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火电厂SCR脱硝工艺的运行问题,及催化剂失活的解决方案
2024-04-29|康菲尔检测科技|248次浏览
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     目前火电机组脱硝装置一般都采用钒钛系催化剂,该催化剂以 TiO2 为 载体, V2O5、 WO3等金属氧化物作为主催化剂和助催化剂,这些成分占总量的99%以上,其余的微量组分,应根据锅炉燃用煤的品质添加,以使催化剂具有较高的稳定性和脱硝效率。现在燃煤锅炉所使用的催化剂都是中高温催化剂,因为该类型催化剂的最佳反应温度在350℃左右,所以要求反应器入口的烟温达到300℃~420℃。
    为了满足脱硝反应对温度的要求,通常将SCR脱硝反应器布置于锅炉省煤器和空气预热器之间,但该区域烟气含尘量大,粉尘和其它组分对催化剂的性能将产生不良的影响:

1.烧结

 烟温长时间在450℃以上时可引起催化剂烧结,导致催化剂中TiO2 的晶形发生变化,颗粒增大、比表面积减小,导致活性降低。实际运行时,应设置高温报警保护装置;在生产工艺中加入WO3也可最大限度地减少催化剂的烧结。

2.飞灰磨损

由飞灰撞击催化剂的表面形成。冲蚀强度与气流速度、飞灰特性、撞击角度及催化剂本身特性有关。为了有效防范飞灰冲蚀磨损,
一是需在催化剂的烟气入口端进行顶端硬化处理
二是利用流体动力学流动模型优化气流分布
三是在垂直催化剂床层安装气流调节装置等方法来解决

3.飞灰物理堵塞

由于氨盐及飞灰小颗粒沉积在催化剂小孔中,阻碍NOx、NH3以及O2到达催化剂的活性表面,导致催化剂钝化。为了防止飞灰堵塞,除选择适当尺寸的孔径或节距的催化剂以使得烟气中的灰尘通过外,还应对每层催化剂进行定期吹灰以清理除掉沉积的灰尘颗粒,同时在SCR入口设置灰斗并对灰斗处的烟道进行合理地设置,进行预除灰,避免灰尘对催化剂的影响。

 4.重金属(如As、Pt、Pb等)中毒

由于烟气中的氧化砷(As2O3)扩散进入催化剂,并在催化剂的毛细孔中发生毛细凝结,或者与催化剂的活性位发生反应从而引起催化剂活性降低。
因此,在催化剂地制备过程中,应采用控制催化剂孔分布的方法,使催化剂内孔分布均匀,以控制毛细孔分布数量来减少“毛细冷凝”现象。
另外,可在催化剂中加入MoO3,通过MoO3与气相As2O3地反应来减少As2O3中毒

 5.碱金属(Na、K等)中毒

SCR法催化剂的失活及处理

物理失活 :物理失活可能由高温烧结、磨损、固体颗粒堵塞等引起。解决方案包括控制运行温度以避免长时间高温运行,优化设计以减少烧结现象,进行顶端硬化处理以提高耐磨损能力,以及优化气流分布以减少飞灰对催化剂的冲蚀。

化学失活 :化学失活主要由碱金属、碱土金属和重金属等杂质中毒引起。解决方案包括增加设计余量以减缓中毒速度,添加助剂如MoO3等以减少中毒,控制煤质以减少烟气中重金属的含量,以及改良催化剂的组成和结构以提高抗中毒性能。

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