SCR蜂窝式脱硝催化剂耐磨损性能模拟试验装置研制与应用研究

论述了一种新颖的SCR蜂窝式脱硝催化剂耐磨损性能模拟试验装置,并利用该装置对六种规格的SCR蜂窝式脱硝催化剂进行了耐磨损性能的试验研究。研究表明:该模拟装置能较逼真地模拟电厂实际运行的飞灰条件,其工作原理和设计思路可靠有效。随着催化剂的开孔率增加,催化剂耐磨损强度和耐磨损性能提高;磨损剂消耗量和试验时间增加,都会增加催化剂的磨失量,对催化剂的耐磨损性能带来不利影响。     

蜂窝式烟气脱硝催化剂检测技术规范的不足与建议

为确保燃煤电厂烟气脱硝系统运行良好,正确评估脱硝催化剂性能状态很有必要。针对蜂窝式烟气脱硝催化剂检测工作的相关国家标准《蜂窝式烟气脱硝催化剂》（GB/T 31587—2015）和行业规范《火电厂烟气脱硝催化剂检测技术规范》（DL/T 1286—2013）中不合理、不完善及与脱硝系统运行实际不完全吻合之处开展了讨论。建议增加催化剂表面活性成分分散均匀性检测;弱化氨逃逸率的测定;完善SO₂/SO₃转换率检测项的量化评判指标,合理设定检测装置技术参数及测试样品的规格形式要求,以便更好指导火电厂蜂窝式脱硝催化剂各项理化性能的检测。     

SCR催化剂的磨损试验与数值模拟研究

高灰型布置的SCR脱硝系统其催化剂运行环境恶劣,烟气流速、飞灰颗粒及其粒径大小等客观因素对催化剂均会造成磨损。为研究烟气流速、飞灰粒径、飞灰质量浓度以及烟气入射角等对催化剂磨损造成的影响,采用日趋成熟的CFD数值模拟软件对不同工况时的SCR脱硝催化剂磨损情况进行研究,并且通过自建的冷态试验台进行了验证。研究结果表明,脱硝催化剂的磨损与上述4种影响因素均有很大关系,其中飞灰质量浓度、烟气入射角的变化对催化剂的磨损率影响较大,因此在实际运行中应增设导流板,避免因入射角和飞灰质量浓度的不均匀性导致催化剂磨损,另外还应选择合理的烟气流速以减小磨损,保证SCR系统的安全稳定运行。     

火电厂SCR烟气脱硝反应器前设置灰斗及增加烟道截面的探讨

阐述了飞灰对火电厂脱硝催化剂的磨损和堵塞机理.通过分析国内燃煤电厂飞灰的特性,说明飞灰对催化剂的磨损作用是较强的.探讨了通过在选择性催化还原烟气脱硝反应器前设置灰斗和增加烟道截面的方式,来提高大颗粒飞灰的去除效率,有效减少飞灰对催化剂的磨损和阻塞,延长催化剂寿命的可行性.     

SCR烟气脱硝催化剂V-W-TiO_2失活预测模型

针对燃煤电厂选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂失活问题,在催化剂失活最主要的3个因素(化学中毒、孔道堵塞、飞灰磨损)基础上构建对应的失活函数。将电厂SCR烟气脱硝系统运行数据带入模型进行拟合,进而建立催化剂失活预测模型,得到模型中多种涉及失活的关键性参数。结果表明:毒性氧化物在催化剂上的沉积速率依次为K_2OCaONa_2OAs_2O_3,堵塞速率与飞灰的浓度及粒径分布有关;磨损系数与烟气流量、流速及飞灰颗粒性质有关;采用失活预测模型能较好预测催化剂实际失活的情况。     

SCR脱硝系统蜂窝式催化剂性能评估及寿命管理

以某燃煤电厂选择性催化还原(SCR)脱硝系统蜂窝式催化剂为研究对象,在中试试验台上对不同运行时间下的催化剂脱硝性能进行了检测,评估了不同工况下的脱硝效率、氨逃逸量、SO2/SO3转化率等性能参数,并运用X射线衍射、X射线荧光光谱仪和氮气吸脱附等方法对催化剂进行了理化特性表征。结果表明:催化剂未发生因运行温度过高造成的烧结失活;运行过程中飞灰沉积造成的微观特性劣化是导致催化剂脱硝性能下降的主要原因。在此基础上给出了催化剂寿命管理建议,以期为电厂的运行管理提供参考。     

