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贵金属抗硫催化剂再生技术成果及指标

来源:云更新 时间:2022-04-30 11:01:27 浏览次数:

贵金属抗硫催化剂出现失活的原因是什么 我国一次能源消耗呈现逐年递增的趋势,预计到2050年,我国一次能源需求量将达到6657.4万吨。以煤为主的能源供应格局不会发生根本性改变,煤在总能源中比重很......
贵金属抗硫催化剂出现失活的原因是什么

    我国一次能源消耗呈现逐年递增的趋势,预计到2050年,我国一次能源需求量将达到6657.4万吨。以煤为主的能源供应格局不会发生根本性改变,煤在总能源中比重很难低于49%。80%以上的煤炭直接或间接用于燃烧,生成了大量SO2、NOx、Hg等多种烟气污染物,造成严重的大气污染问题。就火电厂来说,二氧化硫和氮氧化物的排放量占了全国工业污染物总排放量约49%以上,其中又以氮氧化物排放比例较高。
    贵金属抗硫催化剂选择性催化还原法(SelectiveCatalyticReduction,SCR)是目前控制NOx排放更成熟、更有效的方法[3]在一定温度和贵金属抗硫催化剂作用下,利用氨做还原剂可选择性地将NOx还原为氮气和水的方法,可使NOx脱除率达到90%以上,该法已在全球范围内得到广泛应用。国内首例SCR脱硝工程也于1999年投运。至今,我国火电机组SCR装机容量达2.15亿千瓦,SCR市场容量以1亿千瓦/年的速度增长。

贵金属抗硫催化剂为什么会出现失活的情况

    贵金属抗硫催化剂是整个SCR脱硝系统的核心部分,目前工业中应用更多的贵金属抗硫催化剂大多以TiO2为载体,以V2O5或V2O5-WO3、V2O5-MoO3为活性成分。随着催化剂使用时间的增长,贵金属抗硫催化剂会逐渐发生失活现象,其主要原因包括以下四种:
(1)砷(As)、碱金属(主要是K、Na)等引起的贵金属抗硫催化剂中毒高温烟气中的气态As2O5扩散进入催化剂的微孔结构中,在催化剂表面发生反应,占据并破坏催化剂的活性位,从而导致催化剂失活。碱金属元素被认为是对SCR催化剂毒性更大的一类元素,不同碱金属元素毒性由大到小的顺序:Cs2O>Rb2O>K2O>Na2O>Li2O,除碱金属氧化物以外,碱金属的硫酸盐和氯化物也会导致催化剂的失活。
(2)贵金属抗硫催化剂的堵塞
小颗粒的飞灰及反应过程中形成的铵盐沉积在催化剂表面的小孔中,造成贵金属抗硫催化剂堵塞,阻碍NOx、NH3、O2到达催化剂活性表面,从而引起贵金属抗硫催化剂失活。
(3)高温引起的烧结、活性组分挥发催化剂长期暴露于其允许高运行温度以上的高温环境可引起催化剂活性位置烧结,导致催化剂颗粒增大,比表面积减小,一部分活性组分挥发损失,因而使催化剂活性降低。
(4)机械磨损
在贵金属抗硫催化剂的安装、更换过程中,催化剂受到冲击作用进而使得其表面活性物质减少;此外,由于SCR反应塔中的催化剂垂直布置,烟气自反应塔顶部垂直向下平行催化剂流动,在较大空速条件下,烟气中的大颗粒物质对催化剂的磨损作用也使得催化剂表面活性物质减少。

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