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。為實現(xiàn)穩(wěn)定NO_x超低排放目標,燃煤電廠增加噴氨量,改變了催化劑運行工況條件,可能會縮短其使用壽命。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制鮮有報道。以超低排放改造情景下不同運行時間（分別約25200h、29520h和33480h）的脫硝催化劑為研究對象,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）隨運行時間的延長而降低,最低活性僅為0.56,顯著低于新催化劑;同時催化劑中有毒元素S、K、Na和As等含量顯著增加。相對于新催化劑,運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,過量氨逸出,會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... 

【文章來源】：電力科技與環(huán)保. 2020,36(04)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

超低排放改造前后催化劑XRD譜圖對比

新催化劑和運行后的催化劑SEM微形貌特征如圖2所示。新催化劑表面顆粒顯示出相對規(guī)則的球形且分布均勻,而使用運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)致催化劑在運行過程中燒結(jié)[16]。類似地,本研究中也發(fā)現(xiàn)了長時間運行后的催化劑表面發(fā)生了顆粒的硬化和聚集現(xiàn)象。相對于新催化劑Fresh(比表面積為47.28m2/g),經(jīng)歷不同運行時間后的催化劑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(見表3)。催化劑的孔徑分布特征(見圖3a)顯示:新催化劑的中孔豐度高,在6nm和12.5nm處均存在一個峰值;而長時間運行后的催化劑Used-1和Used-3相對大孔徑的豐度增加,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(見圖3b)。

表3 超低排放改造前后催化劑孔結(jié)構(gòu)特性對比 催化劑編號 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,對應(yīng)于V=O[27];而在850～400cm-1處存在寬吸收峰,對應(yīng)于銳鈦礦TiO2的吸收峰[26]。所有長時間運行的催化劑在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行的催化劑表面的V=O沒有明顯改變。然而,與新催化劑Fresh相比,使用運行后的催化劑Used-1、Used-2和Used-3分別在1124、1107和1115cm-1處出現(xiàn)明顯更寬更強的SO42–吸收峰[17],表明在長時間運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,會導(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】：
期刊論文
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本文編號：3519350