SCR催化剂的碱金属中毒研究

SCR催化的碱金属中毒研究来源：中国环保产业更新时间：08-11-1216:151前言氮氧化物是大气主要污染物之一，是造成酸雨和光化学烟雾的主要原因。燃煤电厂是NOx最要的污染源之一家境护总局的统计数据显示2004年国火电NO排放x量为665.7万。预计到2010年我国排量将达到万左右，治理氮氧化物任务非常艰巨前气脱硝的主流技术是选择性催化还SelectiveCatalyticReduction,）技术SCR的烟气脱硝效率可达90以上。随着我国环境保护法律、法规和标准的日趋严格及执法力度的加大，技术成熟、脱硝率高、无二次污染的S技将逐渐成为国烟气脱硝市场的主流技术。催化剂是SCR系的重要组成部分，它的性能会直接影响SCR系的整体脱硝效果。催化剂的生产制备更是占了统初期建设成本的以上。目前国内的催化剂通常1～2年就要更换一次此催化剂的寿命决定着系的运行成本究化剂中毒的原因，延长催化剂的使用寿命对降低SCR系的运行费用意义重大。2燃煤厂气硝基原SCR技是目前国际上应最为广泛的烟气脱硝技术，日本、欧洲、美国等国家和地区的电厂基本都采用此技术SCR的优点是没有副产物，不形成二次污染，装结构简单，并且脱除效率高，运行可靠，便于维护等。SCR的术原理为：在催剂作用下，向温度为280℃～420℃的烟气中喷入氨，将NOX还成N和O其反应方程式为：224NH+4NO+O=4NO（1）32228NH+6NO=7NO（）3222或4NH+2NO+O=3NO（3）32222选择适当的催化剂可以使反应1)及(在200～400℃的温度范围内进行能效地抑制副反应的发生。在N与NO化计量比为1的情况下，可以得到高达80％～％的3NOx脱率。目前，世界上采用CR的置有数百套多，技术成熟且运行可靠。我国电力系统目前最大的烟气脱硝装—福建后石电厂机配套烟气脱硝系统采用的就是PM型NOx燃器加分级燃烧结合SCR装的工艺。3催化中原分

SCR的化剂主要分为贵属催化剂、金属氧化物催化剂、金属离子交换的沸石类催化剂用V/TiO类化剂等中VO/TiO类化剂以其自身的优越性已成为SCR252252商用的首选催化剂。引起催化剂中毒的原因主要有如下因素（见图）由于煤是一种复杂的天然物质，其本身含有CaK多种元素，燃烧后形成的飞灰进入SCR系，吸附在催化剂表面，从而引起催化剂的碱金属毒。化的金中4.1碱金属中毒原因分析煤中碱金属（和K）的含量一般比CaMg得多，其存在形式有两类：一类是活性碱，如氯化物、硫酸盐、碳酸盐和有机酸盐等；另一类是非活性碱，存在于云母、长石等硅酸盐矿物中。在我国的燃煤中，钾含量一般比钠高，而钾主要存在于硅酸盐矿物中、、K含量与含硫量之间也有与类的关系，即含硫量越高的煤，其Mg/S，Na/SK/S比都越低。碱金属如果与催化剂表面接触，能够直接与活性位发生作用而使催化剂钝化。反应机理是在催化剂活性位置的碱金属与其它物质发生了反应（反应原理如图所）。因为SCR的脱硝反应发生在催化剂的表,因此催化剂的失活程度依赖于表面上碱金属的浓度。对于大多数的催化剂应用，避免水蒸汽的凝结，可排除这类危险的发生。

对于燃煤锅炉来说，发生中毒危险的可能性比较小，因为在煤灰中多数的碱金属是不溶的；对于燃油锅炉毒的危险较大，主要是由于水溶性碱金属盐的含量高；如果锅炉燃用生物质燃料如麦秆或木材等中毒现象会非常严重是由于这些燃料中水溶性Ｋ盐的含量较高对于不同种类的催化剂同样的条件下毒的情况是不同的在溶性状态下,碱金属离子有很高的流动能够进入催化剂材料的内。因,对于整体式的蜂窝陶瓷类的催化剂来说由碱金属离子的移动性可以被整体式载体料所稀,够将失活速率降低，因此使用寿命也就更长。4.2碱金属中毒实验分析采用日立造船的N700蜂型催化剂，催化剂的活性成分为V，它数据见下表：25将N700型化剂分别浸入含量为0.13wt%和0.24wt%的KOH溶中，然后将浸渍过的催化剂进行脱硝反应，反应条件为NH/NOX比1.2，面速度AV为43Nm/HKOH实3验结果见图3。

由实验可知，由于氢氧化钾水溶液的浸渍，催化剂性能急剧下降，并且KOH含量越高催剂的性能越差但实中由于飞灰携带的碱性成分并不太高此会引起如实验中那样的急剧中毒。分别将催化剂浸渍在KOH和Ca(NO)液体中350℃的条件下进行脱硝实验到32这两种物质对催化剂的影响（见图4。由图可，虽然煤中Ca的量远高于K但是由于Ca盐溶解性没有K盐好，因此，在相同的当量下Ca对催化剂的毒害作用也小于K。入蒸，验证在潮湿或干燥的状态下，碱金属对催化剂的影响（见图）。

22由图可，在潮湿的环境下，催化剂的中毒情况比在干燥状态下严重。论引起催化剂中毒的原因有很多，为了避免催化剂的碱金属中毒，催化剂应该尽量避免潮湿环境，并且应使用蜂窝状催化剂以减少碱金属的影响。参文：[1]高润良，王睿氮氧化物污染防治技术进[J].环保护科,20028）1-3.[2]钟秦.燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实[M].北京化学工业出版社,2002.[3]张鹏,姚强用于选择性催化还原法烟气脱硝的催化[煤炭转化200528（：18-24.[4]ScotP,Norihisaetal.OptimizingSCRCatalystandPerformanceforCoal-FiredBoilers[A].EPA/EPRI1995JointSymposiumStationaryCombustionNOxControl[C].1995.[5]ShigeruNojima,Kozolida,NorihisaKobayashi,etal.DevelopmentofNOXremovalCatalystforlowSOoxidation[J].TechnicalReview,2001,38（2）87-91.[6]SelectiveNon-CatalyticreductionforcontrollingNOxemissionsInstituteofCleanAirCompanies,Inc.2000.[7]Demonstrationofselectivecatalyticreductiontechnologytocontrolnitrogenoxideemissionsfromhigh-sulfur,coal