SCR烟气脱硝催化剂失活原因分析及再生方法探讨

２０１２年１２月电力科技与环保

第２８卷第６期

ＳＣＲ烟气脱硝催化剂失活原因分析及再生方法探讨

Ｔｈｅｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ

ａｎｄｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓｆｏｒＳｅｌｅｃｔｉｖｅ

ＣａｔａｌｙｔｉｃＲｅｄｕｃｔｉｏｎｆｌｕｅｇａｓｄｅ—ＮＯ。ｃａｔａｌｙｓｔｓ

ｃａｕｓｅｓ

曹林岩１’２，吴碧君２

（１．华北电力大学经济与管理学院，北京１０２２０６；２．国电科学技术研究院，江苏南京２１００３１）

摘要：选择性催化还原法是火电厂烟气脱硝的主流工艺，其中催化反应器及其所采用的催化剂是该工艺的核心。

简要介绍了催化剂的组成，重点针对烟气脱硝设施在运行过程中出现的催化剂积灰问题提出了防范措施，分析了

碱中毒与砷中毒原理及导致催化荆失活的原因，提出了可供选择的再生方法，以延长其使用寿命。关键词：烟气脱硝；选择性催化还原；催化剂失活；催化剂再生

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳＣＲｉｓａｎｄｃａｔａｌｙｓｔｓ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｕｅｇａｓｄｅ—ＮＯ；ＳＣＲ；ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ；ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ

中图分类号：Ｘ７０１．７文献标识码：Ｂ文章编号：１６７４—８０６９（２０１２）０６—００７—０３

０

引言

相比于Ｓ０：我国ＮＯ，的污染治理工作起步较

烟气脱硝的投资与运行成本起到积极作用。

１

催化剂使用过程中出现的问题

晚，截至２０１０年，全国已投运的烟气脱硝机组容量约占燃煤机组总容量的１２％，这些机组大多位于经济较发达、环境较敏感、地面ＮＯ，本底浓度较高的地区。“十二五”期间，国家加大了ＮＯ。的控制力度，ＮＯ。作为总量控制指标，排放总量较２０１０年要求削减１０％，火电厂ＮＯ：污染治理工作将全面启动，仅靠低氮燃烧技术不能满足日益严格的环保要求。选择性催化还原工艺（简称ＳＣＲ）具有很高的脱硝效率和较低的ＮＨ，逃逸率，工艺简便、自动化程度高，已在世界范围内成为大型燃煤锅炉烟气脱硝的首选工艺。催化剂是ＳＣＲ工艺的核心，以Ｖ，Ｏ，作为活性组分，ＷＯ，或ＭｏＯ，为助催化剂，ＴｉＯ：为载体，组成了Ｖ：Ｏ，一ＷＯ，／ＴｉＯ：或Ｖ。０，一ＭｏＯ，／ＴｉＯ，的化学结构，简称钒一钛催化剂，于２０世纪７０年代末首先在日本开发成功，之后在欧洲和美国相继投入工业应用，“十一五”期间国内有４家生产商通过收购和技术引进相继建成投产，较大程度改善了脱硝催化剂完全依赖进口的状况，对降低

基金项目：中国国电集团公司科技项目（Ｄ１１Ｔ２２）

１．１催化剂的积灰

由于反应器布置在电除尘器之前，烟气中含有大量的飞灰，常出现ＳＣＲ反应器的积灰现象。２。。常见的积灰形式主要有：催化剂上表面积灰、催化剂背烟侧下表面积灰、工字钢梁上积灰。

积灰清扫：在每次定期检修中彻底清除催化剂上的积灰，人工清理可清除表面积灰，对催化剂孔道内的积灰彻底清理需要采用真空抽吸，催化剂流通能力才能得到恢复。

积灰的预防措施：在结构上应使反应器的烟气流场顺畅，尽可能利用烟气把粉煤灰带走，不让它在反应器内沉积。要求反应器内部结构简洁，尽可能不在反应器内设加强筋、柱、梁，而是设在外壁上，避免出现平台与死角。在矩形催化剂梁的平面上部增设一双斜面结构，可以防止飞灰积存。催化剂模块上表面上安装一层钢丝网，用于拦截烟气中粒径较大的灰粒。运行中定期开启吹灰器进行吹扫，现有超声波、压缩空气、蒸汽三种形式的吹灰器。反应器

