的玻璃纤维用以提高催化剂的机械性能，同时新鲜催化剂FC表面还存在C物种，这些碳物种可能来源催化剂在制备过程中添加的有机黏结剂或环境中的污染碳。

相比新鲜催化剂FC，催化剂UC的表面Ti、W的相对质量分数显著下降，活性组分V消失了，相反，Si物种的相对质量分数增长最大，表明催化剂表面污垢以Si物种为主；此外催化剂UC表面上还出现了Ca、Na、Fe、S等物种，这些物种来源于烟气中的飞灰颗粒。这些粉尘沉积在催化剂表面后，就可能与催化剂中的活性成分发生反应，覆盖催化剂活性位，导致催化剂活性显著下降。

催化剂孔道污垢Scale/UC能谱分析结果表明：相比于催化剂UC，孔道污垢Scale/UC表面C的含量显著上升，这些碳可能来自于燃煤中未充分燃烧的碳物种；值得注意的是污垢中还含有W和Ti，这可能是催化剂在烟气飞尘的冲刷下被磨损进而进入污垢之中。

4钒钛系SCR催化剂清洗再生技术工艺流程

首先使用超声水洗清除废催化剂表面的溶解性碱金属物质和堵塞在SCR催化剂孔道中的灰尘颗粒沉积物，超声水洗过程中使用渗透促进剂、表面活性剂等有机高分子清洗剂提高清洗能力，特别是对硫酸盐等污垢的去除，为了进一步提高SCR催化剂的活性，应用超声浸渍法在催化剂表面负载钒、钨、钼等活性组分，以满足提高脱硝催化活性的要求。

图4为不同钒负载量条件下，再生SCR催化剂的脱硝活性。在一定范围内，随着钒的负载量的增加，催化剂的脱硝活性也逐步增加。考虑到SO2氧化率的影响，确定了钒的最佳负载量。为了提高再生催化剂的稳定性和抗中毒性能，还可负载钨、钼等活性组分。

通过对大量实验数据的分析、比较和归类，掌握SCR催化剂表面化学性质对其脱硝催化活性的影响规律，并根据研究过程中出现的各种现象和问题，及时总结和调整技术方案，最终研制出SCR催化剂清洗再生组合药剂，并研究出最佳SCR催化剂清洗再生工艺。

图5为催化剂清洗图1新催化剂FC与失活催化剂UC的活性比较（空速45000h-1；进气组成为NH3:1200ppm,NO:1045ppm,O2体积分数2.9%，N2载气）.FUCC100806040200Temperature/益240260280300320340360380400（c）Scale/UC（a）FC（b）UC图3催化剂及孔道污垢的EDS图谱CMoOAlwSiTiVTiW024681012SCCaNMagAlOSiSCaTiVTiFe012345678910COAlWSiSFeNaMgKCaFe0246810（a）FC（b）UC（c）Scale/UC图2催化剂及孔道污垢的SEM图（a）FC（b）UC˙70˙ValueEngineering图6清洗再生前后的催化剂对比（a）再生前后的催化剂外观对比（b）再生前后的催化剂中段剖面表1三种不同SCR催化剂性能检测数据检测项目未使用催化剂使用催化剂后再生催化剂机械性能未硬化磨损强度%/kg0.34催化剂堵塞严重，此项未检0.24性能测试NOx脱除率%39.71（380益）36.20（380益）41.67（380益）SO2/SO3转化率%0.80.80.9再生实践工艺流程。

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