실제 작동 및 사용에서 탈질소 촉매의 표면은 종종 깨끗하게 유지되지만 내부 미세 기공은 때때로 막힙니다. 이 문제는 많은 회사에 문제를 일으키고 탈질소 시스템의 전반적인 효율성과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 그렇다면 정확히 무엇이 이러한 상황을 일으킬까요? 탈질소 촉매의 장기적이고 효율적인 작동을 보장하기 위해 이러한 문제를 어떻게 해결할 수 있을까요? 이 글에서는 이를 자세히 분석하고 먼지 입자 침투, 황산염 침전 및 비산재 축적의 관점에서 문제의 원인을 분석하며 막힘을 처리하기 위한 최적화 솔루션을 제안하여 회사가 촉매의 수명을 연장하고 탈질소 시스템의 효율성을 개선하는 데 도움을 줍니다.

 

탈질소 촉매의 미세기공 막힘의 7가지 원인

1. 먼지와 입자의 침투: 보이지 않는 숨겨진 위험 탈질소화 반응 동안 촉매의 외부 표면은 깨끗한 상태를 유지할 수 있지만 일부 작은 먼지와 입자는 표면을 침투하여 촉매 내부의 미세 다공성 구조로 들어갈 수 있습니다. 이러한 미세 입자는 크기가 작아 시간이 지남에 따라 제거하기 어렵습니다. 시간이 지남에 따라 미세 기공 내부에 점차 축적되어 촉매의 유효 표면적이 감소하여 탈질소화 반응의 효율성에 영향을 미칩니다. 표면에 비해 미세 기공 내부는 청소하기가 더 어렵기 때문에 이러한 유형의 막힘은 종종 감지하기 어렵고 잠재적인 숨겨진 위험이 됩니다.

 

2. 황산염 침전: 침묵의 살인자 유황이 포함된 연료를 사용하는 과정에서 연소로 생성된 이산화황(SO₂)은 촉매 내의 다른 물질과 반응하여 황산염을 형성합니다. 이러한 황산염은 종종 촉매의 미세 기공 깊숙이 침전되어 미세 기공이 점차 막힙니다. 공기 흐름의 스커링과 고온으로 인해 외부 표면은 일반적으로 침전되기 쉽지 않으므로 촉매는 여전히 손상되지 않은 것처럼 보일 수 있지만 미세 기공 내부는 황산염에 의해 천천히 침식되었습니다. 이러한 침묵의 막힘 과정은 촉매의 활동과 전반적인 탈질소 효과를 점차 감소시킵니다.

 

3. 플라이 애시 축적: 조용한 축적 산업 환경, 특히 석탄 화력 발전소에서 공기는 종종 많은 양의 플라이 애시와 초미립자를 운반합니다. 이러한 입자는 크기가 작기 때문에 촉매 표면의 기공을 쉽게 관통하여 미세 다공성 구조에 들어가 점차 침전될 수 있습니다. 이러한 현상은 즉시 문제를 나타내지 않지만 시간이 지남에 따라 미세 기공에 플라이 애시가 축적되어 촉매의 반응 면적이 점차 줄어들어 탈질 효율이 감소합니다. 이 시점에서 표면 청결도는 촉매 내부의 실제 상황을 반영하지 않아 문제를 감지하기가 더 어렵습니다.

 

4. 촉매 노화: 피할 수 없는 자연 법칙 촉매를 장기간 사용하면 미세 다공성 구조가 불가피하게 노화되고 기공 크기가 점차 줄어들며 내부 공간이 작아집니다. 이러한 노화 현상은 미세 기공에 입자가 축적되기 쉬울 뿐만 아니라 미세 기공 막힘이 증가합니다. 외부 표면에 뚜렷한 막힘이 없더라도 노화로 인한 내부 구조 변화는 촉매의 전반적인 성능에 영향을 미칩니다. 이를 위해서는 탈질소화 효율에 대한 노화 문제의 장기적인 영향을 피하기 위해 촉매 상태를 정기적으로 모니터링해야 합니다.

5. 불완전 반응 부산물의 축적: 예상치 못한 생성물 탈질소 반응에서 암모니아(NH₃)는 환원제인 질소산화물(NOx)과 반응하여 질소(N₂)와 수증기를 생성합니다. 그러나 특정 조건에서는 이 반응이 완료되지 않아 암모늄염(NH₄HSO₄)과 같은 부산물이 생성될 수 있습니다. 이러한 부산물은 촉매의 미세 기공에 쉽게 침전되어 기공 막힘을 일으키고 촉매의 활성에 영향을 미칩니다. 특히 반응 조건이 이상적이지 않은 경우 부산물의 축적이 더 심각해져 촉매의 성능에 더 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 이때 촉매의 외관은 크게 변하지 않을 수 있지만 내부 미세 기공은 부산물로 조용히 채워졌습니다.