７

万方数据

２０１２年１２月电力科技出口是飞灰最易发生积淀的部位，可在出口的下壁板上装设机械振动清灰器，各清灰器轮流工作，在出口下端设置灰斗，收集沉积的飞灰。

对６００ＭＷ及以上大型机组，应采用动态模拟如计算流体力学（ＣＦＤ）或物理模型装置，优化ＳＣＲ工艺设计。通过模拟烟气在ＳＣＲ入口、出口烟道及反应器内的流场分布，确定导流板布置的位置和数量，使烟气在进入反应器之前尽可能均匀分布，从根本上预防积灰。此外动态模拟还可以优化氨一空气混合器及喷氨格栅的设计，保证还原剂氨与烟气的充分混合，提高脱硝效率，减少氨的逃逸¨“。。１．２催化剂的烧结与活性组分挥发

烧结是催化剂失活的重要原因之一，并且这种失活是不可逆的，催化活性不能通过再生得到恢复。作为烟气脱硝催化剂载体的ＴｉＯ：主要为锐钛型，在高温条件下晶型向金红石型转变，晶体的粒径增大，孔容与孑Ｌ径减少，导致催化剂活性点位数量减少，催化活性降低。长期处于高温条件下，催化剂中的活性组分也会发生挥发性损失。适当提高催化剂中ＷＯ，的含量可以提高催化剂的热稳定性，从而提高其抗烧结能力。一般在烟气温度高于４００℃时，烧结就开始发生，如长期处于４５０℃以上工作温度环境下，催化剂的寿命就会大大地降低。１．３催化剂的中毒

（１）碱金属中毒。烟气中的碱金属（主要是Ｋ和Ｎａ）与催化剂的酸活性位发生反应，生成ＫＶＯ，或ＮａＶＯ，，使其钝化，催化剂的失活程度随表面碱金属的浓度而定。在水溶性状态下，碱金属有很高的流动性，能够进入催化剂材料的内部，对催化剂产生持久的毒害作用。不同碱金属元素毒性由大到小的顺序为：Ｃｓ２０＞Ｒｂ２０＞Ｋ２０＞Ｎａ２０＞Ｌｉ２０。除碱金属氧化物以外，碱金属的盐类化合物也会导致催化剂的失活¨“。。

（２）砷中毒。砷中毒是引起催化剂钝化的常见原因之一。典型的砷中毒是由于烟气中含有Ａｓ：Ｏ，引起的，气态Ａｓ：Ｏ，分子进入到催化剂的微孔中，与Ｏ：和Ｖ：Ｏ，反应，在催化剂表面形成Ａｓ：Ｏ；，导致催化剂活性组分的破坏，如果煤中砷的质量分数超过

３

Ｘ

１０一，ＳＣＲ催化剂寿命将降低３０％左右¨。８。。

选择Ｍｏ作助催化剂，形成Ｖ：Ｏ，一ＭｏＯ，／ＴｉＯ：成分，可以改变砷吸附的位置，从而减少对催化活性的影响。另外，当煤中砷的含量较高时，适当混烧一些高

８

万方数据

与环保第２８卷第６期

钙灰的煤，同样可以消除砷对催化剂的活性影响，防止砷中毒。１．４机械磨损

催化剂在安装、更换过程中受到冲击，运行过程中空速较大（＞３０００ｈ“）、烟气流速较快（＞６ｍ／ｓ）烟气中大量存在的烟尘会对催化剂表面烟气侧造成、磨损甚至缺失。

１．５催化剂内微孔堵塞

催化剂内微孔的堵塞主要是由于铵盐及飞灰中的小颗粒，沉积在催化剂小孔中，阻碍ＮＯ。、ＮＨ，、Ｏ：

到达催化剂活性表面，引起催化剂钝化。减少小粒

径飞灰引起的微孔堵塞，可以通过调节气流分布，选择合理的催化剂间距和单元空间来实现。而对于铵盐的沉积，则需根据煤的含硫量和烟气中ＳＯ：浓度，调节催化剂活性组分Ｖ：Ｏ，的含量，对燃烧高硫煤的锅炉，适当降低ＳＣＲ催化剂中Ｖ：Ｏ，的含量。

