前面，我們對脫硝催化劑的堿中毒和抗堵性進(jìn)行了梳理，介紹了水泥窯、鋼鐵廠燒結(jié)機脫硝催化劑堿金屬中毒風(fēng)險，今天介紹焦化廠、氧化鋁熟料窯和生物質(zhì)直燃發(fā)電鍋爐脫硝情況。

焦化廠脫硝

焦?fàn)t煙氣脫硝溫度一般是１８０～２８０℃，焦?fàn)t煙氣脫硝設(shè)置一般是布置于脫硫除塵裝置之后，目前的主流工藝是“ＳＤＡ半干法脫硫＋低溫ＳＣＲ脫硝”和“ＳＤＳ干法脫硫＋低溫ＳＣＲ脫硝”。

煙塵中水含量為１２～２０％，ＳＯ２濃度高達(dá)３０～５００ｍｇ／Ｎｍ３，粉塵濃度為２０～５０ｍｇ／Ｎｍ３。在經(jīng)過ＳＤＳ或ＳＤＡ脫硫后的煙氣ＳＯ２濃度降至３０～５０ｍｇ／Ｎｍ３，粉塵濃度為５－１５ｍｇ／ｍ３。在ＳＤＳ脫硫中采用的是碳酸氫鈉作為脫酸剤；在ＳＤＡ脫硫過程中采用的是鈉基脫硫劑。這些脫硫劑的使用將堿金屬鹽帶入到焦?fàn)t煙氣中，煙塵主要以Ｎａ２ＳＯ３和Ｎａ２ＳＯ４為主，即使堿含量只有５－１５ｍｇ／ｍ３，由堿金屬引起的脫硝催化劑化學(xué)中毒風(fēng)險和堿灰粘附和板結(jié)到催化劑上風(fēng)險依然存在。主要是通過以下４種途徑導(dǎo)致催化劑的失活：

１）堿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）堿金屬與催化劑表面Ｖ、Ｗ或Ｍｏ的活性Ｂｒ?ｎｓｔｅｄ酸位生成Ｖ（Ｗ、Ｍｏ）－Ｏ－Ｎａ／Ｋ，削弱催化劑表面Ｂｒ?ｎｓｔｅｄ酸位的酸性，造成催化劑化學(xué)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(yīng)生成硫銨。生成的硫銨會累積于催化劑表面，影響催化劑活性。

４）煙氣中的水分對堿（土）金屬板結(jié)和糊堵產(chǎn)生協(xié)同作用，導(dǎo)致堿中毒堵塞現(xiàn)象更加迅速。

因此，焦化廠脫硝盡管經(jīng)過半干法（ＳＤＡ）或者干法（ＳＤＳ）脫硫后，煙氣條件已經(jīng)得到較大程度的改善，但是因為鈉鹽脫硫劑的引入，導(dǎo)致煙氣中的堿含量依然可達(dá)５－１５ｍｇ／ｍ３。焦化廠脫硝催化劑的選擇，依然要充分考慮抗堿中毒性和抗堵塞性地影響。

氧化鋁熟料窯脫硝

氧化鋁熟料窯采用低溫ＳＣＲ脫硝工藝，ＳＣＲ反應(yīng)器布置在布袋除塵或電除塵之后。

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?。恚纾危恚?，粉塵濃度為１０～１００ｍｇ／Ｎｍ３。

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

主要是通過以下４種途徑導(dǎo)致催化劑的失活：

１）飛灰中Ｆｅ２（ＳＯ４）３、Ｋ２ＳＯ４、ＣａＳＯ４等有很強的吸濕性，當(dāng)系統(tǒng)因啟停、狀態(tài)波動、操作不當(dāng)?shù)仍蛟诘蜏毓r下運行時，Ｆｅ２（ＳＯ４）３、Ｋ２ＳＯ４、ＣａＳＯ４等易吸潮而粘結(jié)成塊。導(dǎo)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(dǎo)致活性酸位點數(shù)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(yīng)生成硫銨。生成的硫銨會累積于催化劑表面，影響催化劑活性。

４）煙氣中的水分對堿（土）金屬板結(jié)和糊堵產(chǎn)生協(xié)同作用，導(dǎo)致堿中毒堵塞現(xiàn)象更加迅速。

因此，氧化鋁熟料窯脫硝催化劑的選擇，要充分考慮抗堿中毒性和抗堵塞性地影響。

生物質(zhì)直燃發(fā)電鍋爐脫硝

為了避免堿金屬對催化劑的影響，生物質(zhì)鍋爐脫硝工藝路線常采用除塵脫硫后脫硝；除塵脫硫后的煙氣，通過ＧＧＨ、熱風(fēng)爐或蒸汽加熱器等方式將煙氣溫度升高，再采用常規(guī)ＳＣＲ催化劑進(jìn)行脫硝，這種方法，投資及運行成本都非常高。若在生物質(zhì)鍋爐煙氣除塵前采用ＳＣＲ脫硝技術(shù)，即將燃煤鍋爐的ＳＣＲ煙氣脫硝技術(shù)直接應(yīng)用于生物質(zhì)鍋爐，采用抗堿金屬脫硝催化劑可在生物質(zhì)爐排爐的３００～４２０℃的溫區(qū)的煙氣中直接進(jìn)行脫硝，然后再把脫硝后的煙氣返回到鍋爐中，再進(jìn)行余熱回收利用。這種脫硝方式可有效降低生物質(zhì)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(dá)３０ｇ／Ｎｍ３，這樣的高堿和高灰將會使得催化劑存在如下問題：

１）生物質(zhì)燃料本身含有Ｋ、Ｎａ、Ｃａ等堿性物質(zhì)，燃燒后形成飛灰進(jìn)入ＳＣＲ系統(tǒng)，吸附在ＳＣＲ催化劑表面或堵塞催化劑孔道，并且與催化劑表面活性成分發(fā)生反應(yīng)，造成催化劑化學(xué)中毒。

２）生物質(zhì)鍋爐的高灰量，導(dǎo)致催化劑存在堵灰的風(fēng)險。

因此，生物質(zhì)脫硝催化劑的選擇要充分考慮催化劑的抗堿中毒性和抗堵性，需要采用抗堵灰性能較好的平板式催化劑進(jìn)行脫硝，并且充分考慮催化劑的設(shè)置間距，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(yè)大氣污染排放的重視度提升，在電力行業(yè)脫硝市場接近飽和的背景下，非電行業(yè)脫硝成為大氣治理的一個主戰(zhàn)場。每個非電行業(yè)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(guān)注解決。