旅游路线上的SCR脱硝催化剂抗碱中毒和抗堵性能分析与探讨

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）

K和Na是对SCR脱硝催化剂影响最为严重的两种碱金属，它们在烟尘中的存在形式主要是氯盐和氧化物，尤其是KCl，对催化剂具有化学中毒作用。这种中毒机制涉及到K与V或W形成Brønsted酸位点减少，从而影响NH3吸附活性。此外，KCl还能使钒基催化剂烧结，导致催化剂活性下降。

K2O作为一种强碱，其毒害作用更为显著。当其与SCR脱硍催化器表面的活性位点发生反应时，生成V-OK，这会削弱表面Brønsted酸位的酸性，使得吸附NH3能力下降，从而抑制SCR反应活性的生成。研究显示，当K2O负载量超过了百分之一时，整个催化器就将失去所有活性。

图片： SCR脱硝过程中的K+ 中毒机理

Na盐类同样会引起物理和化学型的中毒，其中物理型表现为飞灰沉积和孔道堵塞，而化学型则是在高温环境下，与V-OH发生反应产生V-ONa，从而改变原有的化学环境并损害催化性能。

1.2 脱硝催化剂抗堵性能

抗堵性能受多种因素影响，如灰本身特征、灰含量以及选择合适结构类型。

平板式脱硝猫参与比蜂窝式要小，但不易堵塞。平板式具有较大节距、较少角落，因此能够有效避免飞灰堆积。同时，由于其柔软结构，在烟气流动时会振动，不利于飞灰附着。这一点如图所示。

另一方面，蜂窝式虽然有更多壁面，但易积累灰尘且需要增大孔径以降低积聚量。一旦增加孔径，则整体表面积和强度都将下降。

2 不同行业对SCR脱硫系统的挑战

不同行业由于烟气排放特征差异巨大，对SCR脱硫系统提出了新的考验。在高碱煤燃烧发电等领域，由于高浓度水蒸汽和粉尘，以及含有大量CaO等成分，对SCR钒基脱硫催化器造成了额外压力：

水泥窑尾部预热器出口烟气温度相对较低，同时含水量高达8~16%，粉尘浓度60~120 g/Nm3。而此区域内CaO含量达到78.24%，

钢铁厂烧结机尾部静电除尘后的烟气温度约在120℃~150℃之间，没有经过脱 硫直接进行脉冲加热至230-300℃进行脱 硫。此处SO2浓度极高（800-3000mg/Nm3），但粉尘浓度100~200mg/Nm3，而且含有大量挥发性的碱金属（41.27% K2O, 3.05% Na2O）。

在这些情况下，即便通过预先除尘或采用耐磨耐腐蚀材料制造出新一代解决方案，也需要考虑到长期运行条件下的磨损问题，并确保设备设计能够抵御潜在风险，以最大限度地延长设备寿命并提高效率。

结论：为了应对不同行业带来的挑战，我们必须不断创新以开发更加耐用且可靠的解决方案，以满足各个工业领域对于清洁能源需求的一致要求。