三氧化钨脱硝催化剂的抗碱金属中毒性能

板式脱硝催化剂燃煤电站脱硝系统中,SCR脱硝反应器通常为高飞灰布置,即SCR反应器置于电除尘等除尘设备之前,省煤器和空气预热器之间,温度窗口介于300~450°C之间。三氧化钨脱硝催化剂在该温度区间表现出优异的NOx净化效率和抗二氧化硫中毒性能。然而,在实际应用中,脱硝催化剂由于烟气中的飞灰沉积,飞灰中的碱金属K、Na以及碱土金属Ca、Mg等,导致催化剂中毒最终失活;其中,K的中毒影响最深。有研究表明,1%氧化钾的添加可导致五氧化二钒-三氧化钨/二氧化钛催化剂在250~400°C温度范围内的氨-SCR催化剂活性完全丧失。
 
那么,如何提高三氧化钨脱硝催化剂的抗碱金属中毒性能呢?碱金属造成钒基催化剂中毒的一个重要原因是由于化学作用或物理覆盖导致钒的氧化还原活性降低和活性位丧失,催化剂氧化NO为二氧化氮的活性下降。故而,适当提高五氧化二钒的负载量,能从一定程度上提升催化剂的抗碱金属中毒能力。然而,高的钒负载量会使得催化剂氮气选择性下降,二氧化氮生成量增多;并且,钒本身较贵,过多的添加将带来成本的增加和资源的浪费。所以,五氧化二钒的增加量应该控制在一定程度内。
 
三氧化钨作为助剂添加到W-Ti-V系SCR脱硝催化剂,可以显著提高催化剂的活性和稳定性。是因为钨的添加改变了催化剂中五氧化二钒的周边环境,两者之间的协同效应提高了催化剂的活性。所以,在相同钒负载量下,增加钨的负载量能够提高催化剂的SCR活性和抗碱金属中毒性能。
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