生态农业观光旅游项目计划书探索自然中的SCR脱硝催化剂抗碱中毒和抗堵性能分析

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。这一过程主要涉及到Brønsted酸位点的减少以及钒基催化剂烧结现象。

图：SCR脱硝催化剂碱金属K+中毒机理

这种化学反应会降低NH3吸附和转换率，从而影响整个SCR系统的性能。研究表明，当K2O负载量超过1%时，催化剂将完全失活。

1.1.2 碱土金属（Ca、Mg）

CaO作为一种强碱，能与SCR脱硝催化器上的酸性位点发生反应，使其失去活性。在高温下，这种反作用速度较快，但在湿润条件下，由于固-固相互作用缓慢，故对长期运行有较小影响。然而，在湿环境下形成的盐类，如CaSO4，有可能造成微孔堵塞，因此需适当增加吹灰频率以防止这一问题。

烟气中的水分可以增强这种类型污染物对催化器的损害效应。当水分存在时，这些污染物更容易扩散并结合在颗粒上，加速了其积累和堆积速度。

2 SCR脱硝催化器抗堵性能

- 抗堵性能受三方面因素影响：灰质本身特征、灰质含量以及脱硝装置结构设计。

- 平板式触媒具有较好的抗堵能力，因为它具有大节距，小孔道角度少，不易形成低流速区域，并且由于柔软结构，它难以吸附飞灰。此外，其单个板片振动也使得飞灰不易沉积。

- 蜂窝触媒则因为壁面夹角多易积灰，以及需要增加孔径来降低积灰量，但这会降低整体表面积和耐用性。

图：平板式触媒外观图

图：蜂窝式触媒外观图

3 不同行业烟气脱硫脏中的碱金属风险评估

- 不同行业烟气排放温度、粉尘含量及碱金属含量各异，对于SCR钒基脱硫技术提出了新的挑战。

- 水泥厂尾部预热区间温度为310~450℃，粉尘含量高达60~120 g/Nm³，其中CaO占78.24%，会导致物理钙盐生成并阻塞微孔，同时加剧磨损问题。

- 钢铁烧结机烟气通常在120℃~150℃之间，无需经过前置除尘直接进行高温加热至230-300℃进行脱氧处理；此外，还有湿法/半干法/活性炭法等不同工艺选择，这些都要求考虑特殊情况下的煤燃料成分，以确保有效避免中毒风险。

总结：

脱氧过滤设备需要根据不同行业烟气特性的差异调整策略，以最大限度地减少被淋洗或渗透到过滤介质内所引起的问题。

过滤介质材料应具备良好的耐磨损和耐腐蚀性能，以抵御长时间接触高浓度有害物质带来的伤害，并保持过滤效果稳定不变。