浅谈SCR脱硝催化剂的失活与再生

醉清风

在选择性催化还原（SCR)脱硝系统中，催化剂的钝化失活是核心问题。本文从催化剂的烧结、堵塞、冲刷等物理钝化以及碱（土）金属、As等重金属的化学失活等方面阐述了SCR催化剂的失活机理，并简要概述了催化剂的再生工艺及废催化剂处置的意义。 1、概况          发改能源【2014】2093号文件要求：2014-2020年各省（区、市）、主要发电企业要进行“煤电节能减排升级与改造”；国能综电力【2014】767号文件明确要求：处于东部11省市电厂需执行《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020）》，改造后燃煤机组氮氧化物排放浓度必须控制在50mg/Nm3以下。在此环保政策形势下，绝大部分火电厂的燃煤机组需进行脱硝提效改造，而2014年8月国家环保局正式下发了《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》和《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南》文件，将废烟气脱硝催化剂定为危险固废物，因此脱硝催化剂再生具有显著的社会效益和经济效益。 因原设计脱硝出口氮氧化物排放浓度一般均为100-200mg/Nm3以下，因此绝大多数脱硝装置需进行脱硝装置改造、脱硝装置备用层催化剂的添加和原催化剂的再生，才能满足氮氧化物排放浓度低于50mg/Nm3的环保要求；目前采用最多的是脱硝装置备用层催化剂的添加和原催化剂的再生。 2、SCR脱硝催化剂的失活机理        2.1因进入脱硝反应器的烟气温度过高而引起催化剂热烧结。        2.2因烟气中的气态As2O3在催化剂微孔内凝结和在催化剂活性位上发生反                应生成不具备催化能力的稳定化合物而使催化剂发生中毒。        2.3因飞灰沉积在催化剂上、飞灰中的CaO和SO3反应生成CaSO4，而引起              催化剂堵塞。        2.4因运行中烟气流速不均匀、飞灰特性、冲击角度和催化剂本身特性等原                因，引起飞灰冲刷催化剂表面，造成催化剂磨损。 3、SCR脱硝催化剂的再生处理工艺        3.1经过实验室周密检验分析，并与已有的强大数据库进行比对，量身定制                出再生的最佳工艺方案。        3.2预处理：催化剂模块进入吸尘车间，去除催化剂表面松散的飞灰。        3.3物理化学处理：去除覆盖催化剂活性部位和堵塞催化剂微孔的化学物质                。        3.4中间热处理：将已清洗干净的模块放入热处理设备中，进行严格的温度                控制，巩固催化剂微孔结构。        3.5活化处理：对经过中间热处理后的催化剂模块进行活化处理，使其恢复                活性。        3.6最终热处理：将已经过活化处理的催化剂模块放入特制的热处理装置中               ，经过升温、降温等工艺，使活性物质牢固粘附于催化剂。        3.7质量检验：催化剂机械性能的测试(抗压强度、磨损强度)和化学性能的测              试(脱硝率，SO2/SO3转化率，氨逃逸率，催化活性等)。        3.8将质检达标的催化剂进行进行包装和入库。 4、SCR脱硝催化剂再生的意义         因废烟气脱硝催化剂（钒钛系）具有浸出毒性等危险性，故被环境保护部列为固体危险废弃物，需由具有相关危险废物许可证的单位进行处置，而且需要投入相当一部分资金才能完成处置；因此脱硝催化剂的再生显得尤为重要，一方面可以减少固体危险废弃物的排放、节省费用，另一方面可以节省资源。再生后的脱硝催化剂能够满足燃煤机组脱硝的各项技术指标要求，同时能够维持24000小时的化学寿命；因此，在环保形势日趋严峻的情况下，脱硝催化剂的再生将具有学性能的测试(脱硝率，SO2/SO3转化率，氨逃逸率，催化活性等)。 5、结束语         目前具有“处置、利用废烟气脱硝催化剂（HW49）”而需要催化剂再生、处置的单位有不少，因此有些火电厂只能将换下来的脱硝催化剂用塑料薄膜包好后储存，随着废催化剂营运单位的增加，催化剂的再生和处置将日益推广。深远的意义，也将在电力行业推广