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浅谈SCR脱硝催化剂检测

时间:2018-04-15 00:10 来源: 作者: 点击:

节能环保网讯:1.前言

选择性催化还原技术(SCR)是以NH3为还原剂,在V2O5/TiO2催化剂表面与NOx发生反应,生成氮气和水的过程。由于该技术具有高脱硝率、装置简单、运行可靠、易于维护等优点,成为全球范围内应用最为广泛的烟气脱硝技术[1-8]。统计数据显示,我国90%以上燃煤机组氮氧化物的减排均采用SCR技术,脱硝催化剂的装填量已接近80万立方米。随着SCR脱硝装置的运行,从2016年开始,每年将有10-30万立方米的脱硝催化剂需进行再生或处置。对于新装催化剂或再生催化剂如何检测其性能优劣,运行中的催化剂可否继续使用,成为当前脱硝行业亟待解决的关键性问题。

目前,国内外脱硝催化剂的检测多以VGB准则[9]为参考。该准则以单条完整的催化剂单元体作检测对象,考察其在机组运行条件下,氨氮摩尔比为1.00时催化剂的活性、SO2/SO3转化率、压差等参数。然而,在实际操作中却存在以脱硝率作为考核催化剂性能的指标、将多条催化剂串联检测,氨氮摩尔比不以1.00为标准等问题。本文针对上述两点疑问作简要论述,意在抛砖引玉,同各位专家共同探讨。

2.活性与脱硝率的关联

将脱硝率作为考核催化剂是否满足火电机组脱硝要求的指标并没错,但将其列为对催化剂性能的考核有待商榷。火电机组的脱硝装置常以2+1的模式装填催化剂,我们可以通过串联的方式考核催化剂是否满足脱硝要求,但我们无法判断催化剂的衰减率,无法预估催化剂的是用寿命。同时,在检测过程中受检测条件的影响(一般是烟气量),脱硝率的数值会发生变化,而并非是一个定值。一般认为:催化剂活性是反应系统传质和反应速率的综合特征值,其数值取决于催化剂的材料组分、物理结构、流场条件等。对于一条制造完成的催化剂,其材料组成、物理结构已经无法改变,如果保持流场条件不变其活性值固定不变,活性值的高低代表了催化剂的实际脱硝性能,这也是VGB准则将活性列为催化剂性能考核指标的原因。因此,考核催化剂性能的指标应该是活性而不是脱硝率。

3.考察对象

虽然催化剂单元体在SCR反应器中以串联的方式排布,但在检测中确不应以串联的方式进行检测。原因在于:以串联的形式对催化剂进行检测可以考核的是脱硝率是否满足,不能考核的是单层催化剂的脱硝能力;无法判断每层催化剂的具体使用情况,可否继续使用和剩余使用时间。VGB检测准则将单根完整的催化剂单元体作为考察对象,对每一层催化剂进行考核,通过模型对整套系统的脱硝能力进行计算。

4.氨氮比的影响

理论上氨氮摩尔比为1时,才能将烟气中的NOx完全去除,催化剂的性能得到最大的发挥。然而,实际工况下一般氨氮摩尔比多为0.80-0.88之间,原因在于氨氮摩尔比为1时不能达到氨逃逸率小于3ppm或更低的目标要求的。当电厂要求脱硝效率达到85%的时候,那么电厂会选择尽可能低的氨氮摩尔比来控制氨逃逸,只要该氨氮摩尔比高于0.85以抵消其他副反应及其他混合不均匀等影响。检测数据表明:随着氨氮摩尔比的增加脱硝效率在增加,直至氨氮摩尔比为1及超过1,脱硝效率趋于稳定,不再增加。因此,只有氨氮摩尔比为1时才能获得催化剂活性的绝对值。

5.结论

综上所述,对脱硝催化剂性能的考核,应该以检测活性为主,将单根完整的催化剂单元体作为检测对象,检测条件应该以催化剂实际运行工矿为参考,在氨氮摩尔比为1.00的条件下完成。

原标题:浅谈SCR脱硝催化剂检测

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