萍乡化工填料厂生产拉西环、鲍尔环、多面空心球填料,瓷球、陶瓷波纹填料、陶瓷规整填料
  服务热线:18779917026
脱硝催化剂重金属中毒及其再生技术的研究
·  当前位置:首页 > 新闻资讯 >

脱硝催化剂重金属中毒及其再生技术的研究

2020-01-07      阅读:
脱硝催化剂泛指应用在电厂SCR脱硝系统中的催化剂,SCR技术中的核心部分就是催化剂,它不仅仅决定了SCR系统的脱硝效率,而且还可以大大提高经济性。近些年来,很多发达国家都不惜花费投入大量的人力、物力、财力,研究和开发高效率、低成本的烟气脱硝催化剂。然而催化剂长时间的使用便会造成催化剂堵塞烧结以及催化剂中毒等,在这些影响中,重金属中毒也是不可忽视的重要因素。本文着重于脱硝催化剂重金属铅、砷中毒及其再生技术的研究。 
引言:目前的科学技术中,选择性催化还原法,即SCR是脱除烟气中氮氧化物最成熟最有效的方法,其中,催化剂作为整个SCR脱硝系统的核心,其性能的好坏直接关系到了整体脱硝效率的高低,同时也让整体的经济成本大大降低。但是催化剂在长时间的使用过程中就会出现催化剂堵塞烧结以及催化剂中毒的情况发生。 
  一、SCR催化剂失活研究与分析 
  根据现有的情况分析来看,SCR烟气脱硝催化反应装置大多主要安装在省煤器和空气预热器中间的位置。整个位置的烟气温度大约在300-400℃之间,温度相当之高,此外,烟气中含有大量的飞灰和大量高浓度的二氧化碳气体。伴随脱硝工艺运营时间的增加,就会逐步使得催化剂的催化性能降低,从而致使催化剂的中毒失活。 
  当前,促使催化剂中毒失活的原因主要有以下几种:催化剂烧结受损、微孔阻塞、表面被覆盖、活性组分流失等等。在催化剂失活过程中,中毒位置主要是:碱金属、碱土金属、磷、HCL、二氧化硫气体等等。脱硝催化剂的失活原理过程相对比较复杂,在不同的运行条件下,失活的因素也就会有不同。通过对催化剂失活的因素分析就可以为预防催化剂失活、研究开发相关的再生技术打下坚实的基础。 
  1. 碱金属与碱土金属中毒 
  在脱硝催化剂中最为常见的一种中毒就是碱金属中毒,碱金属中毒最为显著的是钾、钠元素的中毒。由于钾、钠元素可以与催化剂中的酸性位相结合,使得催化剂原有的酸性减少,这样一来,就会导致氨的吸附能力大大下降,从而造成催化剂的化学中毒。另外,碱土金属中的显著的是氧化钙中毒,氧化钙通过与烟气中的三氧化硫相互结合反应生成了硫酸钙,导致催化剂空岛阻塞,引发中毒。 
  2、磷、HCL、二氧化硫中毒 
  磷元素对于催化剂的活性的影响作用不是特别明显,磷中毒主要是磷元素和催化剂中的钒、钛扥活性位点相结合,导致催化剂的活性大大降低,造成了催化剂的化学中毒。二氧化硫中毒,是烟气中的二氧化硫在催化剂的作用下,和氧气、水、氨气相互发生反应,生成了铵盐。覆盖了催化剂的活性位,而导致催化剂失活,从而发生中毒。 
  3、重金属中毒 
  经过大量的实验和科学研究发现,在电厂运行过程中,燃烧形成的飞灰中还有大量的锌、铅、砷等重金属元素。由此可以得出,重金属也是造成催化剂中毒失活的一个非常重要的原因。 
  锌元素和盐酸法发生反应后,生成了氯化锌,阻塞了催化剂的孔道,或者沉积在了催化剂的表面,阻碍了脱硝催化反应,最终导致了催化剂中毒。氯化锌的熔点相对比较低,相比氯化钾更容易渗透中毒。 
  铅中毒也是造成催化剂中毒原因的其中之一。经过研究表明,铅元素在催化剂上的沉积,主要为铅和酸性位相结合,致使一氧化氨的转化率下降,从而使氨的吸附能力受到严重影响,从而发生中毒。 
  砷中毒的主要原因是砷的氧化物与钒相结合,进而生成了砷酸钒,致使催化剂的活性组分大大减少,导致催化剂失活,另外,砷的氧化物还会沉淀堆积在催化剂的孔道,阻碍脱硝催化反应,也会导致催化剂的失活。 
  二、SCR催化剂的再生技术研究 
  随着现代科学研究技术的进步和发展,越来越多的学者专家开始针对脱硝催化剂的再生循环进行了更加深入的研究和探索。值得一提的是目前,已经发现了许多具有针对性的再生手段和方法。 
  2.1清除杂质 
  通过去离子水冲洗等方法将催化剂中大量的沉积杂质进行溶解去除,是脱硝催化剂再生技术中最为基础的一种方式,采用这样的方式可以有效解决碱土金属和碱金属中毒的情况。 
  2.2热再生 
  加热处理,将催化剂中毒杂质去除,也是值得选用的一种再生方法,随着温度的不断升高,催化剂的活性点位也会不断升高,这样一来就迅速提高了催化剂的脱硝反应。 
  2.3酸碱处理 
  由于重金属中毒中,大多数原因是大量的氧化物和酸性物质,致使催化剂的活性组分大大减少,另外,砷的氧化物还会沉淀堆积在催化剂的孔道,阻碍脱硝催化反应,导致催化剂的失活。所以酸碱处理的方法可以有效的去除催化剂中的酸性杂质和覆盖在催化剂上的磷元素和砷元素等等。 
  2.4补充活性成分 
  由于很多导致中毒的物质,很多都是抑制了催化剂的活性,因此,补充催化剂的活性成分是催化剂再生的关键措施。大量的实验研究证明,通过活性液浸泡,就可以是催化剂中的釩、钨和钼等活性成分大大增加,因此催化剂的活性也会随之增加。 
  结语: 
  废旧失活的催化剂是危险废弃物,对环境和人类的生活都具有相当大的危害和污染。从而催化剂回收的再生也成为了一种新的市场需求。我们通过实验分析催化剂失活过程,降低寻找出催化剂再生的方法,研究出相应的先进技术,对于降低成本和缓解废弃有害物质对环境的危害具有非常重要的意义和价值。 
  相关信息