元琛科SCR脫硝催化劑抗鹼中毒和抗堵效能分析和探討（下）

前面，我們對脫硝催化劑的鹼中毒和抗堵性進行了梳理，介紹了水泥窯、鋼鐵廠燒結機脫硝催化劑鹼金屬中毒風險，今天介紹焦化廠、氧化鋁熟料窯和生物質直燃發電鍋爐脫硝情況。

焦化廠脫硝

焦爐煙氣脫硝溫度一般是180~280℃，焦爐煙氣脫硝設定一般是佈置於脫硫除塵裝置之後，目前的主流工藝是“SDA半乾法脫硫+低溫SCR脫硝”和“SDS幹法脫硫+低溫SCR脫硝”。

如表所示，煙塵中水含量為12~20%，SO2濃度高達30~500mg/Nm3，粉塵濃度為20~50mg/Nm3。在經過SDS或SDA脫硫後的煙氣SO2濃度降至30~50mg/Nm3，粉塵濃度為5-15mg/m3。在SDS脫硫中採用的是碳酸氫鈉作為脫酸剤；在SDA脫硫過程中採用的是鈉基脫硫劑。這些脫硫劑的使用將鹼金屬鹽帶入到焦爐煙氣中，煙塵主要以Na2SO3和Na2SO4為主，即使鹼含量只有5-15mg/m3，由鹼金屬引起的脫硝催化劑化學中毒風險和鹼灰粘附和板結到催化劑上風險依然存在。主要是透過以下4種途徑導致催化劑的失活：

1）鹼金屬會沉積在催化劑表面堵塞小孔，降低催化劑比表面積和孔容，引起催化劑物理堵塞；

2）鹼金屬與催化劑表面V、W或Mo的活性Brønsted酸位生成V（W、Mo）-O-Na/K，削弱催化劑表面Brønsted酸位的酸性，造成催化劑化學失活。

3）在200℃溫度條件下，煙氣中的SO3與脫硝還原劑NH3易反應生成硫銨。生成的硫銨會累積於催化劑表面，影響催化劑活性。

4）煙氣中的水分對鹼（土）金屬板結和糊堵產生協同作用，導致鹼中毒堵塞現象更加迅速。

因此，焦化廠脫硝儘管經過半乾法（SDA）或者幹法（SDS）脫硫後，煙氣條件已經得到較大程度的改善，但是因為鈉鹽脫硫劑的引入，導致煙氣中的鹼含量依然可達5-15mg/m3。焦化廠脫硝催化劑的選擇，依然要充分考慮抗鹼中毒性和抗堵塞性地影響。

氧化鋁熟料窯脫硝

氧化鋁熟料窯採用低溫SCR脫硝工藝，SCR反應器佈置在布袋除塵或電除塵之後。

熟料窯煙氣具有以下特點：

1）氧化鋁熟料窯煙氣中水含量為30%左右，SO2濃度為200 mg/Nm3，粉塵濃度為10~100mg/Nm3。

2）飛灰主要由Al、S、Ca、K、Na、Cl等元素構成，其中金屬元素多以硫酸鹽和氯化物的形式存在。鹼金屬K2O和Na2O分別達到24。05%和24。07%。

主要是透過以下4種途徑導致催化劑的失活：

1）飛灰中Fe2（SO4）3、K2SO4、CaSO4等有很強的吸溼性，當系統因啟停、狀態波動、操作不當等原因在低溫工況下執行時，Fe2（SO4）3、K2SO4、CaSO4等易吸潮而粘結成塊。導致催化劑孔道的堵塞。

2）K（Na）易與催化劑表面V、W或Mo的活性酸位點形成V（W、Mo）-O-K鍵，導致活性酸位點數量減少，從而影響還原劑NH3的吸附活化，造成催化劑活性大幅下降。

3）在160-200℃溫度條件下，煙氣中的SO3與脫硝還原劑NH3易反應生成硫銨。生成的硫銨會累積於催化劑表面，影響催化劑活性。

4）煙氣中的水分對鹼（土）金屬板結和糊堵產生協同作用，導致鹼中毒堵塞現象更加迅速。

因此，氧化鋁熟料窯脫硝催化劑的選擇，要充分考慮抗鹼中毒性和抗堵塞性地影響。

生物質直燃發電鍋爐脫硝

為了避免鹼金屬對催化劑的影響，生物質鍋爐脫硝工藝路線常採用除塵脫硫後脫硝；除塵脫硫後的煙氣，透過GGH、熱風爐或蒸汽加熱器等方式將煙氣溫度升高，再採用常規SCR催化劑進行脫硝，這種方法，投資及執行成本都非常高。若在生物質鍋爐煙氣除塵前採用SCR脫硝技術，即將燃煤鍋爐的SCR煙氣脫硝技術直接應用於生物質鍋爐，採用抗鹼金屬脫硝催化劑可在生物質爐排爐的300~420℃的溫區的煙氣中直接進行脫硝，然後再把脫硝後的煙氣返回到鍋爐中，再進行餘熱回收利用。這種脫硝方式可有效降低生物質脫硝的成本及能源消耗，但必須解決催化劑中毒失活和堵塞的問題。

灰含量高達30g/Nm3，這樣的高鹼和高灰將會使得催化劑存在如下問題：

1）生物質燃料本身含有K、Na、Ca等鹼性物質，燃燒後形成飛灰進入SCR系統，吸附在SCR催化劑表面或堵塞催化劑孔道，並且與催化劑表面活性成分發生反應，造成催化劑化學中毒。

2）生物質鍋爐的高灰量，導致催化劑存在堵灰的風險。

因此，生物質脫硝催化劑的選擇要充分考慮催化劑的抗鹼中毒性和抗堵性，需要採用抗堵灰效能較好的平板式催化劑進行脫硝，並且充分考慮平板式催化劑的設定間距，以便讓灰順暢排出。同時，合理的選擇吹灰器和吹灰頻次，防止催化劑的積灰和物理失活。

隨著政府對非電工業大氣汙染排放的重視度提升，在電力行業脫硝市場接近飽和的背景下，非電行業脫硝成為大氣治理的一個主戰場。每個非電行業煙氣特點不一樣，對煙氣脫硝催化劑的要求也不同，需要加以關注解決。

安徽元琛環保科技股份有限公司（以下簡稱“ 元琛科技 ”）是一家集除塵布袋、脫硝催化劑研發、生產、銷售於一體的高新技術企業。產品除塵布袋（主要為PPS、PTFE、P84及複合系列過濾材料）和SCR脫硝催化劑已在水泥、鋼鐵、玻璃爐窯、垃圾焚燒發電、生物質發電、有色金屬冶煉等多行業廣泛應用！未來，元琛科技將以“成為全球生態環境守護者”為指引，始終紮根環保，堅持守護藍天白雲的偉大事業。借力國家生態文明建設大格局，不斷深化技術、最佳化管理、強化品牌、細化產業、固化優勢，透過綜合統籌治理與服務，為產業創造協同價值。http：//www。yckjgf。com/