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SCR脫硝催化劑中毒的原因及處理

發布時間2022-08-02人氣:1312


        摘要:催化劑中毒是指催化劑的活性因接觸少量的雜質而使活性顯著下降,使催化劑喪失催化作用的物質,稱為催化劑的毒物。煙氣中的 成分,特別是粉塵中的堿金屬、堿土金屬和P2O5和煙氣中的AS2O3蒸汽等都會使得催化劑活性下降。下面來了解下脫硝催化劑中毒的原因及處理方法。

一、脫硝催化劑中毒的原因

脫硝化劑中毒簡單來說就是指其反應活性位點,被其他離子占據或表面物質阻礙氧化劑還原劑無法接觸,導致的脫硝效率、活性等性能下降的現象。主要包括:As)中毒、S03中毒、堿金屬Na、K)中毒、堿土金屬Ca)中毒。

1、 As)中毒

在燃煤電廠的實際運行當中,中毒是引起脫硝催化劑活性下降的主要原因之一,如果煤中的質量分數超過3x10-6, SCR脫硝催化劑的壽命將降低30%左右。脫硝催化劑的活性下降將會對脫系統及下游設備的運行造成不良影響,甚至會導致NOx超標排放。

2、 SO3中毒

大量的脫硝催化劑都顯示了良好的低溫脫能力,然而,低溫下S02引起的脫硝催化劑的中毒,是一個世界性的難題,是目前困擾低溫脫硝催化劑應用的關鍵。即使在經過脫硫裝置后,煙氣中殘留的少量so2,方面與還原劑氨氣發生反應, 生成硫酸銨鹽,堵塞脫硝催化劑孔洞并覆蓋脫硝化劑的活性位,降低脫硝催化劑的活性。

3、 堿金屬中毒Na、K)

堿金屬可直接與催化劑活性分反應,使催化劑表面酸性下降,降低活性分的可還原性,致使催化劑失去活性。

4、 堿土金屬中毒Ca)

飛灰中的游離CaO和催化劑表面吸附的S03反應生成CaSO4, CaSO4在催化劑表面結垢,阻止了反應物質向催化劑表面的擴散和向催化劑內部擴散。


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二、脫硝催化劑中毒怎么處理

1、 砷中毒(As)

(As)中毒是由于煙氣中含有氣態的AS2O3引起的。AS2O3分散到催化劑內并固化在活性、非活性區域,使反應氣體 在催化劑內的擴散受到限制,且毛細管遭到破壞。

應對策略:

① 為了緩解催化劑的As中毒,可以在煙氣中噴入一定量的CaOAs結合,進行固化有害元素,減少催化劑的中毒情況。

② 進行孔結構調整。氣態As2O3在催化劑中的擴散和沉積受催化劑孔結構的影響比較大,生產催化制時,通過控制造孔劑種類級均化程度控制分布形式,可減少氧化在毛細孔中的"毛細冷凝”現象。通過對載體Ti02形成的大、中、微孔處理。 其中,中孔被認為可以有效容納及其他有毒物質,即使部分孔產生毒化現象,反應物仍可以擴散至活性位點進行反應。通過此工藝,高工況下,其活性衰減為新鮮催化劑的90%左右,說明我司此工藝催化劑有較好的抗中毒能力。

③ 進行配方優化升級。在釩鈦系催化劑中,Mo有助于提升砷中毒能力,合理添加MoO3可以提高催化劑抗中毒能力。

④ 催化劑表面SO42-的存在可以提高抗中毒能力。SO42-的存在可以降低As2O3對于催化劑表面酸性位點的不利影響, 使NH3容易吸收附在催化劑表面并被活化,從而在AS2O3沉積后仍保持較好的催化活性。

⑤ TiO2與硅酸鹽分子篩制作復合載體。分子篩具有豐富的孔道結構和表面強酸性,可以提升催化劑抗中毒能力。

⑥ 催化劑迎塵端增加吸附裝置。通過此吸附裝置可以對元素進行預先吸附,減少與催化劑接觸的含量,間接提升 SCR脫硝系統的抗中毒能力。

2、 硫中毒(SO3)

由煙氣中的SO2被氧化生成SO3引起的。SO3可與煙氣中的CaO以及還原NH3反應,相應的生成物覆蓋催化表面及堵孔。

應對策略:

① 對催化劑進行摻雜,如過渡金屬元素、稀土金屬元素等的氧化物,控制SO2氧化率1%。

② 提高脫硝反應溫度

③ 降低釩的負載量。

3、 堿金屬中毒Na、K)

應對策略:飛灰中含有一定的堿金屬或堿土金屬元素,如K、Na、Mg等。堿金屬主要是造成催化劑中V-OH的氫鍵被替 換,使得催化劑的酸性活性位點被占據,從而使得催化劑的活性下降。堿金屬與活性位的結合程度相對不是很大??梢酝ㄟ^配方調整,増加引入類似V2O5結構分子,構筑類似活性中心的副中心,増加抗堿中毒能力。此外増大活性中心電荷控制區域原 子半徑大的離子,可以排斥相同電荷的離子,阻止其他相同堿金屬電荷離子的靠近。

4、 堿土金屬中毒Ca)

應對策略:通過調節脫硝反應的操作條件降低SO2/SO3轉化率。


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