脫硝催化劑在運(yùn)行中由于發(fā)生燒結(jié)、磨損、堵塞和中毒等原因會(huì)造成催化劑活性的逐漸的下降,會(huì)導(dǎo)致催化劑的出口NOx濃度和氨逃逸上升。當(dāng)出口值不能滿足性能保證值時(shí),就需要添加或更換催化劑。脫硝催化劑抵抗活性下降能力的強(qiáng)弱對(duì)于延長(zhǎng)催化劑使用壽命、降低脫硝催化劑的運(yùn)行成本具有重要意義。
今天先來(lái)了解一下SCR催化劑物理失活的影響因素
1、脫硝催化劑的燒結(jié) 以鈦基脫硝催化劑為例,長(zhǎng)時(shí)間暴露在450℃以上的高溫環(huán)境中,可引起催化劑活性表面的微晶聚集,導(dǎo)致催化劑顆粒增大、表面積減小,使催化劑活性降低
啟動(dòng)階段如果有較多殘?zhí)蓟蛘邭堄驮诖呋瘎┍砻嫔侠鄯e,在適當(dāng)?shù)难鯘舛群蜏囟葪l件下就會(huì)引起催化劑的著火,由于短時(shí)間內(nèi)釋放大量的熱量,會(huì)造成催化劑的燒結(jié),導(dǎo)致催化劑完全失活。
2、脫硝催化劑的磨損 磨損主要是由飛灰對(duì)催化劑表面的沖刷引起的。
長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中,飛灰對(duì)催化劑的沖刷會(huì)引起脫硝催化劑表面活性物質(zhì)的流失,造成催化劑活性的下降;會(huì)造成催化劑變薄,機(jī)械強(qiáng)度下降;出現(xiàn)磨損的孔道在流經(jīng)煙氣時(shí),流動(dòng)阻力和壓降都會(huì)減小,相比之下會(huì)有更多的煙氣流過(guò),從而進(jìn)一步加劇這種磨損效果,且磨損一般從頂部開(kāi)始。
除了飛灰的沖刷,SCR系統(tǒng)中如果吹灰方式不當(dāng),吹灰沖量過(guò)大,長(zhǎng)時(shí)間使用后也可能造成脫硝催化劑的磨損。
根據(jù)文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)飛灰對(duì)單位質(zhì)量催化劑磨損存在以下關(guān)系:
其中:mi=飛灰顆粒尺寸間隔i的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)
dp,i=平均顆粒直徑
Ia,i=磨損系數(shù)(與礦物組分有關(guān))
vi=飛灰顆粒速度
脫硝催化劑的磨損強(qiáng)度是氣流速度、飛灰特性、沖擊角度及催化劑特性的函數(shù),磨損速率與飛灰的速度呈立方關(guān)系,在速度增大時(shí),磨損速率將急劇增大,因此高的煙氣流速和顆粒物濃度會(huì)加速這種磨損。磨損速率與材料的硬度成反比。