1.1 碱(土)金属中毒机理
1.1.1 碱金属(K、Na)
- K和Na是对SCR催化剂影响最严重的碱金属。
- 在烟尘中的存在形式主要为氯盐和氧化物,其中KCl能导致钒基催化剂化学中毒,通过形成V(OH)2-K键减少Brønsted酸位点,从而影响NH3吸附活性。
- K2O具有更强的碱性,对催化剂表面的Brønsted酸位点发生反应,生成V-OK,削弱其酸性,使得催化器失去吸附NH3能力,抑制SCR反应活性中间体NH4+产生。
1.1.2 碱土金属(Ca、Mg)
- CaO是碱性物质,与TiO2基催化剂表面的酸位发生反应减少其活性位数,但单独CaO不会造成大幅度的活性下降。
- CaSO4在高温条件下可能形成致密板层堵塞孔道,加速了催化器失效。提高吹灰频率可以缓解这一问题。
1.2 脱硝催化剂的抗堵性能
- 抗堵性能受三因素影响:灰本身特性、灰含量以及脱硝催化器结构选型。
- 平板式与蜂窝式相比平板式有更好的抗堵性能由于它的大孔径和柔韧结构使飞灰难以积累。
2 不同行业脱硝气体中的碱金属中毒风险评估
2.1 水泥窑脱硝
* 预热区烟气特征:310~450℃温度范围内,有较高水分(8-16%)和粉尘含量(60-120 g/Nm³),且含有大量CaO,这些都会导致物理及化学损害,如增强物理钝硬作用,并促进CaSO4生成,使得微孔被阻塞,同时也会加剧磨损并协助水分加剧损伤效果,因此需要预除尘或使用耐磨抗污染材料进行脱硫。
2.2 钢铁烧结机脱硫前后过程分析:
* 烟气特征:10-12%水份、100-200mg/Nm³粉尘浓度及800~3000mg/Nm³ SO₂浓度;因此尽管静电除尘后的飞灰内容较低,但仍需考虑长期运行所带来的化学与物理破坏问题,以及增加着飞灰上积累,以此来避免持续性的施用。具体措施包括改进工艺流程或选择特殊耐久型材料进行替代。
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