２催化剂的再生

２．１水洗再生

水洗再生分在线清洗和离线清洗两种形式。在线清洗在反应器中进行，催化剂模块不拆除，而离线清洗需将催化剂模块拆下来在专门设施中清洗。水洗过程需要记录清洗液的温度和ｐＨ值。在清洗液中加入活性组分的前驱体，催化剂边清洗边浸渍，补充清洗过程中流失的活性组分。水洗再生过程简单、效果显著，催化性能可恢复到８０％以上。２．２热再生

在惰性气体保护下，以一定的升温速率，提高反应器内的温度，保持一段时间，然后再逐步降温，使沉积在催化剂表面上的铵盐受热气化、分解，吸附在催化剂表面的ＳＯ：气体发生脱附，一起随惰性气体吹出反应器，使催化剂的比表面积、孔容、孔径等物理性能得到恢复，催化活性得以改善。２．３酸液处理再生

酸液处理主要应用于碱中毒后催化剂的再生，比单纯的水洗再生更加有效，还可以缩短再生时间。

Ｋ．Ｒａｚｉｙｅｈ用０．５ｍｏｌ／Ｌ的稀硫酸再生生物质锅炉

烟气脱硝催化剂得到了很好的再生效果，活性恢复率达９２％一。。沈伯雄等将受碱金属中毒后的催化剂先用清水冲洗，再用２ｍｏｌ／Ｌ浓度的硝酸溶液浸渍，再用清水淋洗至ｐＨ值达７左右，７０℃下干燥，碱中毒的催化剂活性几乎全部恢复¨…。

２０１２年曹林岩等：ＳＣＲ烟气脱硝催化剂失活原因分析及再生方法探讨第６期

２．４

ＳＯ，酸化再生

ＳＯ，酸化热再生主要针对碱中毒的催化剂，将

已经钝化的催化剂用去离子水冲洗，１００℃烘干１

ｈ，

置于含ＳＯ，的气体中于３５０～４００℃下锻烧。用这个方法提高催化剂表面的酸活性点位数¨卜１２１。同时，有文献报导，载体ＴｉＯ：用ｓＯ：气体处理后，可以

部分形成ＳＯ≯／ＴｉＯ：超强酸，增加载体的酸性和抗

ＳＯ，毒性的能力’１…。２．５再生效果的评价

催化剂使用一段时间后，其活性会损失，体现在动力学上，即ＮＨ，选择性催化还原ＮＯ的一级反应速率常数（ｋ）降低，因此，用相对于新鲜催化剂的动力学常数来表示失活后的相对活性（ｒ。）：

ｒ。＝—＂。ｄ＿ｅａｃ—ｔｉｖａｔｅｄ×１００％

王＾

（１）

“哆加妯

式中：ｒ。为相对活性，％；ｋ如。。。。为失活催化剂的反应动力学常数，ｇ／ｍｉｎ；后“她为新鲜催化剂的反应动力学常数，ｇ／ｍｉｎ。

再生后其活性恢复的程度用下式表示：

Ｅ，：堑竽坐鼍！型×１００％（２）

Ｌ

—Ｌ

％。。ｈ一丘如ｃ“Ⅲ。ｄ

式中：Ｋ。……。再生催化剂反应动力学常数，ｇ／ｍｉｎ。３催化剂的处置

目前国内ＳＣＲ催化剂生产厂家暂无失活催化剂再生装置，即便再生也不能永久使用，用户不可避免会遇到废弃催化剂的处置问题。其中主要活性成分Ｖ，Ｏ，有毒性，属于剧毒品。美国、日本、韩国要求失效催化剂由用户委托持有危险废弃物处理许可证的单位负责处置，大多是破碎后在有毒固体废弃物处理场填埋场深埋。其他可行的处置方法如：将失效的催化剂研磨后与燃煤混合，送入锅炉燃烧，经热解后的催化剂材料与粉煤灰一起进行处置；研磨后与其他原料混合，用于制作混凝土；研磨后与水泥熟料混合，用作水泥添加剂，或用于制砖。

综上所述，失效催化剂的处置问题应引起重视，否则将造成二次污染。在有关部门尚未强制要求催化剂供应商必须召回废弃产品之前，用户需要对其进行安全处置。

４

结语

火电厂ＳＣＲ烟气脱硝催化剂正常的使用寿命

万方数据

为２～３年，随着脱硝工程的大批建设，实际运行有多种原因易导致催化剂中毒，失活催化剂的再生问题变得日益突出，各生产厂商忙于应付定单无暇顾及，而催化剂的再生有一定的技术含量，还需要配套相应的设施，用户欲掌握再生方法难度较大，需要根据煤质情况与烟气组成，分析失活原因，制定再生方案，评估再生结果。催化剂经恰当的再生方法可以延长使用寿命。此外，对于失效催化剂的处置问题也应引起重视，否则将造成二次污染。

