Actuellement, la technologie de réduction catalytique sélective (SCR) est largement utilisée dans les centrales thermiques au charbon et d'autres procédés industriels pour réduire les émissions d'oxydes d'azote. Les catalyseurs sont au cœur des systèmes SCR, et l'on utilise le plus souvent des catalyseurs cellulaires, capables de convertir efficacement les oxydes d'azote (NOx) en diazote (N₂) et en eau (H₂O) à une température et dans des conditions de catalyse données. Avec le temps, les catalyseurs SCR peuvent perdre de leur activité, un phénomène appelé désactivation catalytique. Or, les causes de cette désactivation sont multiples et se répartissent principalement en deux catégories : les causes physiques et les causes chimiques.
1. Inactivation chimique
L'inactivation chimique implique souvent une modification des propriétés chimiques de surface du catalyseur. Les métaux lourds, les métaux alcalins et autres substances nocives présentes dans les gaz de combustion, ainsi que d'autres gaz corrosifs, provoquent des réactions chimiques au niveau du catalyseur, entraînant l'encrassement de son site actif ou la modification de ses propriétés chimiques. Par exemple, le dépôt de potassium et de sodium sur la surface du catalyseur provoque une réaction avec les ingrédients actifs de celui-ci, formant des composés difficiles à éliminer. Ceci entrave la réaction normale des NOx et du NH3 à la surface du catalyseur et conduit à sa désactivation.
2. Inactivation physique
L'inactivation physique est souvent liée à la modification de la structure physique du catalyseur. Dans les systèmes SCR, le catalyseur est exposé pendant une période prolongée à des températures élevées ou à des gaz de combustion poussiéreux, ce qui induit des modifications physiques. Par exemple, les poussières présentes dans les gaz de combustion obstruent les pores du catalyseur, réduisant ainsi la surface de contact des gaz et, par conséquent, l'efficacité de la dénitrification. À haute température, il peut également en résulter un frittage des matériaux catalytiques, entraînant des modifications de la microstructure du catalyseur et affectant son activité.
Outre les raisons physiques et chimiques, un fonctionnement incorrect peut également entraîner la désactivation du catalyseur, et un contrôle inadéquat de la température du système SCR peut exposer le catalyseur à des températures excessives, accélérant ainsi son frittage et sa désactivation.
Afin de prolonger efficacement la durée de vie du catalyseur et de garantir le bon fonctionnement du système de dénitrification SCR, il est indispensable de procéder à une surveillance et à un entretien réguliers. Dès qu'une baisse d'activité est constatée, une régénération doit être entreprise sans délai pour éliminer les dépôts ou les sédiments présents à la surface du catalyseur, par des méthodes physiques ou chimiques. L'optimisation des conditions de fonctionnement, notamment le contrôle de la température et de la quantité d'ammoniac injectée, est également essentielle pour prévenir la désactivation du catalyseur. Un ralentissement efficace de la réaction du catalyseur permet de réduire les coûts d'exploitation et, par conséquent, la pollution environnementale.
Date de publication : 6 mai 2024