在選擇性催化還原(SCR)脫硝系統(tǒng)中，催化劑的鈍化失活是核心問題。本文從催化劑的燒結(jié)、堵塞、沖刷等物理鈍化以及堿(土)金屬、As等重金屬的化學失活等方面闡述了SCR催化劑的失活機理，并簡要概述了催化劑的再生工藝及廢催化劑處置的意義。

1、概況

發(fā)改能源【2014】2093號文件要求：2014-2020年各省(區(qū)、市)、主要發(fā)電企業(yè)要進行“煤電節(jié)能減排升級與改造”;國能綜電力【2014】767號文件明確要求：處于東部11省市電廠需執(zhí)行《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014-2020)》，改造后燃煤機組氮氧化物排放濃度必須控制在50mg/Nm3以下。在此環(huán)保政策形勢下，絕大部分火電廠的燃煤機組需進行脫硝提效改造，而2014年8月國家環(huán)保局正式下發(fā)了《關(guān)于加強廢煙氣脫硝催化劑監(jiān)管工作的通知》和《廢煙氣脫硝催化劑危險廢物經(jīng)營許可證審查指南》文件，將廢煙氣脫硝催化劑定為危險固廢物，因此脫硝催化劑再生具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。

因原設(shè)計脫硝出口氮氧化物排放濃度一般均為100-200mg/Nm3以下，因此絕大多數(shù)脫硝裝置需進行脫硝裝置改造、脫硝裝置備用層催化劑的添加和原催化劑的再生，才能滿足氮氧化物排放濃度低于50mg/Nm3的環(huán)保要求;目前采用最多的是脫硝裝置備用層催化劑的添加和原催化劑的再生。

2、SCR脫硝催化劑的失活機理

2.1因進入脫硝反應器的煙氣溫度過高而引起催化劑熱燒結(jié)。

2.2因煙氣中的氣態(tài)As2O3在催化劑微孔內(nèi)凝結(jié)和在催化劑活性位上發(fā)生反應生成不具備催化能力的穩(wěn)定化合物而使催化劑發(fā)生中毒。

2.3因飛灰沉積在催化劑上、飛灰中的CaO和SO3反應生成CaSO4，而引起催化劑堵塞。

2.4因運行中煙氣流速不均勻、飛灰特性、沖擊角度和催化劑本身特性等原因，引起飛灰沖刷催化劑表面，造成催化劑磨損。

3、SCR脫硝催化劑的再生處理工藝

3.1經(jīng)過實驗室周密檢驗分析，并與已有的強大數(shù)據(jù)庫進行比對，量身定制出再生的最佳工藝方案。

3.2預處理：催化劑模塊進入吸塵車間，去除催化劑表面松散的飛灰。

3.3物理化學處理：去除覆蓋催化劑活性部位和堵塞催化劑微孔的化學物質(zhì)。

3.4中間熱處理：將已清洗干凈的模塊放入熱處理設(shè)備中，進行嚴格的溫度控制，鞏固催化劑微孔結(jié)構(gòu)。

3.5活化處理：對經(jīng)過中間熱處理后的催化劑模塊進行活化處理，使其恢復活性。

3.6最終熱處理：將已經(jīng)過活化處理的催化劑模塊放入特制的熱處理裝置中，經(jīng)過升溫、降溫等工藝，使活性物質(zhì)牢固粘附于催化劑。

3.7質(zhì)量檢驗：催化劑機械性能的測試(抗壓強度、磨損強度)和化學性能的測試(脫硝率，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率，氨逃逸率，催化活性等)。

3.8將質(zhì)檢達標的催化劑進行進行包裝和入庫。

4、SCR脫硝催化劑再生的意義

因廢煙氣脫硝催化劑(釩鈦系)具有浸出毒性等危險性，故被環(huán)境保護部列為固體危險廢棄物，需由具有相關(guān)危險廢物許可證的單位進行處置，而且需要投入相當一部分資金才能完成處置;因此脫硝催化劑的再生顯得尤為重要，一方面可以減少固體危險廢棄物的排放、節(jié)省費用，另一方面可以節(jié)省資源。從龍凈科杰、常州肯創(chuàng)等再生單位的以往業(yè)績可以看出：再生后的脫硝催化劑能夠滿足燃煤機組脫硝的各項技術(shù)指標要求，同時能夠維持24000小時的化學壽命;因此，在環(huán)保形勢日趨嚴峻的情況下，脫硝催化劑的再生將具有深遠的意義，也將在電力行業(yè)推廣。

5、結(jié)束語

據(jù)了解：目前具有“處置、利用廢煙氣脫硝催化劑(HW49)”危險廢物經(jīng)營許可證的單位只有江蘇龍凈科杰催化劑再生有限公司，而需要催化劑再生、處置的單位有不少，因此有些火電廠只能將換下來的脫硝催化劑用塑料薄膜包好后儲存，隨著廢催化劑營運單位的增加，催化劑的再生和處置將日益推廣。