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由于具有脱硝效率高、工艺成熟、无二次污染等优点,选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction,SCR)已成为燃煤电厂使用率最高的烟气脱硝技术。催化剂是SCR烟气脱硝工艺的技术核心,其性能的优劣直接影响反应的脱硝效率。燃煤电厂目前普遍使用的是V205-W03/TiO2体系的商业SCR催化剂。商业SCR催化剂不但成本高,而且寿命有限。催化剂的活性会随着运行时间的延长逐渐下降,通常使用寿命仅为3～5年。更为重要的是,失活后的催化剂属于危险固体废弃物,需要严格处置,避免造成环境污染。因此,无论从经济或环境角度考虑,都有必要对燃煤电厂SCR催化剂的失活和再生问题进行深入研究,提高技术的经济性,减少危险固废的产生。本文主要针对燃煤电厂商业SCR烟气脱硝催化剂进行失活原因分析并探究了高温水汽对其性能的影响。论文以中国浙江某燃煤电厂1000MW机组所用新鲜和运行40000h的商业SCR烟气脱硝催化剂为主要研究对象,通过活性评价和SEM、Py-IR、BET、ICP-AES、XPS、TGA等一系列表征手段综合分析该燃煤电厂运行40000h的SCR脱硝催化剂的失活程度以及失活原因。研究显示,SCR催化剂的失活是由多种因素共同导致:(1)As、K、S和Fe元素中毒,其元素含量较新鲜催化剂分别增加了 99.8%、199.3%、233.3%和318.0%;(2)催化剂表面和孔道的积灰堵塞、硫酸盐物质的沉积以及长时间高温反应造成催化剂表面颗粒物的团聚和烧结,导致失活催化剂的比表面积与新鲜催化剂相比下降了 20.3%;(3)催化剂活性组分V的价态变化,n(V4+)/n(V5+)的比值由6.46下降至1.35,以及Lewis酸位点的含量下降了 34.2%。通过自制高温水汽模拟实验装置,探究高温水汽对燃煤电厂1000MW机组新鲜和运行40000h的失活催化剂的性能影响,重点考察了不同水汽体积分数(0～20%)以及不同水汽体积分数(0%、10%、15%和20%)累计作用于失活催化剂对其脱硝性能的影响。运用SEM、BET、ICP-AES、Py-IR、XPS等表征手段对催化剂进行结构表征,结合DFT计算,探究了水汽对催化剂的微观作用机制。并且通过分析水汽对660MW机组新鲜和运行30000h的失活SCR催化剂的影响进一步验证相关结论。结果表明:(1)一定体积分数的高温水汽对失活SCR烟气脱硝催化剂有显著再生作用,10～20%高温水汽作用15h后,脱硝效率可以提高25～30%;(2)高温水汽作用可有效去除失活催化剂表面沉积的Fe、Na、S元素及其化合物、以及覆盖或堵塞孔道的Si02颗粒和硫酸盐类物质,减少Ti02的团聚,恢复催化剂的比表面积并改善其孔道结构;(3)高温水汽作用还可改善活性组分V的价态特征,提高n(V4+)/n(V5+)的比值,提高催化剂表面的Lewis酸位点的比例,恢复失活催化剂的脱硝性能。