摘要：脱硝催化剂活性变化是影响燃煤电厂NOx去除效率的关键因素。为实现稳定 NOx超低排放目标，燃煤电厂增加喷氨量，改变了催化剂运行工况条件，可能会缩短其使用寿命。目前燃煤电厂催化剂活性研究主要集中在超低排放改造前，而超低排放改造后，催化剂失活的影响因素及其机制鲜有报道。以超低排放改造情景下不同运行时间( 分别约 25200 h、29520 h 和 33480 h) 的脱硝催化剂为研究对象，使用多种表征方法系统研究了催化剂表征和活性的变化，探讨了超低排放改造情景下催化剂失活的因素及机制。结果表明: 催化剂的活性和主要组分含量( TiO2、W 和 V) 随运行时间的延长而降低，最低活性仅为 0.56，显著低于新催化剂; 同时催化剂中有毒元素 S、K、Na和 As 等含量显著增加。相对于新催化剂，运行后的催化剂表面颗粒聚集，比表面积及表面 V4+占比和化学吸附氧浓度下降。燃煤电厂超低排放改造后，过量氨逸出，会加剧硫酸盐在催化剂表面的形成和沉积，相比较超低排放改造前，可能导致催化剂失活加快。总体上催化剂表面 K、Na、As 沉积、硫酸盐的形成和沉积、V 价态改变和化学吸附氧含量降低等，是超低排放改造后催化剂失活的主要因素和机制。
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关键词：脱硝催化剂; 超低排放改造; 催化剂失活; 硫酸氢铵光化学烟雾、雾霾和酸雨等环境问题严重影响
人体健康，燃煤电厂排放的 NOx被认为是引起这一系列环境问题的主要原因。为了控制 NOx的排放，选择性催化还原脱硝技术( SCＲ) 已广泛用于燃煤电厂，并被证明是一种有效的 NOx去除技术，其中具有蜂窝结构的 V2O5-WO3/ TiO2催化剂，因其高活性和高 SO2抗性，是 SCR催化剂中使用最广泛的一种。
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目前，节能减排“十二五”规划要求火电行业节能减排重点转向“脱硝”领域。截止 2015 年末，全国火电机组安装脱硝设施为 8.3 亿 kW，火电行业 NOx排放量得到了明显的控制。SCR脱硝催化剂是系统中的核心部件，但是由于在运行过程中暴露于高浓度 SO2以及富含碱金属和重金属的烟气中，催化剂的脱硝活性逐渐降低。研究表明: 硫酸氢和硫酸铵在催化剂表面的形成与沉积、持续的高温条件导致 V2O5-WO3/ TiO2催化剂中锐钛矿TiO2向金红石相的转变、碱金属吸附在催化剂的活性位点上、有毒元素的吸附及其毒害作用以及钒的含量与价态的变化，是导致SCR催化剂失活的主要因素。
然而，上述对催化剂的研究主要集中在超低排放改造前。2015 年以来，政府提出了燃煤发电机组的超低排放改造工作方案，要求 NOx排放限值为 50 mg /m3。部分燃煤电厂完成了超低排放改造，NOx排放浓度甚至低于 20 mg /m3。2016年- 2018 年，为满足 NOx排放要求，安徽省的燃煤电厂进行了超低排放改造。但是由于煤电烟气协同治理技术应用时间较短，设备调试、运维和管理经验不足，燃煤电厂完成超低排放改造后，在实际的运行中存在脱硝出口中 NOx分布不均匀，氨逃逸过多等问题，严重影响 NOx排放浓度的控制和超低排放环保电价的获取。为实现稳定 NOx超低排放目标，燃煤电厂喷氨量增加，氨逃逸问题突出，SCR催化剂运行工况条件出现较大改变，可能会缩短其使用寿命，且导致 SCR催化剂失活的主要因素可能在超低改造前后有所不同，但目前这方面鲜有研究。因此，研究燃煤电厂 SCR催化剂超低排放改造情景下的失活因素与机制具有重要意义。
