脫硝催化劑活性變化是影響燃煤電廠NO_x去除效率的關(guān)鍵因素。為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定NO_x超低排放目標(biāo),燃煤電廠增加噴氨量,改變了催化劑運(yùn)行工況條件,可能會(huì)縮短其使用壽命。目前燃煤電廠催化劑活性研究主要集中在超低排放改造前,而超低排放改造后,催化劑失活的影響因素及其機(jī)制鮮有報(bào)道。以超低排放改造情景下不同運(yùn)行時(shí)間（分別約25200h、29520h和33480h）的脫硝催化劑為研究對(duì)象,使用多種表征方法系統(tǒng)研究了催化劑表征和活性的變化,探討了超低排放改造情景下催化劑失活的因素及機(jī)制。結(jié)果表明:催化劑的活性和主要組分含量（TiO₂、W和V）隨運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而降低,最低活性僅為0.56,顯著低于新催化劑;同時(shí)催化劑中有毒元素S、K、Na和As等含量顯著增加。相對(duì)于新催化劑,運(yùn)行后的催化劑表面顆粒聚集,比表面積及表面V⁴⁺占比和化學(xué)吸附氧濃度下降。燃煤電廠超低排放改造后,過(guò)量氨逸出,會(huì)加劇硫酸鹽在催化劑表面的形成和沉積,相比較超低排放改造前,可能導(dǎo)致催化劑失活加快。總體上催化劑表面K、Na、As沉積、硫酸鹽的形成和沉積、V價(jià)... 

【文章來(lái)源】：電力科技與環(huán)保. 2020,36(04)

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超低排放改造前后催化劑XRD譜圖對(duì)比

新催化劑和運(yùn)行后的催化劑SEM微形貌特征如圖2所示。新催化劑表面顆粒顯示出相對(duì)規(guī)則的球形且分布均勻,而使用運(yùn)行后的催化劑表面粗糙且顆粒聚集,出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象。有研究表明:高溫?zé)煔饽軐?dǎo)致催化劑在運(yùn)行過(guò)程中燒結(jié)[16]。類似地,本研究中也發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后的催化劑表面發(fā)生了顆粒的硬化和聚集現(xiàn)象。相對(duì)于新催化劑Fresh(比表面積為47.28m2/g),經(jīng)歷不同運(yùn)行時(shí)間后的催化劑Used-1(41.72 m2/g)、Used-2(40.95m2/g)和Used-3(46.33m2/g)表面積均有所下降,但它們的孔容和平均孔徑卻有所增加(見(jiàn)表3)。催化劑的孔徑分布特征(見(jiàn)圖3a)顯示:新催化劑的中孔豐度高,在6nm和12.5nm處均存在一個(gè)峰值;而長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后的催化劑Used-1和Used-3相對(duì)大孔徑的豐度增加,峰值分別位于15和20nm;最大的孔徑豐度出現(xiàn)在催化劑Used-2,峰值位于20和28nm。另外,所有催化劑N2吸附等溫線都屬于IV型吸附/解吸等溫線(見(jiàn)圖3b)。

表3 超低排放改造前后催化劑孔結(jié)構(gòu)特性對(duì)比 催化劑編號(hào) 比表面積/(m2·g-1) 總孔體積/(cm3·g-1) 平均孔徑/nm Fresh 47.28 0.190 16.06 Used-1 41.72 0.227 20.89 Used-2 40.95 0.249 24.28 Used-3 46.33 0.207 17.88如圖4所示,新催化劑Fresh在975cm-1處為弱吸收峰,對(duì)應(yīng)于V=O[27];而在850～400cm-1處存在寬吸收峰,對(duì)應(yīng)于銳鈦礦TiO2的吸收峰[26]。所有長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的催化劑在975cm-1或者978cm-1處存在與新催化劑相似的吸收峰,表明新催化劑與使用運(yùn)行的催化劑表面的V=O沒(méi)有明顯改變。然而,與新催化劑Fresh相比,使用運(yùn)行后的催化劑Used-1、Used-2和Used-3分別在1124、1107和1115cm-1處出現(xiàn)明顯更寬更強(qiáng)的SO42–吸收峰[17],表明在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后的催化劑表面有硫酸鹽形成,導(dǎo)致了催化劑中硫含量增加,可能是引起催化劑失活的主要因素之一。研究表明,當(dāng)煙氣中高濃度的SO2、NH3和H2O形成硫酸氫銨(ABS)時(shí),會(huì)導(dǎo)致空預(yù)器表面腐蝕和堵塞,并以硫酸銨的形式沉積在SCR催化劑孔隙中使其活性下降[8]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]SCR催化劑低負(fù)荷運(yùn)行硫酸氫銨失活研究[J]. 宋玉寶,劉鑫輝,何川,王興俊,王樂(lè)樂(lè),程世軍,馬云龍,梁俊杰.  中國(guó)電力. 2019(01)
[2]安徽省煤電機(jī)組超低排放改造及CEMS驗(yàn)收問(wèn)題分析[J]. 何軍,馬大衛(wèi),王正風(fēng),許勇毅,查智明,張其良.  中國(guó)電力. 2018(07)
[3]SCR脫硝催化劑實(shí)際運(yùn)行性能分析[J]. 杜振,王志東,晏敏,江建平,朱躍.  中國(guó)電力. 2018(02)
[4]超低排放改造工程脫硝催化劑的設(shè)計(jì)和采購(gòu)分析[J]. 晏敏,李超,朱躍.  中國(guó)電力. 2017(09)
[5]300MW級(jí)燃煤機(jī)組SCR煙氣脫硝超低排放性能評(píng)估[J]. 馮前偉,張楊,王豐吉,朱躍.  中國(guó)電力. 2016(11)
[6]含鋇SCR脫硝催化劑運(yùn)行后的再生研究[J]. 余維佳,王金秀,陳進(jìn)生,于艷科,苗紀(jì)法.  中國(guó)電力. 2016(11)
[7]燃煤電站SCR煙氣脫硝系統(tǒng)運(yùn)行典型故障診斷[J]. 何金亮,金理鵬,盧承政,宋玉寶,梁俊杰,方朝君.  中國(guó)電力. 2016(08)
[8]SCR脫硝噴氨優(yōu)化對(duì)NOx在線測(cè)量的影響分析[J]. 方朝君,俞駿,周龍,周健.  電站系統(tǒng)工程. 2015(04)
[9]商用SCR催化劑的鈉中毒及再生[J]. 高鳳雨,唐曉龍,易紅宏,趙順征,李東,馬玎,張佟佟.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(06)
[10]燃煤電廠大氣污染物“近零排放”技術(shù)研究及工程應(yīng)用[J]. 王樹(shù)民,宋暢,陳寅彪,孫平.  環(huán)境科學(xué)研究. 2015(04)



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