【精彩论文】高砷煤SCR脱硝催化剂中毒失活研究

观点凝练

摘要：某电厂燃用霍林河高砷煤种，以该电厂选择性催化还原（SCR）脱硝蜂窝式催化剂为研究对象，对其在不同运行时间下的脱硝活性进行了中试检测评价，并采用X射线荧光光谱仪、氮气吸附脱附仪、压汞仪、全自动化学吸附仪等对其成分和微观特性进行了检测分析。研究结果表明，砷在催化剂表面和微孔内的沉积造成其微观比表面积和孔结构发生变化，降低了催化剂表面酸量和氧化还原特性，致使催化剂活性异常劣化，机组运行1 000 h 时的催化剂脱硝活性仅为新催化剂脱硝活性的69%。为提高催化剂的使用寿命，提出了燃用高砷煤时减缓催化剂砷中毒的催化剂寿命管理建议。
结论：某电厂燃用砷含量较高的霍林河煤，致使机组运行1 000 h时，SCR催化剂K/K₀下降至69%，出现异常失活。对失活催化剂理化分析表明，催化剂性能在短期下降的主要原因为：砷在催化剂表面和基体的沉积造成其微孔堵塞，比表面积下降，平均孔径增大，有效活性位点数量降低；砷沉积在催化剂表面，将活性成分V₂O₅转化为无活性砷酸盐物质，抑制了NH₃在酸位点的吸附特性和氧化还原特性。为保证催化剂正常使用寿命，建议：（1）前期催化剂设计收资阶段做好煤质微量元素分析，并在煤质燃烧阶段即添加固砷物质进行前端除砷，降低烟气中游离砷浓度，减缓催化剂中毒失活速率。（2）鉴于砷在催化剂上的沉积具有浓度梯度规律，建议电厂可选择微观孔结构丰富的催化剂并将其放置于第1层，根据失活速率及时更换，以延长整体脱硝催化剂使用寿命。（3）催化剂厂家研制特殊孔结构载体二氧化钛，提高催化剂抗砷中毒能力。

引文信息

姚燕, 马云龙, 杨晓宁, 等. 高砷煤SCR脱硝催化剂中毒失活研究[J]. 中国电力, 2020, 53(6): 191-196.YAO Yan, MA Yunlong, YANG Xiaoning, et al. Deactivation of honeycomb scr catalysts in high-arsenic coal-fired power plant[J]. Electric Power, 2020, 53(6): 191-196.‍

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编辑：杨彪

审核：方彤

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