Momenteel wordt selectieve katalytische reductie (SCR) op grote schaal toegepast in kolencentrales en andere industriële processen om de uitstoot van stikstofoxiden te verminderen. Katalysatoren vormen de kern van SCR-systemen, en we gebruiken meestal cellulaire katalysatoren, die stikstofoxiden (NOx) efficiënt kunnen omzetten in stikstof (N₂) en water (H₂O) bij een bepaalde temperatuur en katalyse. Na verloop van tijd kunnen SCR-katalysatoren hun activiteit verliezen, een fenomeen dat bekend staat als katalysatordeactivering. Er zijn echter vele oorzaken voor katalysatordeactivering, die hoofdzakelijk kunnen worden onderverdeeld in fysische en chemische oorzaken.
1. Chemische inactivatie
Chemische inactivatie houdt vaak een verandering in van de chemische eigenschappen van het katalysatoroppervlak. Zware metalen, alkalimetalen en andere schadelijke stoffen in de rookgassen, evenals andere corrosieve gassen, zorgen ervoor dat de katalysator chemisch reageert. Dit resulteert in het afdekken van de actieve delen van de katalysator of een verandering van de chemische eigenschappen ervan. Zo reageren de alkalimetalen kalium en natrium, nadat ze zich op het katalysatoroppervlak hebben afgezet, met de actieve bestanddelen in de katalysator en vormen ze verbindingen die moeilijk te verwijderen zijn. Hierdoor wordt de normale reactie van NOx en NH3 op het katalysatoroppervlak belemmerd, wat leidt tot de deactivering van de katalysator.
2. Fysieke inactivatie
Fysieke inactivatie houdt vaak verband met veranderingen in de fysieke structuur van de katalysator. In SCR-systemen wordt de katalysator gedurende lange tijd blootgesteld aan hoge temperaturen of rookgassen die stof bevatten, wat fysieke veranderingen in de katalysator teweegbrengt. Stof in de rookgassen kan bijvoorbeeld de poriën van de katalysator blokkeren, waardoor het oppervlak dat het gas door de katalysator kan laten stromen kleiner wordt en de denitrificatie-efficiëntie afneemt. In een omgeving met hoge temperaturen kan dit ook leiden tot sintering van het katalysatormateriaal, wat veranderingen in de microstructuur van de katalysator veroorzaakt en de activiteit ervan beïnvloedt.
Naast fysieke en chemische oorzaken kan ook onjuiste bediening leiden tot deactivering van de katalysator. Onjuiste temperatuurregeling van het SCR-systeem kan ertoe leiden dat de katalysator aan te hoge temperaturen wordt blootgesteld, waardoor het sinteren en de deactivering van de katalysator wordt versneld.
Om de levensduur van de katalysator effectief te verlengen en de efficiënte werking van het SCR-denitratiesysteem te behouden, is regelmatige controle en onderhoud van de katalysator noodzakelijk. Zodra de activiteit van de katalysator afneemt, moeten tijdig regeneratiemaatregelen worden genomen om verstoppingen of sedimenten op het katalysatoroppervlak te verwijderen met behulp van fysische of chemische methoden. Het optimaliseren van de bedrijfsomstandigheden, zodat het SCR-denitratiesysteem op een vooraf bepaalde temperatuur en met de juiste hoeveelheid geïnjecteerde ammoniak werkt, is eveneens een belangrijke maatregel om katalysatordeactivering te voorkomen. Dit vertraagt de reactiesnelheid van de katalysator, verlaagt de bedrijfskosten en vermindert de milieubelasting.
Geplaatst op: 6 mei 2024