影响SCR脱硝效率的因素有哪些

1、催化剂性能

活性成分：催化剂的活性成分对脱硝效率影响显著。例如，以 TiO₂为载体，负载 V₂O₅ - WO₃或 V₂O₅ - MoO₃等活性成分的催化剂较为常见。V₂O₅的含量会影响反应活性，含量过高或过低都不利于脱硝反应。一般来说，V₂O₅的质量分数在 1% - 5% 之间时，能提供较好的催化活性。因为合适的 V₂O₅含量可以提供足够多的活性位点，促进氨气（NH₃/2、2、与氮氧化物（NOx）的反应。

载体特性：TiO₂载体的比表面积、孔结构等特性也很重要。较大的比表面积能够增加活性成分的分散度，为反应提供更多的接触面积。例如，纳米级 TiO₂载体可以提供更大的比表面积，使活性成分更好地分散，从而提高催化剂的活性，进而提升脱硝效率。

催化剂中毒：催化剂可能会因为烟气中的杂质而中毒。例如，砷（As）、碱金属（如钾、钠）等杂质会吸附在催化剂表面或者与活性成分发生化学反应，占据活性位点，从而降低催化剂的活性。以砷中毒为例，烟气中的砷氧化物会与催化剂表面的活性成分反应，使催化剂的活性降低，脱硝效率也随之下降。

3、催化剂老化：长时间使用或者在高温、高尘等恶劣工况下，催化剂会出现老化现象。例如，高温会使催化剂的晶体结构发生变化，导致活性成分的团聚，减少活性位点。一般情况下，随着催化剂使用时间的增加，其脱硝效率会逐渐降低。

4、反应温度

SCR 反应有合适的温度窗口。对于常见的以 V₂O₅ - WO₃/TiO₂为催化剂的体系，最佳反应温度一般在 300 - 400℃之间。当温度低于这个范围时，反应速率会明显变慢，因为低温下分子的运动速度减慢，反应物分子碰撞的概率降低，导致脱硝效率下降。而当温度过高时，例如超过 450℃，可能会使催化剂的活性成分烧结，减少活性位点，同时也会加速催化剂的老化，使脱硝效率降低。

5、反应物浓度和摩尔比

氨气浓度：氨气（NH₃）是还原剂。合适的氨气浓度是保证脱硝效率的关键因素之一。如果氨气供应不足，会导致 NOx 不能被充分还原，脱硝效率降低。但是氨气过量会导致氨气逃逸，不仅浪费还原剂，还可能造成二次污染。一般要求氨气与 NOx 的摩尔比接近化学计量比，通常在 0.8 - 1.2 之间。

氮氧化物浓度：入口烟气中 NOx 浓度的变化也会影响脱硝效率。当 NOx 浓度突然升高时，在氨气供应不变的情况下，脱硝效率可能会暂时下降，因为在单位时间内，可供反应的氨气量相对不足，无法将所有的 NOx 还原。

6、烟气特性

含尘量：烟气中的粉尘会对脱硝过程产生影响。高含尘量的烟气可能会堵塞催化剂的孔道，降低催化剂的有效表面积。例如，在燃煤电厂中，如果电除尘器或布袋除尘器的除尘效率不高，大量的飞灰进入 SCR 反应器，会覆盖在催化剂表面，阻碍反应物与催化剂的接触，从而降低脱硝效率。

7、硫含量：烟气中的二氧化硫（SO₂）会在一定条件下与氨气反应生成硫酸铵（(NH₄)₂SO₄）和硫酸氢铵（NH₄HSO₄）。这些铵盐会沉积在催化剂表面，堵塞催化剂的孔结构，使催化剂的活性降低。特别是硫酸氢铵，它在较低温度下是一种粘性物质，容易吸附在催化剂表面，影响反应物的扩散和反应的进行，进而降低脱硝效率。

8、混合均匀程度

氨气与烟气中的 NOx 需要充分混合。如果混合不均匀，部分 NOx 无法与足够的氨气接触，就不能被有效还原。在 SCR 系统中，喷氨格栅的设计和运行状况对混合均匀程度影响很大。良好的喷氨格栅能够将氨气均匀地喷入烟气中，使氨气和 NOx 在进入催化剂层之前充分混合，从而提高脱硝效率。