 

6. 수증기와 온도 변동의 영향: 무시할 수 없는 환경적 요인 탈질소화 시스템 작동 중 수증기가 과도하거나 작동 온도가 자주 변동하면 수증기가 반응 가스와 결합하여 촉매의 미세 기공에 결정이나 기타 고체 물질을 형성할 수 있습니다. 이러한 결정이나 고체 물질은 쉽게 배출되지 않아 점차 미세 기공을 막아 촉매의 활성에 영향을 미칩니다. 특히 온도가 불안정한 환경에서는 수증기와 온도가 자주 바뀌면 막힘이 형성되기 쉽습니다. 외부 표면은 여전히 매끄럽지만 내부 미세 기공은 심각하게 영향을 받아 탈질소화 반응 효율이 크게 감소합니다.

 

7. 불균일한 세척 효과: 잠재적인 세척 사각지대 대부분의 탈질소화 시스템에는 먼지 입자가 쌓이는 것을 방지하기 위한 세척 장치가 장착되어 있습니다. 그러나 세척 시스템이 적절하게 설계되지 않았거나 세척 효과가 불균일하면 촉매 표면은 비교적 깨끗하게 유지되지만 내부 미세 기공의 먼지 축적은 완전히 제거되지 않습니다. 이러한 상황은 미세 기공 막힘 문제가 점차 심화되어 촉매의 전체 반응 효율에 영향을 미칩니다. 세척 효과의 균일성을 장기간 무시하면 촉매의 수명이 크게 단축됩니다.

 

미세기공 막힘 문제를 어떻게 해결하나요?
이제 미세기공 막힘의 주요 원인을 이해했으므로 이 문제를 효과적으로 어떻게 해결할 수 있을까요? 다음은 회사가 성과를 더 잘 유지할 수 있도록 돕는 몇 가지 제안입니다. 탈질소 촉매 일상 업무에서:

1. 정기적인 세척 및 유지관리 촉매를 정기적으로 세척 및 유지관리하고, 특히 내부 미세기공의 세척 효과에 주의하며, 세척 장치가 촉매의 모든 부분을 덮을 수 있는지 확인하고, 불완전한 국부 세척 문제를 피하십시오.

2. 반응 조건 모니터링 탈질소화 시스템의 작동 조건, 특히 온도와 수증기 함량을 실시간으로 모니터링하여 시스템이 최적의 조건에서 작동하고 부산물의 생성 및 침전을 줄이는지 확인합니다.

3. 연료 및 반응 조건 최적화 가능한 한 저유황 연료를 선택하여 황산염 침전을 줄입니다. 동시에 암모니아와 NOx의 반응 조건을 최적화하여 불완전한 반응으로 인한 부산물 문제를 방지합니다.

4. 촉매 재생 일정 기간 사용 후 막힌 촉매의 경우, 촉매의 미세 다공성 구조와 활동을 복구하고 사용 수명을 연장하기 위해 재생 기술을 통해 처리하는 것을 고려할 수 있습니다.

5. 촉매 상태를 정기적으로 점검합니다. 특수 테스트 장비를 사용하여 촉매 상태, 특히 미세 기공의 투과성을 정기적으로 점검합니다. 과학적 모니터링 방법을 통해 잠재적인 문제를 발견하고 적시에 해결하여 막힘이 시스템 성능에 영향을 미치지 않도록 할 수 있습니다.

 

결론
미세기공 막힘은 탈질소 촉매의 장기 사용에서 흔히 발생하는 문제입니다. 표면은 깨끗할 수 있지만 내부 막힘은 점차 형성되고 있습니다. 먼지, 비산재, 황산염 침전과 같은 요인의 영향을 이해하고 효과적인 세척, 모니터링 및 최적화 조치를 취함으로써 기업은 탈질소 촉매의 사용 효율을 크게 개선하고 시스템의 장기적 안정적인 작동을 보장할 수 있습니다. 스마트 관리 및 과학적 유지관리는 기업이 환경 보호의 길에서 꾸준히 나아갈 수 있도록 도울 것입니다.