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ｏｎ

ＳＯ：一／Ｔｉ０２

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ｃａｔａｌｙｓｔ［Ｊ］．ＪＣａｔａｌ，１９９３，１３９（１）：２７７—

２Ｒ８

收稿日期：２０１２－０８－１７；修回日期：２０１２－１０－２８

作者简介：曹林岩（１９７３一），男，山西人，研究生，高级工程师，长期从事火电环境保护工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｃ８０ｌｉｎｙａｎｌ５２７＠ｓｏｈｕ．ｃｏｒｎ

９

SCR烟气脱硝催化剂失活原因分析及再生方法探讨

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

曹林岩， 吴碧君

曹林岩(华北电力大学经济与管理学院,北京 102206;国电科学技术研究院,江苏南京 210031)， 吴碧君(国电科学技术研究院,江苏南京,210031)电力科技与环保

Electric Power Environmental Protection2012,28(6)

1. 朱林;吴碧君;段玖祥 SCR烟气脱硝催化剂生产与应用现状[期刊论文]-中国电力 2009(08)2. 马英;顾庆华 烟气脱硝系统积灰成因分析与处理[期刊论文]-热力发电 2009(12)

3. 吕同波;李林;王淑荣 选择性催化还原法烟气脱硝装置流动及阻力特性研究[期刊论文]-华电技术 2009(12)4. 杜云贵;余宇;吴其荣 烟气脱硝系统流场模拟与实验研究 2009(增刊)

5. Moradi F;Brandin J;Sohrabi M Deactivation of oxidation and SCR catalysts used in flue gas cleaning by exposure toaerosols of high and low melting point salts potassium salts and zinc chloride 2003(01)

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7. 孙克勤;钟秦;于爱华 SCR催化剂的砷中毒研究 2008(01)

8. 曹志勇;秦逸轩;陈聪 SCR烟气脱硝催化剂失活机理综述[期刊论文]-浙江电力 2010(12)

9. Raziyeh K;Ingemar C U O Regeneration of commercial TiO2-V2 O5-WO3 SCR catalysts used in bio fuel plants 2001(1/2)10. 沈伯雄;施建伟;杨婷婷 选择性催化还原脱氮催化剂的再生及其应用评述[期刊论文]-化工进展 2008(01)11. 王义兵;孙叶柱;陈丰 火电厂SCR烟气脱硝催化剂特性及其应用[期刊论文]-电力环境保护 2009(04)

12. Raziyeh K;Ingemar C U O Regeneration of commercial SCR catalysts by washing and sulphation:Effect of sulphate groupson the activity 2001(04)

13. Chen J P;Yang R T Selective Catalytic Reduction of NO with NH3 on SO2-4/TiO2 superacid catalyst 1993(01)

本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_dlhjbh201206003.aspx

２０１２年１２月电力科技与环保

第２８卷第６期

ＳＣＲ烟气脱硝催化剂失活原因分析及再生方法探讨

Ｔｈｅｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ

ａｎｄｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓｆｏｒＳｅｌｅｃｔｉｖｅ

ＣａｔａｌｙｔｉｃＲｅｄｕｃｔｉｏｎｆｌｕｅｇａｓｄｅ—ＮＯ。ｃａｔａｌｙｓｔｓ

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曹林岩１’２，吴碧君２

（１．华北电力大学经济与管理学院，北京１０２２０６；２．国电科学技术研究院，江苏南京２１００３１）

摘要：选择性催化还原法是火电厂烟气脱硝的主流工艺，其中催化反应器及其所采用的催化剂是该工艺的核心。

简要介绍了催化剂的组成，重点针对烟气脱硝设施在运行过程中出现的催化剂积灰问题提出了防范措施，分析了

碱中毒与砷中毒原理及导致催化荆失活的原因，提出了可供选择的再生方法，以延长其使用寿命。关键词：烟气脱硝；选择性催化还原；催化剂失活；催化剂再生

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳＣＲｉｓａｎｄｃａｔａｌｙｓｔｓ

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Ｋ＋ａｎｄＮａ＋ａｓｗｅｌｌ

ａｓａｒｓｅｎｉｃ

ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙａｎａｌｙｚｅｄ．Ｓｅｖｅｒａｌｆｅａｓｉｂｌｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ

