1.中毒失活

催化剂中毒：烟气中的碱金属（如 Na、K）、碱土金属（如 Ca、Mg）及重金属（如 As、Pb）会附着在催化剂活性位点，使其失去反应能力。例如，As 会堵塞催化剂微孔，直接抑制活性中心。碱金属/碱土金属中毒：燃料中的钠（Na）、钾（K）、钙（Ca）等在高温下形成氧化物，覆盖催化剂活性位点，导致酸性下降。例如，碱金属会替换催化剂表面的V-OH氢键，占据酸性活性位点。 重金属中毒：砷（As）、铅（Pb）、汞（Hg）等与活性组分反应，生成稳定化合物，阻塞孔道并限制反应物扩散。硫/氯化合物沉积：SO₂、HCl与氨反应生成硫酸铵、氯化铵，沉积在催化剂表面或孔隙中，形成物理屏障。

2. 高温烧结与老化

长期暴露于450℃以上高温，催化剂载体（如TiO₂）晶型由锐钛型转变为金红石型，晶粒增大、孔容缩小，活性组分（V₂O₅）挥发损失，导致表面积减少。

3. 物理堵塞与磨损：

催化剂积灰堵塞：烟气中的飞灰在催化剂表面或微孔内堆积，阻碍反应物（NOx、NH3）与活性位点接触，同时可能引发局部过热，加剧烧结。

催化剂磨损：高速烟气携带粉尘颗粒冲刷催化剂表面，导致其物理结构破损、活性组分流失。多见于催化剂入口端或烟气流速不均的区域。颗粒物堵塞：烟气中的飞灰、粉尘沉积在催化剂表面或孔隙中，形成积灰层。例如，燃煤电厂烟气中飞灰量较大，易在催化剂表面形成覆层。机械磨损：飞灰冲刷导致催化剂表面磨损，活性成分暴露减少，同时可能因热应力（高温膨胀收缩）产生裂纹或破损。

4. 反应条件失控

温度波动：最佳活性温度范围为300-400℃，温度过低（<200℃）反应速率减缓，温度过高（>400℃）导致烧结或副反应（如SO₂氧化为SO₃，生成硫酸氢铵堵塞孔道）。氨氮比失衡：氨气分布不均或过量注入（氨逃逸），未反应的氨与SO₃生成硫酸氢铵，沉积在催化剂表面。空速过高：单位时间内气体体积与催化剂装填体积比例过大，反应物停留时间短，反应不充分。

5. 化学副反应产物堆积

化学结构老化：长期处于氧化还原氛围中，催化剂活性组分（如 V2O5、WO3）的价态或晶体结构发生改变，导致催化反应能力自然衰减。氨与SO₂或其他成分反应生成铵盐（如NH₄HSO₄），沉积在催化剂微孔内，导致堵塞。催化剂表面硫酸盐沉积：燃烧含硫燃料时，SO₂与催化剂反应生成硫酸盐，逐渐堵塞微孔。

一. 化学成分分析

1. 工具：X射线荧光光谱仪（XRF）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP）。

2. 检测内容：活性组分（V₂O₅、WO₃、MoO₃）含量，中毒元素（As、Pb、Hg、Na、K）含量。

二.物理性能检测

1. 比表面积与孔结构：氮气吸附-脱附仪测定比表面积、压汞法分析孔径分布。比表面积下降或孔径缩小表明堵塞或烧结。

2. 机械强度：抗压强度测试（模拟反应器受压工况）、旋转磨损仪测试表面磨损率。机械强度不足可能导致运行中破碎堵塞。

3. 外观检查：观察催化剂表面积灰、结垢、磨损或变形情况。

三.催化活性测试

催化剂烧结：长期在高温（通常超过 400℃）环境下运行，催化剂载体颗粒会发生团聚，微孔结构被破坏，比表面积大幅减小，活性位点数量减少。

1. 实验室评价：在中试规模活性评价平台上，模拟实际烟气成分（NO、NH₃、O₂、H₂O），在300-400℃和特定空速下测定NOx去除率。

2. 温度梯度测试：在200-450℃范围内测定脱硝效率，确定最佳活性温度区间。

3. 转化效率指标：工业级催化剂要求转化率≥90%。

四.抗堵塞与耐久性测试

1. 含尘烟气运行测试：在含尘烟气中运行一定周期后，检测催化剂孔道堵塞率及压降变化。

2. 加速老化实验：高温煅烧（如600℃/24h）后检测比表面积、晶体结构变化（XRD分析），评估烧结风险。

3. 模拟中毒实验：喷洒KCl溶液模拟碱金属中毒，测定脱硝效率下降幅度。

五.在线监测与参数优化

1. 脱硝效率监测：在线监测脱硝系统出口NOx浓度，效率下降可能由堵孔或中毒引起。

2. 压力损失监测：测量系统压降，压降升高表明催化剂堵塞。

3. 气流分布检测：使用风速仪测量催化剂层气流速度，优化烟道设计或导流板。

4. 操作参数调整：控制反应温度（300-400℃）、氨氮比（0.9-1.05）、空速，减少对催化剂的负面影响。

· 预防措施：选用耐高温、抗中毒催化剂材料（如钒基催化剂添加WO₃、MoO₃助剂），控制燃料品质（低硫、低砷煤种），安装除尘器、脱硫装置等预处理设备。

· 再生处理：对失活催化剂进行酸洗或超声清洗，补充活性组分前驱体，测试活性恢复率。

· 定期维护：制定科学的催化剂管理策略，包括定期清灰、检查机械性能、优化喷氨策略及再生周期。