生态旅游产品探索自然中SCR脱硝催化剂抗碱中毒与抗堵性能分析

脱硝催化剂的碱中毒与抗堵性分析

1.1 碱（土）金属中毒机理

1.1.1 碱金属（K、Na）

K2O和Na2O是SCR脱硝催化剂中最常见的碱金属污染物。它们通过化学反应与催化剂表面的活性位点发生作用，导致V或W基催化剂失活。研究表明，当K2O负载量超过一定比例时，催化剂将完全失活。此外，KCl和NaCl也会对SCR脱硝过程产生影响，因为它们可以形成难以还原的络合物，这进一步降低了催化剂的有效性。

1.1.2 碱土金属（Ca、Mg）

CaO作为一种碱性物质，在高温下会与TiO2基体中的酸性位点发生反应，从而减少酸性的存在。这可能导致促进SCR反应的一些关键步骤受到抑制。然而，由于这种类型的反应相对缓慢，对于高灰含量环境来说，实际上并不构成主要问题。但是，CaSO4盲层在烟气中的生成可能导致孔道堵塞，这是一个需要注意的问题。

由于水分在湿法脱硫过程中的存在，它们能够加速飞灰沉积并增强其粘附力，使得飞灰更容易在催化器表面聚集，并且影响到其性能。因此，不仅要考虑到碱金属的直接毒害，还要关注它们如何通过协同作用增强其对催化器性能的破坏。

1.2 脱硝催化器抗堵性的因素

抗堵性能受三方面因素影响：(a) 飞灰自身特征，如高碑值、高粘度等；(b) 灰尘含量；(c) 催化器结构设计。

平板式触媒具有较大的单元面积，但由于结构紧凑，不易堆积粉尘，因此具有良好的抗堵能力。此外，它们由钢网制成，可以随着烟气流动而振荡，使得飞灰难以附着在其表面。而蜂窝型触媒则因为壁面夹角多且孔径小，更易积累粉尘，其整体表面积虽然大，但整体强度却相应下降。

不同行业脱硫工艺及挑战

(a) 水泥窑：预热区间温度310~450℃，水份含量8~16%，粉尘浓度60~120 g/Nm3，其中CaO含量78%。

高温和高灰尘环境使得物理钝化成为主要问题，同时长期运行会加快磨损，而水分协同作用加剧了中毒风险。

(b) 钢铁厂烧结机：静电除尘后的烟气温度120℃~150℃，没有经过脱硫直接进行SCR脱硫。在这个条件下，即使经过除尘仍然有很高的地球元素含量及挥发性的氢氧根离子，对于SCR反响造成严重阻滞。

结论：

对于不同行业施行不同的策略来应对这些挑战。一种方法是在预处理阶段增加额外过滤步骤，以减少进入SCR系统中的污染物数量。此外，可选择耐磨材料以及采用特殊设计来提高系统抗堵能力。如果必要，也可以采取定期清洗或替换措施来维持系统效率。