[发明专利]一种改性再生SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于脱硝催化剂技术领域，具体涉及一种低SO₂/SO₃转化率的改性再生SCR脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，以下简称SCR)脱硝技术由于其脱硝的高活性和转化还原的高选择性，广泛用于控制燃煤电站氮转化物排放。其中，催化剂是SCR脱硝技术的核心，其性能直接影响SCR系统的整体脱硝效果及运行成本，催化剂占SCR系统初期建设成本的40％以上。

SCR催化剂在运行一段时间后，由于催化剂中毒、活性部位减损、催化剂微孔堵塞或催化剂内部流道堵塞等钝化原因，会导致催化剂活性逐步降低甚至失活，具体表现为脱硝活性下降，氨逃逸率增大，SO₂/SO₃转化率升高等。对失活SCR催化剂，不加处置而随意堆置的话，一方面会占用大量的土地资源，增加企业的成本；另一方面催化剂中的重金属会对环境造成二次污染。因此，对失活SCR催化剂进行再生处理，可以大大延长催化剂的化学使用寿命，降低脱硝运行成本。

对失活催化剂进行清洗及活性组分（如钒）的负载有助于提高再生催化剂脱硝活性，但钒钛系催化剂中的活性组分钒在催化还原NOx的同时，也会对燃煤锅炉排放烟气中的SO₂氧化生成SO₃起到一定的催化作用。SO₃具有吸湿性，在空气化热器开始吸收烟气中的水蒸气形成气态硫酸，在水蒸气存在的条件下，SO₃与SCR系统中逃逸的NH₃发生反应生成硫酸铵和硫酸氢铵。

2NH₃+H₂O+SO₃→(NH₄)₂SO₄             (1)

NH₃+H₂O+SO₃→NH₄HSO₄                (2)

硫酸氢铵会对脱硝催化剂活性产生不利影响，尤其在锅炉负荷较低时。如果在温度低于最低喷氨温度300℃时继续大量喷氨，SO₃会与氨气迅速反应，生成大量的硫酸氢铵造成催化剂微孔完全堵塞，脱硝活性暂时完全丧失。同时，硫酸氢铵对脱硝系统下游设备，如管道和空预器，特别是空预器的影响却是无时无刻的。硫酸氢铵是类似于液态的粘性物体，当有飞灰流经时，易在空预器中低温段的表面沉积，引起腐蚀、堵塞、热效率下降和压降上升等问题，严重时影响锅炉的正常运行。另外，SO₃会引起烟气酸露点升高，使排烟温度及空气预热器出口的温度升高，降低锅炉热效率。SO₃造成的蓝烟使排烟的不透明度增加，而且SO₃在排烟时已经转化成硫酸，直接造成酸雨污染。

基于SO₂氧化的危害性，在SCR工程中，除了规定烟气NO转化率外，对SO₂氧化率也有严格限制。SO₂/SO₃转化率是SCR脱硝系统中的一个重要指标，《火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性催化还原法（HJ562—2010）》中明确规定SO₂/SO₃转化率不大于1%。