火电厂SCR脱硝催化剂失活原因的分析

对 上述 反应 ，要 求脱硝 催化剂 必须具有 酸性 位 和 氧化 还原 中心 。酸性 位 有 利于 还 原 剂 ＮＨ 的 吸
附活化 ，而氧化 还原 中心可 以促使 氧化剂 和还原 剂 之 间发生 反应 。
１ Ｓ Ｃ Ｒ 催化剂的组成特征
燃煤 锅 炉 Ｓ Ｃ Ｒ脱 硝 还 原剂 常 用 液氨 、氨 水 和 尿素 （ ＮＨ３ － Ｓ Ｃ Ｒ） 。当应 用尿 素 时需借 助 热解 设备 将 其 热解 为氨 ，故 其 本质 仍 是 氨 。 电厂 Ｓ Ｃ Ｒ 烟 气 脱硝 工艺 中多 采用 钒基 催化 剂 ，活性 成分 为 Ｖ ， Ｏ 。 具 体 反 应过 程 如 下 ：ＮＨ 首先 被 催 化 剂 中的 Ｂ酸 位 Ｖ一 ０ Ｈ，Ｗ－Ｏ Ｈ 吸 附 ， 然 后 再 被 Ｖ＝ Ｏ基 团 所
２ Ｓ Ｃ Ｒ 催化剂活性主要评价指标
Ｓ Ｃ Ｒ 催 化剂 活性 指 标 主 要 分 为 物 理 指 标 和化 学 指标 ，如表 ２ 所 示 。所谓 的催 化剂 失活 主要 是指 脱硝 效 率 的下 降 ，可 能会伴 随有 比表面积 、孔隙率 等 的改 变 。失活 过程 既有 可逆性 的 ，也有 不 可逆性 的。运 行经验 表 明 ， 当活 『 生降低过程 是 可逆过 程 时 ，
［ 摘
要］ 对 Ｓ Ｃ Ｒ脱硝催化剂运行过程 中活性下 降现 象及其效率 降低 问题 的产生原 因进行总结
和 分析 。对 可逆 的活性 降低过 程 ，宜通过运 行 条件 的改 变或再生等手段 恢复活性 ；对不 可逆 失活过
程产生 的废弃 催化剂应妥善 处理 ，避 免二 次污染环境 和 资源浪 费。指 出应根据 我 国锅 炉特 点、脱硝
终生 成 Ｎ 和 Ｈ Ｏ。催 化 过 程 是 以 Ｖ－ ＯＨ 被 烟 气 中Ｏ ， 氧化 成为 Ｖ＝ Ｏ 实现循环 的 。 由于锅 炉烟 气 中 ＮＯ约 占 ＮＯ 总量 的 ９ ５％左 右 ，故还 原剂主 要针对 的是烟 气 中的 ＮＯ气 体 ，反 应 方程 式如下 ：
４ Ｎ Ｏ＋４ Ｎ Ｈ３ ＋Ｏ２ — ４ Ｎ２ ＋６ Ｈ２ Ｏ ４ Ｎ Ｈ３ ＋２ ＮＯ ＋２ ＮＯ２ — ４ Ｎ２ ＋６ Ｈ２ Ｏ ４ Ｎห้องสมุดไป่ตู้Ｈ３ ＋２ ＮＯ２ ＋０２ — ３ Ｎ２ ＋６ Ｈ２ Ｏ
反应 器布置、燃料特 性 以及 飞灰组成进行脱硝催化剂活性研 究，同时为其性 能检 测 与再生提 供参考。 ［ 关键 词］ 选择 性催 化还 原 ；脱硝 ；催 化 剂失活 ；评 价
０ 引言
２ ０ １ １ 年 ９月 ， 国 家 环 保 部 新 公 布 的 火 电厂 大气污染 物排放 标准 （ Ｇ Ｂｌ ３ ２ ２ ３ － ２ ０ １ １ ） 规 定 ， 以
一 一
３ 王欣梅 ，陈 伟 ．变 电站综 白化改造过程 中的风险分析 及控制对策 【 Ｊ 】 ．山东 电力高等专科学校学报 ，２ ０ ０ ５ （ ４ ） ． ４ 余建华 ．高压变 电站改造的安全监督管理 Ⅲ ．石油化工 安全技术 ，２ ０ ０ ３ （ ３ ） ． （ 收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ３ － ３ ３ ）
