燃煤电厂SCR脱硝催化剂磨损诊断及对策研究

为解决燃煤电厂SCR烟气脱硝系统运行中日益突出的催化剂磨损问题,对催化剂磨损机理、成因及危害进行分析,总结出应对催化剂磨损的诊断思路和策略,并以某300 MW机组蜂窝式SCR催化剂磨损治理为例,介绍具体的解决方法及步骤。首先对催化剂层磨损分布规律进行测量统计,在确定催化剂单元体机械强度合格的同时,确认蒸汽吹灰器未对催化剂造成吹损;之后通过CFD数值模拟方法对催化剂单孔道和反应器流场进行研究,发现该机组催化剂磨损原因在于催化剂首层局部区域烟气流速不均、入射角偏斜,随即进行了流场优化设计。优化方案实施后,消除了烟气速度场高速区,矫正了入射角角度,有效减轻了催化剂的磨损。     

燃煤电厂SCR脱硝催化剂磨损原因分析

针对燃煤机组煤粉在燃烧时生成的大量固体颗粒物随着高温烟气进入SCR反应器,造成催化剂磨损,甚至导致催化模块坍塌的问题,介绍导致SCR蜂窝催化剂磨损的相关因素,并提供解决催化剂磨损的思路。     

SCR烟气脱硝催化剂的化学动力学模拟研究

选择性催化还原(SCR)烟气脱硝是目前应用最为广泛的烟气脱硝技术之一。根据SCR脱硝机理,建立了催化剂的化学反应速率方程,采用计算流体力学(CFD)模拟软件Fluent,模拟了脱硝效率与氨氮摩尔比及停留时间的关系、氨逃逸率与氨氮摩尔比之间的关系。将模拟结果与一些已有的试验结果进行比较,证明CFD模拟能有效反映催化剂孔内的化学反应状况。     

降低燃煤机组SCR脱硝系统催化剂磨损的流场优化

针对国内某300MW燃煤机组SCR脱硝系统催化剂严重磨损失效问题,提出了利用圆盘静态混合器代替常规导流板的改造方案。采用工业性试验测试气固两相流场分布情况并依此确定边界条件,利用计算流体力学方法对SCR脱硝系统中烟气速度、烟尘速度、烟尘质量浓度分布等规律进行研究,最终将优化方案应用到脱硝改造工程中。研究结果表明：催化剂的磨损主要是由烟道中烟尘掺混不均及最接近催化剂的导流板安装不合理所致。竖直烟道中安装圆盘静态混合器可使气固两相均匀分布,在较低的压阻下解决SCR脱硝系统催化剂入口截面气固两相混合不均的问题,有效延长催化剂的使用寿命。     

燃煤电厂SCR脱硝技术催化剂的特性及进展

介绍了SCR烟气脱硝技术中催化剂的基本知识及常用的催化剂种类,阐述了燃煤电厂应用SCR技术中对催化剂的要求,并分析了影响催化剂钝化的主要因素,对比介绍了不同厂家催化剂的性能并总结了催化剂的发展动态。     

燃煤电站SCR脱硝催化剂更换策略研究

选择性催化还原（SCR）烟气脱硝装置在火电厂的应用越来越普及,所使用的催化剂价格昂贵,对催化剂进行有效管理意义重大.对SCR脱硝催化剂有效管理所涉及的主要内容进行研究,包括催化剂更换方式、安装次序和再生催化剂的使用等,根据现场实际,设计了几种催化剂的更换方式,并对其效益进行评估.研究结果表明,在保证脱硝装置脱硝效率和氨逃逸率达标的基础上,使用再生催化剂和采用新旧催化剂安装位置调整等方法较传统方法经济性要好,成本相对较低.     

