【精彩论文】平板式抗砷中毒SCR脱硝催化剂在高砷烟气中活性变化研究

观点凝练

摘要：为研究某高砷煤燃煤电厂在役板式抗砷中毒SCR脱硝催化剂的活性变化和脱硝塔不同部位催化剂受烟气的影响，分别对新鲜催化剂和运行1年催化剂进行脱硝活性测试，并通过X射线原子荧光（XRF）、N₂吸附/脱附、X射线光电子能谱（XPS）和粒径分析等表征手段进行分析。结果表明，在350 ℃烟气条件下，运行1年后催化剂的脱硝活性相对于新鲜催化剂有所下降，由94.52%降到最低77.12%，仍表现出较好的抗砷中毒性能；同时，催化剂中累积了大量砷元素，上下层催化剂中砷的平均含量分别达到了10.47%和9.28%；通过表征分析发现，2层催化剂同时发生了砷的物理和化学中毒，上层催化剂主要发生砷的物理中毒，而下层催化剂主要发生砷的化学中毒。
结论：对某电厂提供的新鲜催化剂和运行1年的板式抗砷中毒SCR脱硝催化剂进行脱硝活性测试，并进行XRF、N₂吸附/脱附、XPS和粒径分析等表征，主要结论如下。

（1）催化剂运行1年后，脱硝活性发生一定的降低，但表现出较好的抗砷中毒性能，在350 ℃烟气条件下，催化剂脱硝效率依然可达到77%以上，其中上层催化剂脱硝活性要高于下层催化剂；

（2）上层催化剂和下层催化剂中均累积大量砷元素，其中上层催化剂平均砷含量为10.47%，下层催化剂平均砷含量为9.28%；

（3）运行1年后，上下2层催化剂的比表面积均发生明显下降，由砷以及其他组分沉积在催化剂表面并堵塞催化剂孔道所致；

（4）运行1年后，催化剂中低价钒占比明显升高，其中下层催化剂V⁴⁺含量变化更为明显；2层催化剂中均存在As³⁺和As⁵⁺，上层催化剂中As⁵⁺含量高于As³⁺；与上层催化剂相比，下层催化剂中As³⁺和As⁵⁺的XPS峰均向高场移动，表明下层催化剂砷物种的化学环境发生了变化；催化剂中吸附氧含量下降，其中下层催化剂下降更为明显；

（5）上层催化剂中亚微米颗粒增加较多，主要为砷物种在催化剂表面沉积所致，而下层催化剂表面颗粒粒径增大，主要原因为砷与活性组分发生反应形成了砷酸盐化合物；

（6）综合表征分析结果，可以得出砷累积导致催化剂发生一系列化学和物理变化是活性下降的主要原因，2层催化剂都同时发生了砷的物理和化学中毒，其中上层催化剂以砷物理中毒为主，而下层催化剂砷化学中毒是主导因素。

引文信息

陈晨, 贾舒雅, 刘丁嘉, 等. 平板式抗砷中毒SCR脱硝催化剂在高砷烟气中活性变化研究[J]. 中国电力, 2022, 55(11): 202-208.CHEN Chen, JIA Shuya, LIU Dingjia, et al. Research on the activation change of plate-type anti-arsenic-poisoning SCR de-nox catalyst in high-arsenic flue gas[J]. Electric Power, 2022, 55(11): 202-208.

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编辑：于静茹

校对：王文诗

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