SCR烟气脱硝催化剂失活机理综述2010年第12期浙江电力ZHE激ANGELECTRICPOWER35SCR烟气脱硝催化剂失活机理综述曹志勇,秦逸轩,陈聪(浙江省电力试验研究院,杭州310014)摘要:从催化剂热烧结,催化剂中毒,催化剂堵塞,催化剂磨损4个方面阐述催化剂的失活机理.通过研究催化剂的各种失活机理,可以有针对性地根据锅炉特性,燃料特性以及飞灰成分进行SCR脱硝系统的优化设计,制定防止催化剂失活的措施,对延长催化剂寿命,降低SCR脱硝系统的运行维护费用具有重要意义.关键词:SCR;催化剂;失活;烟气脱硝;综述:X701.7文献标志码:A:1007—1881(2010)12—0035—03ReviewofDeactivationMechanismforSCRFlueGasDenitrationCatalystCA0Zhi—yong,QINYi—xuQn,CHENCong(Zhe激angElectricPowerTestandResearchInstitute,Hangzhou310014,China)Abstract:ThispaperelaboratesthedeactivationmechanismforSCRfluegasdenitrationcatalystintermsofcatalystsintering,catalystpoisoning,catalystpluggingandcatalysterosion.Basedontheresearchonvariousdeactivationmechanisms,theoptimaldesignofSCRdenitrationsystemandmeasuresofpreventingcatalystdeactivationcanbeperformedaccordingtotheboilercharacteristics,fuelcharacteristics,andflyashcompo—nentsandareofgreatsignificanceforexpandingcatalystlifetimeandreducingtheoperationandmaintenancecostofthesystem.Keywords:SCR;catalyst;deactivation;fluegasdenitration;review0引言随着我国电力工业的发展,氮氧化物(NO)的排放量与日俱增.随着我国排放标准的提高,目前新建的燃煤发电机组均要求安装SCR(Selec.tiveCatalyticReduction,选择性催化还原1烟气脱硝装置,未安装SCR烟气脱硝装置且已投产的机组也将逐步通过改造安装SCR炯气脱硝装置.催化剂是SCR烟气脱硝系统的核心部件.其性能直接影响SCR烟气脱硝系统的整体脱硝效果.由于造成催化剂失活的因素很多,因此研究总结催化剂的失活机理,针对具体的锅炉特性和燃料特性,制定恰当的防范措施,对延长催化剂寿命,降低SCR烟气脱硝系统的运行费用具有重大意义.SCR烟气脱硝催化反应共分4步进行.第一步,烟气中的氨气扩散到催化剂的活性位上,生成络合物.第二步,烟气中的NO和络合了氨的催化剂发生进一步络合反应.第三步,N和HO从催化剂上脱附.第四步,烟气中O:扩散到催化剂活性位上,置换出氢,使催化剂复原….虽然导致SCR烟气脱硝催化剂失活的原因很多,但是催化剂失活机理研究离不开SCR炯气脱硝催化反应机理.如果某种因素阻碍了SCR烟气脱硝催化反应机理中某一步或者多步反应的进行,就会导致催化剂失活.本文从催化剂热烧结,催化剂中毒,催化剂堵塞,催化剂磨损4个方面分别阐述催化剂的失活机理.36浙江电力2010年第12期1SCR烟气脱硝催化剂热烧结失活机理烧结是催化剂失活的重要原因之一,而且催化剂的烧结过程是不可逆的,烧结导致的催化剂活性降低,不能通过催化剂再生的方式恢复.一般在烟气温度高于400℃时,烧结就开始发生.按照常规催化剂的设计.烟气温度低于420～430"C.催化剂烧结速度处于可以接受的范围.烟气温度高于450~C,催化剂的寿命就会在较短时间内大幅降低.目前商用SCR烟气脱硝催化剂多为V20一WO,一TiO:系催化剂,其中V:O为活性成分,WO,为稳定成分,TiO:为载体物质.用于SCR烟气脱硝催化剂的TiO2的晶型为锐钛型,被烧结后会转化成金红石型,从而导致晶体粒径成倍增大,以及催化剂的微孔数量锐减.催化剂活性位数量锐减,催化剂失活.适当提高催化剂中WO的含量,可以提高催化剂的热稳定性,从而提高其抗烧结能力.目前国内SCR烟气脱硝系统基本不设旁路,即使进入SCR烟气脱硝系统的烟气温度超出了催化剂所能承受的最高温度.烟气也只能流经催化剂.因此,在锅炉炉膛吹灰器不能正常吹灰,脱硝系统人口烟气温度大幅度上升等故障工况下,为了避免催化剂的烧结失活,应当果断降低锅炉负荷,以保护脱硝催化剂.2SCR烟气脱硝催化剂中毒机理2.1砷中毒机理砷中毒是导致SCR烟气脱硝催化剂失活的主要原因之一.催化剂砷中毒分物理中毒和化学中毒两种,主要是烟气中的气态As20.引起的.由于气态As20,分子远小于催化剂微孔尺寸,气态As20分子可以进入催化...