蜂窝式脱硝催化剂在烟气中磨损行为的模拟研究

利用耐磨损性能模拟试验装置,在不同条件下对用于选择性催化还原法（SCR）脱硝的多种规格的蜂窝式脱硝催化剂进行了耐磨损性能的试验研究。结果表明,壁面磨损是导致蜂窝式催化剂耐磨损性能下降的主要原因,其磨损行为符合“马格努斯”效应的理论;采用多层布置的催化剂中,下层催化剂的磨损要比上层相对严重;在高浓度飞灰工况中,要科学慎重地进行催化剂选型,当飞灰质量浓度超过30 g/m³时,建议选用标准型、壁厚大于1.0 mm的催化剂。     

某600 MW机组SCR脱硝装置喷氨管道磨损数值模拟分析

电站锅炉飞灰不均匀磨损会大幅降低设备的使用寿命.针对某600 MW机组选择性催化还原脱硝装置喷氨管道不均匀磨损问题,利用计算流体力学数值模拟计算软件完成了脱硝装置的磨损分析.结果表明,数值计算得到的喷氨管道严重磨损区域与实际检修过程中发现的严重磨损区域相符,说明数值模拟分析可用于分析复杂烟气环境下的磨损问题.计算结果表...     

SCR脱硝催化剂寿命管理研究

催化剂是燃煤电站SCR脱硝系统的核心,其在运行过程中会缓慢失活,及时更换失活催化剂或者加装新催化剂是保证SCR脱硝系统高效经济运行的关键。以氨逃逸量为评判标准,基于SCR反应器的基础模型和催化剂失活模型,建立了符合脱硝工况实际的催化剂寿命管理模型。该模型以氨氮摩尔比小于1的真实工况为建模条件,综合考虑了反应器入口氨氮摩尔比以及反应器内部各层催化剂入口氨氮摩尔比变化,经与实际催化剂失活时间进行比较,证明所建模型准确,假设催化剂运行工况恰当。在此基础上,根据催化剂更换或者加装情况,给出12种可能的催化剂管理方案,并以催化剂使用寿命为评价标准,从中获得了最优方案。     

SCR 脱硝催化剂再生技术试验研究

对选择性催化还原法(SCR)脱硝催化剂再生工艺进行研究。用X射线晶体衍射(XRD),X射线荧光光谱(XRF),X射线光电子能谱(XPS)和比表面积分析等方法对再生前、后的催化剂进行了表征;采用模拟烟气在自制脱硝反应装置上对催化剂再生效果进行了评价。研究发现:通过鼓泡或超声波辅助的稀H2SO4清洗可有效去除催化剂中的有毒物质并恢复比表面积,且鼓泡的综合效果更好;以乙醇胺为助溶剂,可根据所需钒的补充量配制不同浓度的偏钒酸铵水溶液,采用浸渍-干燥-煅烧工艺,可实现活性物质钒氧化物的补充,使催化剂的脱硝效率恢复至92%;用溶解性较好的硝酸铈代替偏钒酸铵,向失活催化剂中添加活性物质氧化铈,可拓宽脱硝反应的温度区间,并将催化剂的脱硝效率最高值提至90%。     

SCR脱硝催化剂孔隙尺度格子Boltzmann数值模拟研究

孔隙率是选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂结构的重要指标,对催化剂的脱硝效率有重要影响.根据工程依据范围创建微观孔隙尺度的SCR脱硝催化剂多孔介质模型,采用随机配置的方法,构造出8种不同孔隙率.采用格子Boltzmann方法模拟SCR催化剂表面流动及传质耦合化学反应过程,在特定烟气流速和NO原始浓度工况条件下获得多孔介...     

SCR烟气脱硝催化剂活性在线测试方法

以某电厂600 MW机组SCR脱硝装置催化剂为研究对象,对不同负荷下的脱硝效率、烟气量、氨逃逸率等参数进行了测试,并对催化剂的活性进行了计算分析。研究发现,机组负荷为600 MW,A、B两侧反应器催化剂活性分别为49.98 m/h和44.71 m/h,450 MW时A、B两侧分别为41.43 m/h和45.01 m/h,300 MW时A、B两侧分别为29.81 m/h和30.40 m/h,均与设计值37 m/h存在一定偏差;分析原因认为是实际烟气量和设计烟气量的差异造成的。以A侧催化剂为例,按照反应器空速,以线性方程对上述测试结果进行拟合计算,得出催化剂活性为37.43m/h,与设计值非常接近,验证了在线测试方法的可行性。     

