SCR脫硝催化劑的失效主要表現(xiàn)在其脫硝效率顯著下降，導(dǎo)致出口NOx濃度升高和氨逃逸率增加。具體如下：

物理損壞

高溫燒結(jié)：高溫燒結(jié)通常發(fā)生在催化劑長時間暴露于450℃以上的高溫環(huán)境中。在這種溫度下，催化劑的微觀結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，原有的微小顆粒會聚集形成更大的顆粒，這減少了催化劑的表面積，相應(yīng)地降低了其催化活性。這一過程是物理化學(xué)變化，一旦發(fā)生，通常不可逆，需要更換新的催化劑來恢復(fù)系統(tǒng)的脫硝效率。

機械磨損：飛灰對催化劑表面的沖刷會引起表面活性物質(zhì)流失，并可能導(dǎo)致催化劑結(jié)構(gòu)變薄、機械強度下降，加劇煙氣流速和顆粒物濃度對催化劑的磨損。在SCR脫硝系統(tǒng)中，飛灰是由燃煤產(chǎn)生的細小顆粒物，隨著煙氣流經(jīng)催化劑表面時，這些硬質(zhì)顆粒物會對催化劑造成物理沖刷。這種沖刷不僅導(dǎo)致催化劑表面的活性物質(zhì)，如釩、鈦等，逐漸流失，降低了催化劑的脫硝效率，而且長期的機械摩擦還可能引起催化劑表面結(jié)構(gòu)的變薄和機械強度的降低。

堵塞

孔道堵塞：大顆粒飛灰或沉積飛灰吸附架橋造成孔道堵塞，阻止反應(yīng)物質(zhì)進入催化劑內(nèi)表面，導(dǎo)致活性下降。飛灰中的大顆粒或沉積物能夠吸附在催化劑孔道中，并通過架橋作用形成堵塞。這些堵塞物阻止了氮氧化物和氨氣等反應(yīng)物質(zhì)進入催化劑內(nèi)表面進行反應(yīng)，從而降低了催化劑的有效表面積和活性。

微孔堵塞：飛灰微細顆粒和硫酸氫銨（ABS）可能堵塞催化劑微孔，限制反應(yīng)物的擴散與吸附。這些微小的顆粒物和化學(xué)物質(zhì)不僅減少了催化劑的活性表面積，還限制了反應(yīng)物如氮氧化物和氨氣的擴散與吸附，進一步降低了催化劑的活性。

表面堵塞：水泥性物質(zhì)如CaSO4能夠在催化劑表面形成一層致密的覆蓋層，不僅減少了催化劑的活性表面積，還可能與催化劑的活性成分發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致催化劑鈍化。

化學(xué)中毒

堿金屬和堿土金屬中毒：煙氣中的堿金屬（如K、Na）和堿土金屬（如CaO和MgO）通過與催化劑活性組分反應(yīng)，使其失活。

砷中毒：煙氣中的As2O3蒸汽能夠與催化劑的活性組分發(fā)生反應(yīng)，造成催化劑的活性下降。

磷中毒：煙氣中的P2O5與催化劑活性組分反應(yīng)，影響其催化效能。

熱退化

長期高溫運行：在持續(xù)的高溫環(huán)境下，催化劑材料會逐漸退化，活性成分發(fā)生降解，這會導(dǎo)致整體催化性能下降。

突發(fā)性高溫事件

異常高溫沖擊：操作失誤或異常工況導(dǎo)致的突發(fā)性高溫事件（如溫度超過650℃），會在短時間內(nèi)破壞催化劑的微觀結(jié)構(gòu)，造成不可逆的損傷。

SCR脫硝催化劑失效的原因多種多樣，包括物理損壞、堵塞、化學(xué)中毒、熱退化和突發(fā)性高溫事件等。理解這些失效原因可以幫助電力企業(yè)和研究人員優(yōu)化現(xiàn)有工藝，延長催化劑壽命，并提高脫硝系統(tǒng)的運行效率和可靠性。