1.1 碱（土）金属中毒机理
1.1.1 碱金属（K、Na）
对于SCR脱硝催化剂而言，K和Na是最具破坏性的一类化学物质。它们以氯盐或氧化物形式存在，对催化剂造成化学和物理损伤。KCl通过形成V-O-K键，使得Brønsted酸位点减少，影响NH3吸附活性，同时也可能导致催化剂烧结，从而降低其活性。
K2O作为一种强碱，其毒害作用更为严重。当其与SCR催化剂表面的Brønsted酸位点发生反应生成V-OK时，会削弱该位置的酸性，从而降低吸附NH3能力和整个SCR反应过程中的活性。
图1 SCR脱硝催化剂对碱金属K+的中毒机制
Na同样能够引起物理和化学型的中毒。物理类型主要表现为颗粒沉积和孔道堵塞，而化学型则是由于Na与Brønsted酸位上的V-OH反应产生V-ONa，从而改变了金属氧化物的环境条件，影响其催化性能。
1.1.2 碱土金属（Ca、Mg）
CaO作为一种高碱性的物质，与SCR基底TiO2上的Lewis酸或Brønsted酸位进行反应，使得这些活性位失去原有的功能。这一固体-固体反应虽然速度较慢，但在长期运行下仍然会显著降低催化器效率。此外，CaO还能与烟气中的SO3生成致密CaSO4层，这种板结严重阻挡了气流通道，加剧了耐磨问题。
2 不同行业脱硫系统中的SCR脱硝应用
水泥窑烟气特征：
高温区域(310~450℃)含有大量灰分(60~120 g/Nm³)及高含量的CaO,这将导致：
物理钝化以及化学钝化，以物理钝化为主;
催 化器微孔被堵塞;
催 化器磨损加速;
水分协同作用加剧;
钢铁厂烧结机烟气特征：
静电除尘后的烟温度在120℃~150℃范围内，没有经过脱硫直接进行热处理至230-300℃后再进行脱硫。湿法/半干法/活性炭法等三种工艺都属于碱法。在静电除尘后的飞灰主要成分如表所示：
表4 某钢铁厂烧结机飞灰主要成分
这些数据显示出尽管已经过静电除尘，但水含量10%左右、粉尘浓度100~200mg/Nm³、高挥发性的碱金属含量（特别是41.27% 的 K₂O），这些都增加了对 SCR 脱硫设备长期使用下的腐蚀风险，并且可能导致由以下途径引起失效：
4个途径:
(a) 飞灰中高浓度K₂O 和 Na₂O 与脉冲式燃烧炉前端部件相结合，对设备造成机械损伤。
(b) 高温下随着时间增加，有害组合物会逐渐累积并扩散到更深处。
(c) 燃料油喷射泵内部部分因长期暴露于此环境而开始出现腐蚀迹象。
(d) 在某些情况下，由于未能有效清洁污染源或者维护设备，因此短暂恢复可行。但持续操作还是不安全。
因此，在设计不同行业用途的SCR系统时，不仅要考虑到每个工业领域独特的情况，还需确保采取适当措施来防止或减轻上述问题，如预先除尘处理、选择耐磨材料，以及优选具有良好抗堵塞性能和抗烂组织能力的材料等，以提高整个系统的稳定性和经济效益。
图2 平板式铜网结构图
图3 蜂窝式铜网结构图
综上所述，无论是在水泥窑还是钢铁厂，一旦没有妥善处理这一系列问题，都将给予未来生产带来巨大的挑战。而对于如何避免这些潜在的问题，我们需要从多方面入手，比如采用先进技术改进现有设备，或许还需要研究新的材料以构建更加坚韧耐用的装置，最终实现一个既环保又经济实惠的人文景观开发模式。