活化 ，活化 结 果是 Ｖ＝ Ｏ基 团被还 原成 Ｖ－ ＯＨ，烟
氧化还原 中心通常 由可变价过渡金属离子构 成 ，如 Ｆ ｅ 抖，Ｃ ｕ 抖，Ｍｎ 和 Ｃ ｅ 等 ，具 体 如 表 ｌ
所 示 。 比如 ，采 用共 沉 淀 法 制备 的 Ｃ ｅ Ｏ２ － ＷＯ 复 合 氧化 物 催 化 剂 ，使 用程 序升 温 脱 附和 原 位 漫 反 射 红 外光 谱 表 征 该 催化 剂 ，发 现其 主 要 活 性 位 是
二氧化氮 （ Ｎ Ｏ ） 计 的 氮氧 化 物排 放 浓度 限值 为
１ ０ ０ ｍｇ ／ ｍ ；采用 Ｗ 型 火焰 炉膛 的火 力 发 电锅炉 、 现有 循环 流 化 床 火 力 发 电锅 炉 等 部 分 火 力 发 电锅 炉执 行 ２ ０ ０ ｍｇ ／ ｍ 限值 。这 项新 标 准 意 味着 政府 加 大 了对 环 境 大 气 污 染 控 制力 度 ， 同时对 电厂 减 排提 出了新 的挑 战 。
第１ ５ 卷（ ２ ０ １ ３ 年第 ９ 期）
表１ Ｓ Ｃ Ｒ 催 化剂 的组 成示例
电 力 安 全 技 术
Ｚ
现 ，当 Ｃ ｅ － Ｐ － Ｏ 和 Ｖ— Ｗ—Ｔ ｉ 负载 ２ ． ８ ％Ｋ ， Ｏ时， 催化 剂 活性 明显 下降 ，可能 是钾 的存在 影响 了氨活
性 中间体 （ 如 ＮＨ ） 的形成， 导致催化剂活性降低。
参考文献 ：
１ 刘世欣 ，楼书氢 ，梁 毅 ．对 变 电站综合 自动化 系统调 试现状及 发展方 向的思考 ［ Ｊ ］ ．东北 电力技术 ，２ ０ １ ２ （ ７ ） ． ２ 王维俭 ．电力主设 备继 电保 护 原理 与应用 】 ．北京 ：
中 国 电力 出版 社 ， １ ９ ９ ６ ．
另 一 方 面 ， 一 些 学 者 研 究 了 活 性 炭 负 载 的 Ｃ ｕ — Ｋ一 ０复 合 氧化物 催化 剂上 碳还 原 ＮＯ 的反应 ， 认为活性炭 负载的 Ｃ ｕ与 Ｋ 有 协 同作 用 。钾 的加 入 可有 效 地 提 高 Ｃ ｕ Ｏ催 化 剂 的 活性 和 稳 定性 ，当 Ｃ ｕ ／ Ｋ 的质量 比为 ２ 时 催 化性 能最佳 。原 因在 于协 同效 果 可 促 进 表 面 碳 活 化 中心 与表 面 氧物 种 生 成
Ｚ
电 力安全技术
第１ ５ 卷（ ２ ０ １ ３ 年 第９ 期）
火 电厂Ｓ Ｃ Ｒ 脱硝 催化剂失活原 因的分析
方朝君 ，金理鹏 ，李红雯
（ １ ． 西安 热 工研 究院有 限公 司苏州分公 司，江苏 苏州 ２ １ ５ ０ １ １ ； ２ ． 国网青 海省 电力公 司西 宁供 电公 司，青海 西 宁 ８ １ ０ ０ ０ ０ ）
Ｃ ｅ Ｏ２ 。而 ＷＯ３ 的加入提 高 了催 化剂表 面 Ｂ ｒ ￣ ｎ ｓ ｔ ｅ ｄ
酸位 的数量 、强度 以及其氧 化 Ｎ Ｏ 的能力 。活性 测 试 表 明，在 ２ ０ ０～４ ５ ０℃条 件 下 ＮＯ 转 化 率 接 近
１ ０ ０％
气 中的 ＮＯ 与活 化 后 的氨 基 形成 中 间产 物 ，并 最