ｏｆ

ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｌｏｎｇｌｉｆｅｆｏｒｉｎａｃｔｉｖｅｃａｔａｌｙｓｔｓ

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ｅｘｐｌｏｒｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｕｅｇａｓｄｅ—ＮＯ；ＳＣＲ；ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ；ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ

中图分类号：Ｘ７０１．７文献标识码：Ｂ文章编号：１６７４—８０６９（２０１２）０６—００７—０３

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相比于Ｓ０：我国ＮＯ，的污染治理工作起步较

烟气脱硝的投资与运行成本起到积极作用。

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催化剂使用过程中出现的问题

晚，截至２０１０年，全国已投运的烟气脱硝机组容量约占燃煤机组总容量的１２％，这些机组大多位于经济较发达、环境较敏感、地面ＮＯ，本底浓度较高的地区。“十二五”期间，国家加大了ＮＯ。的控制力度，ＮＯ。作为总量控制指标，排放总量较２０１０年要求削减１０％，火电厂ＮＯ：污染治理工作将全面启动，仅靠低氮燃烧技术不能满足日益严格的环保要求。选择性催化还原工艺（简称ＳＣＲ）具有很高的脱硝效率和较低的ＮＨ，逃逸率，工艺简便、自动化程度高，已在世界范围内成为大型燃煤锅炉烟气脱硝的首选工艺。催化剂是ＳＣＲ工艺的核心，以Ｖ，Ｏ，作为活性组分，ＷＯ，或ＭｏＯ，为助催化剂，ＴｉＯ：为载体，组成了Ｖ：Ｏ，一ＷＯ，／ＴｉＯ：或Ｖ。０，一ＭｏＯ，／ＴｉＯ，的化学结构，简称钒一钛催化剂，于２０世纪７０年代末首先在日本开发成功，之后在欧洲和美国相继投入工业应用，“十一五”期间国内有４家生产商通过收购和技术引进相继建成投产，较大程度改善了脱硝催化剂完全依赖进口的状况，对降低

基金项目：中国国电集团公司科技项目（Ｄ１１Ｔ２２）

１．１催化剂的积灰

由于反应器布置在电除尘器之前，烟气中含有大量的飞灰，常出现ＳＣＲ反应器的积灰现象。２。。常见的积灰形式主要有：催化剂上表面积灰、催化剂背烟侧下表面积灰、工字钢梁上积灰。

积灰清扫：在每次定期检修中彻底清除催化剂上的积灰，人工清理可清除表面积灰，对催化剂孔道内的积灰彻底清理需要采用真空抽吸，催化剂流通能力才能得到恢复。

积灰的预防措施：在结构上应使反应器的烟气流场顺畅，尽可能利用烟气把粉煤灰带走，不让它在反应器内沉积。要求反应器内部结构简洁，尽可能不在反应器内设加强筋、柱、梁，而是设在外壁上，避免出现平台与死角。在矩形催化剂梁的平面上部增设一双斜面结构，可以防止飞灰积存。催化剂模块上表面上安装一层钢丝网，用于拦截烟气中粒径较大的灰粒。运行中定期开启吹灰器进行吹扫，现有超声波、压缩空气、蒸汽三种形式的吹灰器。反应器

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万方数据

２０１２年１２月电力科技出口是飞灰最易发生积淀的部位，可在出口的下壁板上装设机械振动清灰器，各清灰器轮流工作，在出口下端设置灰斗，收集沉积的飞灰。

对６００ＭＷ及以上大型机组，应采用动态模拟如计算流体力学（ＣＦＤ）或物理模型装置，优化ＳＣＲ工艺设计。通过模拟烟气在ＳＣＲ入口、出口烟道及反应器内的流场分布，确定导流板布置的位置和数量，使烟气在进入反应器之前尽可能均匀分布，从根本上预防积灰。此外动态模拟还可以优化氨一空气混合器及喷氨格栅的设计，保证还原剂氨与烟气的充分混合，提高脱硝效率，减少氨的逃逸¨“。。１．２催化剂的烧结与活性组分挥发

