绿意盎然:SCR脱硝催化剂碱中毒与堵塞机理探究案例
1.1 碱(土)金属的毒性机制
1.1.1 碱金属(K、Na)的毒害效应
- K和Na是对SCR催化剂最具破坏性的碱金属。
- KCl在催化剂中的化学反应,通过形成V或W酸位点上的V(W)-O-K键,导致Brønsted酸位点减少,影响NH3吸附活性。
- 同时,KCl还能引起钒基催化剂烧结,从而降低催化剂活性。
1.1.2 碱土金属(Ca、Mg)的毒害效应
- CaO作为一种碱性物质,与TiO2基催化剂表面的酸位发生反应,使得其失去活性。
- CaSO4盲层的生成会造成微孔堵塞,大幅度降低催化器性能。
除此之外,水分的存在能够加剧碱(土)金属对SCR脱硝催化剂的损伤。水分与飞灰中的碱金属混合后,加速了其扩散速度,使得中毒风险更大。
1.2 抗堵塞性能分析
抗堵塞性能受三方面因素影响:
(a) 灰子的本身特性,如高温下易粘结和板结;(b) 灰子的含量;(c) 催化器结构选择。
平板式脱硝催化器由于具有较大的节距,不易形成低流速区域,因此在抗堵塞方面表现出色。同时,它们柔韧的钢网基材使得烟气流过过程中难以附着灰尘。此外,由于平板式有较小面积比蜂窝式,更容易清除积累在表面的小颗粒灰尘,以此避免堆积并阻塞孔道。
2不同行业烟气特征下的SCR脱硝挑战
不同行业如水泥窑、钢铁厂等,其烟气排放温度、粉尘含量及碱金属浓度各异,对SCR钒基脱硷材料提出了新的挑战。特别是在高碱煤发电等领域,因其高额的灰分和水分内容物,将进一步加剧上述问题。
2.1 水泥窑烟气特征与防治策略分析
水泥窑尾预热器出口烟气主要成分包括60-120 g/Nm³粉尘、高达78.24%CaO,这些都可能导致物理钝化和化学失活问题,并且长期运行会增加磨损率,同时湿度也会增强中毒作用。因此需要预先进行除尘处理或者选用耐磨型抗碱中毒的材料进行脱硫处理。
2.2 钢铁烧结机燃烧后的废气处理策略讨论
脚火烧结机后的工艺可细分为前后两种方式,一种是直接从静电除尘后进入230-300℃范围内进行转移,而另一种则结合湿法或半干法脱二氧四合金再经过GGH补热至230-300℃范围。在这两种情况下,都需考虑到高温下铜元素蒸汽可能产生的问题,以及保持有效控制SOx水平以确保整个系统稳定运作。而对于这些环境条件下的施用SR克atalyst技术将提供一个有效解决方案来提高整体设备效率并保护环境质量。
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