SCR催化剂的优化

催化剂的活性和使用寿命会对脱NO_x效率和脱硝费用产生影响，不同的催化剂，其活性、稳定性和使用寿命等也不相同。因此，在实际操作时，应充分关注催化剂物化性质和活性的变化，以保证脱硝系统经济并且高效运行。

SCR催化剂的选取是根据锅炉设计与燃用煤种、SCR反应塔的布置、SCR入口的烟气温度、烟气流速与NO_x浓度分布、设计脱硝效率、允许的氨逃逸量、允许的S0₂/S0₃转化率与催化剂使用寿命保证值等因素确定的。氧化钛基催化剂的基体成分为活性Ti0₇，同时添加增强活性的V₂0₅金属氧化物，在需要进一步增加活性时通常还要添加W0₃，此外，还需添加一些其他组分以提高抗断裂和抗磨损性能。根据烟气中S0₂的含量，氧化钛基催化剂中V₂0₅组分的含量通常为1%N5%，在燃用高硫煤时，为了控制S0₇向S0₃的转化率，V₂0₅的含量通常不超过2%。

Ti0₂具有较高的活性和抗S0₂的氧化性。V₂0₅是重要的活性成分，催化剂中的V₂0₅含量较高时其活性也高，脱硝效率也高，但V₂0₅含量较高时S0₇向S0₃的转化率也随之提高。而添加W0₃则有助于抑制SO₂的转化，这样可将SO₂的转化率控制在1%以下。

催化剂活性跟踪是在火电厂机组停运期间进行的。取不同层的催化剂单元须采用催化剂单元法获取或在机组不停运时，进行活性检测，并对催化剂进行化学成分的分析，以了解催化剂毒性的积累和催化剂活性下降的原因。同时采用脱硝潜力指标尸（P=K/AF，AV为烟气流速与催化剂表面积之比）绘制各层催化剂尸值和总尸值随系统运行时间变化趋势图，通过跟踪这些数据的变化，可对催化剂使用寿命作出一个合理的预测，并能更好地及时准备对催化剂进行更换或再生工作，以确保催化剂层总尸值在SCR系统正常运行时，达到所需最低尸值之上，从而使脱硝系统正常地运行。

SCR反应器中的催化剂在运行一段时间后其反应活性会降低，导致氨逃逸量增大。SCR催化剂活性降低主要是由于重金属元素如氧化砷引起的催化剂中毒、飞灰与硫酸铵盐在催化剂表面的沉积引起的催化剂堵塞、飞灰冲刷引起的催化剂磨蚀等三方面的原因。为了使催化剂得到充分合理利用，一般在SCR反应塔中布置2-4层催化剂。工程设计中，通常在反应塔底部或顶部预留1-2层的备用层空间。采用SCR反应器预留备用层方案可延长催化剂更换周期，一般可节省25%的更换量，但缺点是烟道阻力有所增大。SCR反应器一般初次安装2-3层催化剂，当催化剂运行2-3年后，其反应活性将降低到新催化剂的80%左右，氨逃逸也相应增大，这时需要在备用层空间添加一层新的催化剂。在运行6-7年后开始更换初次安装的第1层催化剂；运行约10年后才开始更换初次安装的第2层催化剂。更换下来的催化剂一般可进行再生处理、回收再利用或作为垃圾堆存填埋。