烧结是催化剂失活的重要原因之一，并且这种失活是不可逆的，催化活性不能通过再生得到恢复。作为烟气脱硝催化剂载体的ＴｉＯ：主要为锐钛型，在高温条件下晶型向金红石型转变，晶体的粒径增大，孔容与孑Ｌ径减少，导致催化剂活性点位数量减少，催化活性降低。长期处于高温条件下，催化剂中的活性组分也会发生挥发性损失。适当提高催化剂中ＷＯ，的含量可以提高催化剂的热稳定性，从而提高其抗烧结能力。一般在烟气温度高于４００℃时，烧结就开始发生，如长期处于４５０℃以上工作温度环境下，催化剂的寿命就会大大地降低。１．３催化剂的中毒

（１）碱金属中毒。烟气中的碱金属（主要是Ｋ和Ｎａ）与催化剂的酸活性位发生反应，生成ＫＶＯ，或ＮａＶＯ，，使其钝化，催化剂的失活程度随表面碱金属的浓度而定。在水溶性状态下，碱金属有很高的流动性，能够进入催化剂材料的内部，对催化剂产生持久的毒害作用。不同碱金属元素毒性由大到小的顺序为：Ｃｓ２０＞Ｒｂ２０＞Ｋ２０＞Ｎａ２０＞Ｌｉ２０。除碱金属氧化物以外，碱金属的盐类化合物也会导致催化剂的失活¨“。。

（２）砷中毒。砷中毒是引起催化剂钝化的常见原因之一。典型的砷中毒是由于烟气中含有Ａｓ：Ｏ，引起的，气态Ａｓ：Ｏ，分子进入到催化剂的微孔中，与Ｏ：和Ｖ：Ｏ，反应，在催化剂表面形成Ａｓ：Ｏ；，导致催化剂活性组分的破坏，如果煤中砷的质量分数超过

３

Ｘ

１０一，ＳＣＲ催化剂寿命将降低３０％左右¨。８。。

选择Ｍｏ作助催化剂，形成Ｖ：Ｏ，一ＭｏＯ，／ＴｉＯ：成分，可以改变砷吸附的位置，从而减少对催化活性的影响。另外，当煤中砷的含量较高时，适当混烧一些高

８

万方数据

与环保第２８卷第６期

钙灰的煤，同样可以消除砷对催化剂的活性影响，防止砷中毒。１．４机械磨损

催化剂在安装、更换过程中受到冲击，运行过程中空速较大（＞３０００ｈ“）、烟气流速较快（＞６ｍ／ｓ）烟气中大量存在的烟尘会对催化剂表面烟气侧造成、磨损甚至缺失。

１．５催化剂内微孔堵塞

催化剂内微孔的堵塞主要是由于铵盐及飞灰中的小颗粒，沉积在催化剂小孔中，阻碍ＮＯ。、ＮＨ，、Ｏ：

到达催化剂活性表面，引起催化剂钝化。减少小粒

径飞灰引起的微孔堵塞，可以通过调节气流分布，选择合理的催化剂间距和单元空间来实现。而对于铵盐的沉积，则需根据煤的含硫量和烟气中ＳＯ：浓度，调节催化剂活性组分Ｖ：Ｏ，的含量，对燃烧高硫煤的锅炉，适当降低ＳＣＲ催化剂中Ｖ：Ｏ，的含量。

２催化剂的再生

２．１水洗再生

水洗再生分在线清洗和离线清洗两种形式。在线清洗在反应器中进行，催化剂模块不拆除，而离线清洗需将催化剂模块拆下来在专门设施中清洗。水洗过程需要记录清洗液的温度和ｐＨ值。在清洗液中加入活性组分的前驱体，催化剂边清洗边浸渍，补充清洗过程中流失的活性组分。水洗再生过程简单、效果显著，催化性能可恢复到８０％以上。２．２热再生

在惰性气体保护下，以一定的升温速率，提高反应器内的温度，保持一段时间，然后再逐步降温，使沉积在催化剂表面上的铵盐受热气化、分解，吸附在催化剂表面的ＳＯ：气体发生脱附，一起随惰性气体吹出反应器，使催化剂的比表面积、孔容、孔径等物理性能得到恢复，催化活性得以改善。２．３酸液处理再生

