火电厂锅炉烟气SCR脱消催化剂选型、检验及运行中应注意的问题.docVIP

火电厂锅炉烟气SCR脱硝催化剂选型、检验及运行中应注意的问题 一、催化剂选型问题探讨 脱硝反应器一般都是采用高灰布置形式。脱硝反应器采用高灰布置形式，催化剂布置在反应器中。 在高灰布置形式中，催化剂位于省煤器和空预器之间，该区域的温度区间与SCR催化剂的活性温度范围相一致，但是由于催化剂长期处于高粉尘浓度的烟气中，会造成催化剂中毒、磨损、堵塞等问题；过高的温度还可能造成催化剂的烧结，使得催化剂寿命缩短；为了便于烟气中粉尘的通过和减小对催化剂的磨损，需要采用整体式宽通道（如大于7mm）、大壁厚（0.7mm）的催化剂，气流自上而下（燃煤电厂）垂直通过催化剂层；此外对催化剂的机械性能和SO2氧化率也有严格的要求，使用寿命需要达到24000运行小时数（即三年）以上或16000运行小时数（即两年以上），所以燃煤电厂对SCR脱硝催化剂的要求较高。 世界各国对SCR催化剂进行了大量的研究，日本在70年代成功开发了V2O5/TiO2基催化剂，并开始在电厂得到商业应用，该类型催化剂不仅价格相对较低，而且脱硝效率高、选择性强、抗中毒能力强、稳定可靠，80年代起，欧洲引进日本技术，该类型催化剂在欧洲得到迅速普及，目前在日本、欧洲、美国、亚洲等国家和地区都有大规模的应用。 虽然V2O5/TiO2基催化剂也存在一些缺陷和不足（如V2O5对SO2的氧化有催化活性，会将SO2氧化为SO3（反应1-1），与逃逸的NH3、烟气中的水蒸气等反应生成硫酸氢铵（反应1-2），生成的硫酸氢铵的粘性大，会在受热面沉积，造成下游设备和管道的堵塞和腐蚀，所以脱硝过程SO2的转化率需要控制在1%以下； SCR反应温度需控制在300℃以上，以防止硫酸铵盐在催化剂上沉积，造成催化剂微孔堵塞，活性下降），但是由于该类型催化剂反应温度适中，反应温度窗口宽（300～450℃），脱硝率高（大于90%）、运行选择性好、抗中毒能力强、稳定可靠，V2O5/TiO2基催化剂是世界SCR脱硝领域主流的催化剂类型，目前各大SCR脱硝催化剂厂商正在对催化剂进行改进，以降低V2O5/TiO2催化剂的SO2氧化性、减少催化剂的体积、提高催化剂的耐磨损性和机械强度。 （1-1） （1-2） 由于V2O5/TiO2基催化剂的SCR反应的活性温度范围在300～420℃，与燃煤电厂中省煤器和空预器之间的温度相一致，所以目前的SCR脱硝催化反应器大多采用高灰布置，但是由于催化剂长期处于高粉尘浓度的烟气中，会带来催化剂中毒、磨损、堵塞等问题；过高的温度还可能造成催化剂的烧结，使催化剂寿命缩短；为了便于烟气中粉尘的通过和减小粉尘对催化剂的磨损，采用整体式宽通道（如大于6mm）、大壁厚（0.7mm）的催化剂，气流自上而下垂直通过催化剂层；此外对催化剂的机械强度和SO2氧化率也有严格的要求，使用寿命需要达到24000运行小时数（即三年）以上，对机械寿命也有很高的要求，所以燃煤电厂对SCR脱硝催化剂的要求较高。 目前商业催化剂大多是V2O5-WO3(MoO3)/TiO2基催化剂，为了增加催化剂的机械强度，在催化剂基体材料中还添加了玻璃纤维和酸性白土等作为结构助剂。由于催化剂布置在省煤器和空预器之间的高灰区域，采用的结构形式多为蜂窝状、板状或波纹板状等成型性整体式SCR催化剂。整体式催化剂的平行通道有利于飞灰的通过，具有开口面积大，压降小，不易堵塞等优点。由于烟气中具有较高的飞灰含量，会造成催化剂的磨损和中毒，所以整体式催化剂除了对活性、选择性有一定要求外，对机械强度、耐磨性和抗中毒性能有一定的要求。 在三种整体式催化剂中，板式催化剂的开口面积最大，最有利于飞灰通过，此外板式催化剂采用金属筛板作为担体，机械强度好，特别适用燃煤高灰SCR脱硝场合；蜂窝状催化剂是以SCR催化剂粉体为基体，与成型助剂等通过混合、捏合、挤压成型、干燥、煅烧等过程得到，由于活性成分在其中均匀分布，即使催化剂表面有磨损，仍可保持较强的活性，所以蜂窝状催化剂在高灰和低灰情况均可应用，另外蜂窝状催化剂开孔率低于板式催化剂，在要求相同的脱硝率需要的蜂窝状催化剂体积较小；而波纹板式催化剂是以波纹状纤维活性活性物质比蜂窝少）参数小孔尺寸 小孔数量 节距 外径 内壁厚度 外壁厚度 几何表面积 开孔率 2 体密度横向向压弯曲磨损表面积 总的小孔容积 《XRF化学成分分析作业指导书》 8 使用性能 《催化剂使用性能（活性、脱硝效率、二氧化硫的转化率、压降）检测作业指导书》 五、采取防止催化剂中毒的有效措施 以下为影响催化剂活性的各种因素以及措施： 烟气成份影响 烟气成份中NOX、O2、SO2+SO3和H2O对催化剂活性的影响如下。 a) NOX 如NOx浓度在锅炉允许的正常范围内，催化剂活性与NOx浓度无关。当NOx浓度