前面，我們對蜂窩式脫硝催化劑的應(yīng)用情況進(jìn)行了闡述，接下來，我們重點了解下蜂窩式脫硝催化劑的失活原因分析。

蜂窩式脫硝催化劑的失活。造成釩鈦脫硝催化劑失活的原因主要有：物理覆蓋、化學(xué)中毒(堿金屬、堿土金屬、砷、磷等)、燒結(jié)、磨損、活性成分流失等。

物理覆蓋發(fā)生在粉煤灰通過脫硝催化劑床層時，細(xì)小的粉煤灰顆粒進(jìn)入脫硝催化劑床層，覆蓋在催化劑表面或進(jìn)入孔道形成堵塞，造成脫硝催化劑部分活性位被覆蓋而失活。這種催化劑失活是短暫的，通過高壓水清洗，催化劑活性是可以恢復(fù)的。由于高溫氣體在通過脫硝催化劑床層時，截面中心與邊緣存在的壓差導(dǎo)致粉煤灰顆粒最先沉積在截面中心的催化劑外表面與孔道內(nèi)表面，使得催化劑的截面中心因顆粒物理覆蓋而失活得相對嚴(yán)重。內(nèi)表面覆蓋主要是由于較小顆粒的粉煤灰直接進(jìn)入催化劑孔內(nèi)造成堵塞，外表面覆蓋是由于粉煤灰顆粒進(jìn)入催化劑床層時吸附在表面形成的。

化學(xué)中毒分為堿金屬(如K、Na)中毒、堿土金屬中毒(Ca、Mg)、非金屬(P、Si、As)中毒等。堿金屬中毒是因為鉀離子和鈉離子均能與催化劑的酸性活性位發(fā)生中和反應(yīng)，導(dǎo)致固體酸活性位數(shù)量減少，使得吸附在催化劑活性位上的NH3分子數(shù)量減少，降低催化劑的脫硝效率。堿土金屬中毒機(jī)理與堿金屬中毒機(jī)理類似。As中毒時，由于氣態(tài)砷氧化物As2O3直接吸附于催化劑表面，然后被催化劑氧化成As2O5,從而形成As覆蓋層，使得催化劑比表面積減小和活性位數(shù)量減少，催化劑活性降低。P中毒時，一方面，由于P取代催化劑中的W和V,生成P-OH,使得催化劑只能提供較弱的酸活性位，使得催化劑對NH3的吸附能力下降；另一方面，P與催化劑上的活性物質(zhì)V發(fā)生反應(yīng)生成VOPO4,占據(jù)部分活性位后，引起催化劑活性降低。在低溫SCR反應(yīng)中，SO2與反應(yīng)物(NH3和O2)發(fā)生反應(yīng)會生成硫酸銨[如NH4HSO4、(NH4)2SO4]和其它硫酸鹽，這些硫酸鹽會吸附在活性位上，加劇催化劑失活現(xiàn)象。

脫硝催化劑晶粒在長期的高溫下使用會燒結(jié)長大，引起催化劑燒結(jié)失活，使用溫度越高，燒結(jié)失活越嚴(yán)重。燒結(jié)可分為載體TiO2和活性組分V2O5的燒結(jié)，釩鈦系SCR催化劑高溫運(yùn)行時，載體TiO2顆粒之間發(fā)生聚集，導(dǎo)致TiO2晶體粒徑增大，嚴(yán)重時TiO2的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從銳鈦礦型轉(zhuǎn)變成金紅石型。載體燒結(jié)使催化劑的比表面積降低，從而降低催化活性。純V2O5的熔點為670 ℃,高溫操作也會引起V2O5顆粒燒結(jié)，最終降低催化活性。

磨損也是脫硝催化劑失活的原因之一。當(dāng)煙氣中的粉煤灰隨煙氣快速通過催化床層時，形成對催化劑表面的沖刷，久而久之造成磨損，部分活性組分損失而造成催化劑活性降低。由于煙氣在通過催化床層徑向方向存在壓力分布，中心部位的催化劑表面要較邊緣部位磨損嚴(yán)重。磨損不僅造成催化劑活性降低，還會造成催化劑蜂窩元件機(jī)械強(qiáng)度下降，最終降低脫硝效率。

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