前面，根據(jù)不同行業(yè)的煙氣特點和脫硝工藝，我們對脫硝催化劑的堿中毒和抗堵性進行了梳理，今天講講不同行業(yè)脫硝催化劑堿金屬中毒風險。

不同行業(yè)脫硝也正在陸續(xù)進行，它們煙氣排出的溫度、灰分、堿金屬含量具有很大差異性，很多行業(yè)的煙氣堿含量要遠遠高于煤粉發(fā)電脫硝的堿含量（我國煤種中堿煤的堿金屬含量0. 3%～0. 5%；高堿煤的堿金屬含量大于0. 5%）。因此，也對SCR釩基脫硝催化劑堿金屬中毒問題提出的新的挑戰(zhàn)。尤其是水泥窯、鋼鐵燒結機、焦化廠、氧化鋁熟料窯和生物質鍋爐、以及高堿煤發(fā)電這些行業(yè)，要高度重視煙氣脫硝中堿金屬對脫硝催化劑的中毒風險性。

2.1水泥窯脫硝
水泥窯煙氣SCR脫硝一般布置在預熱器出口的310~450℃的中高溫煙氣區(qū)間。在預熱器出口的水泥窯煙氣特點如表1和表2所示。

從表可看出，煙氣中水含量為8~16%，粉塵含量高達60~120 g/Nm3，其中堿土金屬CaO高達78.24%。這樣高的灰含量和堿土金屬含量，會導致：
1）脫硝催化劑物理中毒和化學中毒，以物理鈍化為主，CaSO4及CaO（可與煙氣中的SO3/SO2生成CaSO4）會堵塞催化劑微孔，影響反應氣向活性位點擴散。
2）催化劑在含高鈣飛灰的煙氣中長期運行會加快催化劑的磨損。
3）煙氣中的水分會對堿（土）金屬中毒產生協(xié)同作用，導致催化劑活性位快速喪失。

因此，水泥窯脫硝需要預先除塵，或者選擇耐磨、抗堵、抗堿中毒的催化劑進行脫硝。

2.2鋼鐵廠燒結機脫硝
燒結煙氣的SCR脫硝主要分為脫硫前脫硝和脫硫后脫硝兩種。脫硫前脫硝工藝是把靜電除塵器后的煙氣，煙溫通常在120℃~150℃，沒有經過脫硫，直接通過GGH和補熱后加熱到230-300℃進行脫硝。脫硫后脫硝可分為濕法脫硫+SCR脫硝、半干法脫硫+SCR脫硝、活性炭脫硫+SCR脫硝這三種工藝。其中濕法脫硫和半干法脫硫都屬于堿法脫硫；活性炭脫硫則是利用活性炭的吸附性能吸附凈化煙氣中SO2。靜電除塵器后的燒結煙氣特點如表3所示。

如表3和表4所示，煙塵中水含量10~12%，SO2濃度高達800~3000mg/Nm3，粉塵濃度100~200mg/Nm3，灰分中揮發(fā)性堿金屬含量高，K2O含量高達41.27%，Na2O含量達3.05%。

對于燒結機脫硫前脫硝工藝，雖然經過靜電除塵，將煙氣中飛灰濃度控制在100~200mg/Nm3，但是堿金屬含量高，不斷累積在催化劑表面，依然會導致催化劑的中毒和堵塞。主要是通過以下4種途徑導致催化劑的失活：
1）燒結機飛灰中堿金屬氧化物（K、Na）含量高，與脫硝催化劑的活性酸位點反應，導致催化劑化學失活，
2）飛灰粘度大，其主要成分KCl、NaCl、Fe2(SO4)3、CaSO4等有很強的吸濕性，極易吸潮而粘結成塊，最終堵塞催化劑。
3）當脫硝溫度低于300℃，SCR脫硝過程中還伴有硫酸氫銨/硫酸銨生成（還原劑氨氣和煙氣中三氧化硫反應生成物），硫酸氫銨/硫酸銨易潮解、粘度大，會與飛灰粘結到一起，加劇糊堵催化劑。
4）煙氣中的水分促進堿金屬的粘附和板結在催化劑的表面，對堿金屬堵塞和中毒產生協(xié)同作用，導致堿中毒現(xiàn)象更加迅速。

對于脫硫后的SCR脫硝工藝，雖然煙氣經過脫硫后SO2濃度大幅降低，生成硫酸氫銨/硫酸銨的可能性會大大降低，但是堿法脫硫后會引入脫硫劑，脫硫劑一般是鈉鹽、鈣鹽和氨鹽，這些堿鹽類不能完全被扣留在固體灰中或者是脫硫廢水中，而是會有1-10mg/Nm3殘留物隨著煙氣的攜帶而進入到脫硝催化劑系統(tǒng)中，不斷地富集在催化劑表面，一段時間后會造成催化劑的物理堵塞微孔和化學堿中毒。

對于活性炭脫硫+SCR脫硝工藝，由于堿金屬一般趨向于以微米、甚至是納米級小顆粒物存在于煙氣中，而活性炭對小顆粒物質如堿金屬的吸附性相對較差，無法顯著降低堿金屬含量，煙氣中堿金屬含量高達40%，因此，燒結機脫硝催化劑的選擇，要充分考慮抗堿中毒性和抗堵塞性地影響。

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