SCR烟气脱硝仿真支撑软件平台的开发研究

以选择性催化还原(SCR)法烟气脱硝系统为研究对象,通过对系统工艺特点和反应机理的研究,建立了包括烟气流量参数、SCR反应器、氨/空气喷雾系统等一系列的仿真数学模型,并在此基础上搭建了涵盖SCR分系统、通用设备、控制、电气、热力学及化学反应计算库等在内的完整的SCR系统仿真支撑软件平台.并依托该平台建立了600MW火电机组SCR烟气脱硝系统仿真实例,仿真实验表明该仿真支撑软件平台可为脱硝系统的经济、安全运行和运行人员培训提供借鉴,并可为进一步的研究SCR系统的优化设计和运行提供参考依据.     

平板式SCR催化剂的性能检测

选取了3种商用新鲜平板式脱硝催化剂,参考《火电厂烟气脱硝催化剂检测技术规范》（DL/T 1286—2013）的试验要求,对其机械性能、微观特性和工艺特性进行了系统的检测分析。测试结果表明：3种平板式催化剂磨损强度和粘附强度较高,均表现出较好的机械性能;平板式催化剂样品的比表面积较高,在70~100 m²/g。工艺特性试验结果表明,3种催化剂样品均具有很高活性和脱硝效率,SO₂/SO₃转化率低于1%。所采用的试验方法和试验数据可为板式催化剂的性能评判提供借鉴。     

脱硝反应器内烟气与飞灰分布差异的数值模拟

火电SCR脱硝反应器催化剂层积灰现象是影响脱硝性能和安全运行的重要因素之一,而传统工程导流设计方法中飞灰浓度场的分布易被忽视。以某600 MW机组脱硝装置实际积灰情况为例,运用多相流体力学模拟方法建立多相流模型,研究了反应器内烟气流场及飞灰浓度场的分布特征,并通过增设导流板的方式对烟气及飞灰流动状态进行了优化调整。研究结果表明,飞灰浓度场分布均匀性随飞灰颗粒的粒径和真密度增加而下降,飞灰颗粒浓度或真密度较高工况极易造成催化剂层积灰堵塞,导致故障。在制定脱硝装置导流设计方案时,应论证烟气和飞灰的均布性,以确保装置安全高效投运。     

造成SCR脱硝催化剂失活的关键物质及预防

对引起燃煤电厂SCR脱硝催化剂失活的主要物质进行了分类总结。分析发现,烟气中亚微米颗粒物数目众多且粒径细小,碱金属、碱土金属和重金属等能引起催化剂化学失活的有毒物质易于富集在亚微米颗粒物上; 亚微米颗粒物沉积在催化剂表面,引起催化剂中毒及催化剂孔道堵塞,成为催化剂失活的关键影响因素。为减缓SCR脱硝催化剂由此产生的失活问题,介绍了团聚技术及抗中毒催化剂的相关研发。     

W型锅炉SCR脱硝装置积灰原因分析与治理

某电厂W型火焰锅炉燃用高灰分无烟煤,SCR脱硝反应器催化剂、导流板、整流格栅、支撑钢梁积灰严重,造成了流场不均匀和催化剂堵塞,影响了SCR脱硝系统的性能。根据运行经验和CFD技术,分析得出SCR脱硝装置积灰的原因是设计不合理、催化剂选型不合理、流场不均、吹灰效果不佳、长期低负荷运行和燃煤灰分远超设计值。通过采用烟气流场优化及1∶10物理模型试验,对导流板、整流格栅和顶部烟道进行了改造,同时将蜂窝式催化剂更换为板式催化剂,加装声波吹灰器。改造后运行3个月,对脱硝装置进行内部检查,反应器水平烟道、导流板积灰明显减少,整流层未见积灰,催化剂表面和孔隙无积灰、堵塞现象,证明所采取的各项措施有效解决了SCR反应器内积灰、催化剂堵塞问题。