SCR 脱硝催化剂抗碱中毒和抗堵性能分析和探讨选择性催化还原(SCR)技术具备高选择性、高稳定性、高脱硝率等特点,是目前最广泛使用的烟气脱硝技术,催化剂是 SCR 烟气脱硝技术的核心,也是影响整个 SCR 系统脱硝效果和经济性的主要因素。目前 SCR 脱硝催化剂一般是以 V2O5 为活性成分、WO3(或 MoO3)为助剂、TiO2 为载体的 V2O5-WO3(MoO3)/TiO2 催化剂。烟气中碱金属(K、Na)和碱土金属(Ca、Mg)对 SCR 催化剂存在两个方面的不利影响:(1)可产生化学毒化作用,最终导致脱硝催化剂的失活。(2)碱或者碱土金属盐类在较低温度情况下(100-280℃),与水发生协同作用,容易粘附和板结在催化剂表面,造成脱硝催化剂的堵塞和板结。本文针对碱(土)金属对催化剂毒性和堵塞机理,根据不同行业的烟气特点和脱硝工艺,评估 SCR 脱硝催化剂碱金属中毒和堵塞的风险性,对以后的脱硝催化剂的正确选型提供一定的参考及借鉴意义。1 脱硝催化剂的碱中毒和抗堵性1.1 碱(土)金属中毒机理1.1.1 碱金属(K、Na)对催化剂作用最严重的为 K、Na 两种碱金属,而其在烟尘中的存在形式中又以金属氯盐和氧化物的中毒效果最为严重。金属氯盐 KCl可使钒基催化剂化学中毒,其机制主要是 K 在 V 或 W 的 Br nstedø酸位点形成 V( W) -O-K 键,导致 Br nstedø酸位点减少,影响 NH3 的吸附活化,此外,KCl 可使钒基催化剂烧结从而导致催化剂活性下降。碱金属氧化物 K2O 碱性比金属氯盐强,其毒化作用强于金属氯盐。讨论指出,钒基催化剂 K2O 中毒机理见图 1,K2O 与 SCR 催化剂表面的活性位点 Br nstedø酸位( V-OH) 发生反应,生成 V-OK,削弱了催化剂表面 Br nstedø酸位的酸性,使催化剂吸附 NH3 能力下降,抑制SCR 反应活性中间体 NH4+的生产,催化活性随之下降。讨论发现当K2O 负载量>1% 时催化剂完全失活。图 1 SCR 催化剂碱金属 K +中毒机理碱金属钠盐的中毒机理与钾盐类似,可引起催化剂物理中毒和化学中毒,以化学中毒为主。物理中毒主要是引起催化剂表面颗粒的沉积和孔道的堵塞。而化学中毒主要是因为碱金属 Na 与催化剂表面的Br nstedø酸性位点上的 V-OH 发生反应,生成 V-ONa,使 V2O5 和 WO3等金属氧化物的化学环境发生变化,从而影响其催化性能。1.1.2 碱土金属(Ca、Mg)CaO 是碱性物质,目前使用的 V2O5/TiO2 基催化剂的活性位是具备 Lewis 酸或 Br nstedø酸性质...