SCR脫硝催化劑失活再生

◎李兵成

SCR脫硝催化劑失活再生

◎李兵成

針對非活性的催化劑經過一些加工操作，通過其減少電廠脫硝的運作成本，同時也能降低催化劑的釋放量，減少一些原材料的損耗，進而來降低對環境的污染。該文針對催化劑的原料及其失活表現來描述，同時還描述其再次利用的原理。

催化劑的成分

催化劑從形式上劃分為：蜂窩式、板式等等，雖說其形式不同，但是他們的原材料相差不多，通常原材料有TiO2、V2O5等等。從成份來講WO3成份含量大約有百分之五與百分之十之間，其中TiO2成份含量大約占百分之七十五。從成份的活性度來講V2O5比較高，同時該原料所擁有的催化作用也相當高。所以說針對SCR來講，通常降低V2O5的成份，然后在與WO3或MOO3結合來達到催化的效果，在催化的同時還需要盡可能的保存NOX活性，同時還需降低其對二氧化硫的催化及其氧化。原料中催化劑主要真加大其穩定性，與此起到抵御其有害氣體。

催化劑的失活狀態

催化劑的失活狀態從化學的角度來講其是相對是復雜的一個變化過程，常見的狀態有如下幾種：

催化劑中毒失活；催化劑的熱失活與燒結；催化劑積炭等等方面的堵塞失活。

催化劑中毒失活。可容性的堿金屬其通常由鈉和鉀元素來組成，這兩種元素與水進行融合之后形成離子，然后到催化劑里面，可以和一些活性的固體顆粒進行化學反應，最終綜合一些酸，減少其對三氫化氮的吸附作用，進而減少其催化劑的作用。普遍因積灰而促發的中毒起因有：因沉淀物鈣的堆積導致一些催化劑的物理構造孔被堵，造成孔被堵的原因還包括其他元素和一些化合物等等物質的堆積所導致。

催化劑的燒結和熱失活。伴隨著催化劑在高溫長時間的活動，導致一些晶粒的結構組件變大，該種情況我們常說是催化劑燒結。在燒結的過程中會導致的失活稱為工業催化劑，比如說金屬催化劑的失活。經過研究表明常見的失活通常是在二氧化銻化學物質當中，二氧化銻如果長期的高溫的環境下活動，會發生多個二氧化銻化學物之間產生結合，伴隨著活動時間的加長因一些物質賭賽，導致其結構的孔逐漸變小，同時其化學物的面積也組件變小。最終促使脫硝速度變慢。如果環境中的溫度越高，那會促使其催化劑燒結情況也就很嚴重。

催化劑的積炭失活。因催化劑的積碳最終促使結構孔被堵，結構越來越小。在催化劑應用時，因長時間與空氣的接觸導致該物質會堆積很多灰塵或者其他附著物等等，進而導致其化學物更非活性。甚至隨著時間的增長，一些灰塵、附著物的量會更大，最終促使催化劑該物質的面積會更小、結構孔會也會變小，導致其活性會逐漸降低，甚至出現其物質失去其催化效果。常見的附著物有：金屬硫、一些金屬物質等等的堆積，如果金屬物質堆積到催化劑時，與灰塵一樣也會覆蓋在該物質的表面，且同時也會賭賽，最終導致催化劑的失活，以上情況均會導致積碳的非活性。

催化劑的再生

針對一些因灰塵、附著物的堆積導致催化劑有活性變成非活性的催化劑是否再生，其通常是由是因什么原因導致其失活及催化劑再生是否存在困難。如果催化劑是因灰塵、金屬物質的堆積導致催化劑的失活，那該種情況下相對比較容易對催化劑進行再生的，對于那些長期中毒或者說燒結所導致催化劑失活，該種情況下相對比較難進行再生。針對那些失活應該如何進行后續操作呢，當遇到失活時，要先從其各項物質的特性來進行判斷其再生的意義，假如說該催化劑再生的可能性比較小，或者說起再生后其催化劑的活性等等特性不是很好，那此種情況下催化劑的再生就毫無意義。

催化劑的再生

洗滌法。因長時間與空氣的接觸導致催化劑表面堆積大量的灰塵、金屬等化學物質等原因導致其非活性的催化劑，可以通過其洗滌的方式來清除其表面的附著物，可以使用壓縮空氣來清除一部分附著物，剩下的可以使用清水、酸、堿液等化學物質來進行侵泡，侵泡后在進行晾干。此種方式相對不是很復雜，能將其催化劑表面的附著物等進行清除。如果說失活性不是很嚴重的翠湖就，可將會很顯著的加大其脫硝的成效。

氧化燒炭法。對于那些因灰塵、金屬物等物質的堆積導致失活的催化劑，經常使用的再生方法為燒炭法 。使用該方法可以把催化劑結構中的灰塵、金屬物質、二氧化碳等等物質進行剔除，然后將會使催化劑的活性增加。氧分壓會引起燒炭反應，如果說催化劑表面的堆積物達到一定程度時，那此時會導致燒炭的溫度比較高。燒炭在剛開始時期，如果環境中的氧氣比較少，隨后將會增大燒炭的濃度。當燒炭進行再生過程中，防止其高溫會導致催化劑受損，所以說必須掌控環境中氧氣的含量，通常使用氮氣等等化學物來降低環境中氧氣的濃度。

酸及堿液的處理和再生。通常情況下把失去活性的催化劑，放置與酸、堿液中侵泡諾干小時之后，然后使用清水進行清洗，致使其濃度達到PH7，隨后把清洗過的催化劑進行晾干操作。酸、堿液的侵泡相對比僅僅使用清水的洗滌的成效更好，酸、堿液的清洗會將金屬物的附著物等化學物的堆積完完全全的進行清除。與此同時，還會產生SO42－。經過多方面的科學實驗表明，因Fe2O33對SO2之間具有氧化的效果，同時三氧化二鐵也會促使二氧化硫的氧化作用會組件增大，其脫硝的非活性逐漸增大。

補充組分法。催化劑也會因其構成物質的隨著時間的丟失而逐漸失去其活性，在此情況下使用補充其流失的物質來促使催化劑的再生。對于物質所填補物質的量允許其正好、過量來進行填補；允許其針對其填補物質一次性填補完或者說逐漸補充等方式；通常情況下是將非活性的催化劑從反應器中卸載下，然后進行流失物的填補。此種方式的填補可以將催化劑全部侵泡在水溶液中來進行再生操作，允許的情況下，還能適當的填補一些失活的催化劑。

催化劑的回收

工廠、社會中逐漸開始通過SCR技術的應用，促使一些不能使用的催化劑的量也逐漸增大。目前市場中主要是使用氧化鈦化學物質作為基本材料的催化劑。如果不針對使用該原料制成的催化劑不進行處理的情況下，那將會因廢棄物的堆積導致一些土地面積被占用，這樣講會加大一些公司費用；這樣也會照成一些堆積在催化劑表明的金屬、有害的化學物等等污染環境，造成環境受到損害；針對那些不能用的催化劑可以將其含有的一些金屬物質通過一定的方法來進行回收再次使用，這樣會減少一些浪費，進而也會較少公司的成本費用，也會降低其對環境的危害。

（作者單位：秦皇島北戴河宏韻汽車綜合性能檢測有限公司）