浅谈SCR脱硝催化剂的失活与再生

Posted 2023-01-12 催化剂

篇首语：石可破也，而不可夺坚；丹可磨也，而不可夺赤。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了浅谈SCR脱硝催化剂的失活与再生相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

在选择性催化还原（SCR)脱硝系统中，催化剂的钝化失活是核心问题。本文从催化剂的烧结、堵塞、冲刷等物理钝化以及碱（土）金属、As等重金属的化学失活等方面阐述了SCR催化剂的失活机理，并简要概述了催化剂的再生工艺及废催化剂处置的意义。
1、概况
发改能源【2014】2093号文件要求：2014-2020年各省（区、市）、主要发电企业要进行“煤电节能减排升级与改造”；国能综电力【2014】767号文件明确要求：处于东部11省市电厂需执行《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020）》，改造后燃煤机组氮氧化物排放浓度必须控制在50mg/Nm3以下。在此环保政策形势下，绝大部分火电厂的燃煤机组需进行脱硝提效改造，而2014年8月国家环保局正式下发了《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》和《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南》文件，将废烟气脱硝催化剂定为危险固废物，因此脱硝催化剂再生具有显著的社会效益和经济效益。
因原设计脱硝出口氮氧化物排放浓度一般均为100-200mg/Nm3以下，因此绝大多数脱硝装置需进行脱硝装置改造、脱硝装置备用层催化剂的添加和原催化剂的再生，才能满足氮氧化物排放浓度低于50mg/Nm3的环保要求；目前采用最多的是脱硝装置备用层催化剂的添加和原催化剂的再生。
2、SCR脱硝催化剂的失活机理
2.1因进入脱硝反应器的烟气温度过高而引起催化剂热烧结。
2.2因烟气中的气态As2O3在催化剂微孔内凝结和在催化剂活性位上发生反应生成不具备催化能力的稳定化合物而使催化剂发生中毒。
2.3因飞灰沉积在催化剂上、飞灰中的CaO和SO3反应生成CaSO4，而引起催化剂堵塞。
2.4因运行中烟气流速不均匀、飞灰特性、冲击角度和催化剂本身特性等原因，引起飞灰冲刷催化剂表面，造成催化剂磨损。
3、SCR脱硝催化剂的再生处理工艺
3.1经过实验室周密检验分析，并与已有的强大数据库进行比对，量身定制出再生的最佳工艺方案。
3.2预处理：催化剂模块进入吸尘车间，去除催化剂表面松散的飞灰。
3.3物理化学处理：去除覆盖催化剂活性部位和堵塞催化剂微孔的化学物质。
3.4中间热处理：将已清洗干净的模块放入热处理设备中，进行严格的温度控制，巩固催化剂微孔结构。
3.5活化处理：对经过中间热处理后的催化剂模块进行活化处理，使其恢复活性。
3.6最终热处理：将已经过活化处理的催化剂模块放入特制的热处理装置中，经过升温、降温等工艺，使活性物质牢固粘附于催化剂。
3.7质量检验：催化剂机械性能的测试(抗压强度、磨损强度)和化学性能的测试(脱硝率，SO2/SO3转化率，氨逃逸率，催化活性等)。
3.8将质检达标的催化剂进行进行包装和入库。
4、SCR脱硝催化剂再生的意义
因废烟气脱硝催化剂（钒钛系）具有浸出毒性等危险性，故被环境保护部列为固体危险废弃物，需由具有相关危险废物许可证的单位进行处置，而且需要投入相当一部分资金才能完成处置；因此脱硝催化剂的再生显得尤为重要，一方面可以减少固体危险废弃物的排放、节省费用，另一方面可以节省资源。从龙净科杰、常州肯创等再生单位的以往业绩可以看出：再生后的脱硝催化剂能够满足燃煤机组脱硝的各项技术指标要求，同时能够维持24000小时的化学寿命；因此，在环保形势日趋严峻的情况下，脱硝催化剂的再生将具有深远的意义，也将在电力行业推广。
5、结束语
据了解：目前具有“处置、利用废烟气脱硝催化剂（HW49）”危险废物经营许可证的单位只有江苏龙净科杰催化剂再生有限公司，而需要催化剂再生、处置的单位有不少，因此有些火电厂只能将换下来的脱硝催化剂用塑料薄膜包好后储存，随着废催化剂营运单位的增加，催化剂的再生和处置将日益推广。