燃煤电厂SCR烟气脱硝系统拦截滤网磨损与流动阻力实验研究

烟气拦截滤网对飞灰的耐磨蚀性能和引起的流动压降损失会影响拦截滤网系统稳定安全运行,进而影响选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统催化剂床层的安全运行。为了解飞灰质量浓度对拦截滤网冲蚀磨损影响及流动阻力特性规律,搭建冷态模拟实验台,对材质为316、316L、2Cr13 3种不锈钢滤网在不同飞灰质量浓度下的磨损性能进行了实验研究,采用一元线性回归,拟合得到不同材质滤网磨损速率与飞灰质量浓度的经验关联式;同时测定了2种不同脊角316L滤网在不同飞灰质量浓度及流速下的流动阻力压降。结果表明:拟合关联式中,3种滤网的浓度系数均在1.006 7~1.116 9;实验条件下,2Cr13滤网的耐磨损性能最佳,316滤网次之,316L滤网最差;滤网流动阻力压降随时间的延长而趋于平衡;流速一定时,随着飞灰质量浓度的增大,平衡所需时间有所缩短;在相同条件下,脊角为90°滤网布置方式的流动性能优于60°的滤网布置方式。研究结果可为工程中SCR脱硝系统拦截滤网的设计、选型提供研究基础和理论参考。     

平板式脱硝催化剂抗磨损性能测试方法的研究

选择性催化还原（SCR）高灰型布置脱硝装置中,催化剂长期经受烟尘的冲刷,催化剂的抗磨损强度关系到催化剂的使用性能。现有行业标准中蜂窝式催化剂的磨损强度试验方法为石英砂法,平板式催化剂的磨损强度试验方法为研磨法。为进行比较,对不同催化剂生产厂家生产的平板式催化剂分别采用研磨法和石英砂法进行了催化剂的磨损强度试验。结果表明：结合2种试验方法来综合评判平板式催化剂的抗磨损特性更具实际指导意义;试验风速对平板式催化剂石英砂加速磨损试验结果的影响较大,实际操作中应适当选择。     

某660 MW超超临界机组脱硝催化剂不均匀磨损治理

火电厂SCR脱硝催化剂不均匀磨损会降低催化剂的整体使用寿命。以某660 MW机组超超临界锅炉SCR装置为研究对象,利用数值模拟和现场测试方法,找出了催化剂不均匀磨损的原因;运用数值模拟方法对不同改造方案进行模拟计算,优选出SCR脱硝装置入口断面流场、颗粒浓度场分布均匀的改造方案并加以实施。改造后的测试结果表明,脱硝装置入口烟气流速和飞灰浓度均匀性得到提高,因而可使催化剂的不均匀磨损问题基本得到解决。     

提高飞灰磨损等级划分界限的建议

燃煤锅炉在运行过程中会产生大量飞灰,这些飞灰大部分被烟气携带出燃烧室,再随烟气进入对流烟道中,并以一定的速度冲刷烟道的受热面,导致受热面管子磨损而泄漏,严重影响锅炉的安全运行[1].目前,飞灰磨损性能主要根据国外已有的灰成分及灰分等指标对煤灰沾污特性进行计算和划分[2]:灰磨损指数Hm=Aar×(SiO2+1.35×Al2O3+0.8×Fe2O3)/100(1)式中:Aar为煤中收到基灰分百分含量,％;SiO2为煤灰中SiO2百分含量,％;Al2O3为煤灰中Al2O3百分含量,％;Fe2O3为煤灰中Fe2O3百分含量,％.灰磨损指数Hm＞20为严重磨损,10≤Hm≤20为中磨损,Hm＜10为低磨损.由于Hm指标是基于国外灰分较低煤种拟合得出的,因此其与国内发电机组锅炉实际燃烧中飞灰对受热面磨损有一定的差异,甚至与有些煤种的实际磨损性能偏离较大.为此,西安热工研究院有限公司从飞灰磨损机理入手,建立了冲刷式煤灰磨损试验台,并对不同煤种的磨损性能进行了测试,得出了定量判定煤灰磨损性能的指标.