酸液处理主要应用于碱中毒后催化剂的再生，比单纯的水洗再生更加有效，还可以缩短再生时间。

Ｋ．Ｒａｚｉｙｅｈ用０．５ｍｏｌ／Ｌ的稀硫酸再生生物质锅炉

烟气脱硝催化剂得到了很好的再生效果，活性恢复率达９２％一。。沈伯雄等将受碱金属中毒后的催化剂先用清水冲洗，再用２ｍｏｌ／Ｌ浓度的硝酸溶液浸渍，再用清水淋洗至ｐＨ值达７左右，７０℃下干燥，碱中毒的催化剂活性几乎全部恢复¨…。

２０１２年曹林岩等：ＳＣＲ烟气脱硝催化剂失活原因分析及再生方法探讨第６期

２．４

ＳＯ，酸化再生

ＳＯ，酸化热再生主要针对碱中毒的催化剂，将

已经钝化的催化剂用去离子水冲洗，１００℃烘干１

ｈ，

置于含ＳＯ，的气体中于３５０～４００℃下锻烧。用这个方法提高催化剂表面的酸活性点位数¨卜１２１。同时，有文献报导，载体ＴｉＯ：用ｓＯ：气体处理后，可以

部分形成ＳＯ≯／ＴｉＯ：超强酸，增加载体的酸性和抗

ＳＯ，毒性的能力’１…。２．５再生效果的评价

催化剂使用一段时间后，其活性会损失，体现在动力学上，即ＮＨ，选择性催化还原ＮＯ的一级反应速率常数（ｋ）降低，因此，用相对于新鲜催化剂的动力学常数来表示失活后的相对活性（ｒ。）：

ｒ。＝—＂。ｄ＿ｅａｃ—ｔｉｖａｔｅｄ×１００％

王＾

（１）

“哆加妯

式中：ｒ。为相对活性，％；ｋ如。。。。为失活催化剂的反应动力学常数，ｇ／ｍｉｎ；后“她为新鲜催化剂的反应动力学常数，ｇ／ｍｉｎ。

再生后其活性恢复的程度用下式表示：

Ｅ，：堑竽坐鼍！型×１００％（２）

Ｌ

—Ｌ

％。。ｈ一丘如ｃ“Ⅲ。ｄ

式中：Ｋ。……。再生催化剂反应动力学常数，ｇ／ｍｉｎ。３催化剂的处置

目前国内ＳＣＲ催化剂生产厂家暂无失活催化剂再生装置，即便再生也不能永久使用，用户不可避免会遇到废弃催化剂的处置问题。其中主要活性成分Ｖ，Ｏ，有毒性，属于剧毒品。美国、日本、韩国要求失效催化剂由用户委托持有危险废弃物处理许可证的单位负责处置，大多是破碎后在有毒固体废弃物处理场填埋场深埋。其他可行的处置方法如：将失效的催化剂研磨后与燃煤混合，送入锅炉燃烧，经热解后的催化剂材料与粉煤灰一起进行处置；研磨后与其他原料混合，用于制作混凝土；研磨后与水泥熟料混合，用作水泥添加剂，或用于制砖。

综上所述，失效催化剂的处置问题应引起重视，否则将造成二次污染。在有关部门尚未强制要求催化剂供应商必须召回废弃产品之前，用户需要对其进行安全处置。

４

结语

火电厂ＳＣＲ烟气脱硝催化剂正常的使用寿命

万方数据

为２～３年，随着脱硝工程的大批建设，实际运行有多种原因易导致催化剂中毒，失活催化剂的再生问题变得日益突出，各生产厂商忙于应付定单无暇顾及，而催化剂的再生有一定的技术含量，还需要配套相应的设施，用户欲掌握再生方法难度较大，需要根据煤质情况与烟气组成，分析失活原因，制定再生方案，评估再生结果。催化剂经恰当的再生方法可以延长使用寿命。此外，对于失效催化剂的处置问题也应引起重视，否则将造成二次污染。

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２Ｒ８

收稿日期：２０１２－０８－１７；修回日期：２０１２－１０－２８

作者简介：曹林岩（１９７３一），男，山西人，研究生，高级工程师，长期从事火电环境保护工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｃ８０ｌｉｎｙａｎｌ５２７＠ｓｏｈｕ．ｃｏｒｎ

９

SCR烟气脱硝催化剂失活原因分析及再生方法探讨

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

曹林岩， 吴碧君

曹林岩(华北电力大学经济与管理学院,北京 102206;国电科学技术研究院,江苏南京 210031)， 吴碧君(国电科学技术研究院,江苏南京,210031)电力科技与环保

Electric Power Environmental Protection2012,28(6)

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