平板式抗砷中毒SCR脱硝催化剂在高砷烟气中活性变化研究

为研究某高砷煤燃煤电厂在役板式抗砷中毒SCR脱硝催化剂的活性变化和脱硝塔不同部位催化剂受烟气的影响,分别对新鲜催化剂和运行1年催化剂进行脱硝活性测试,并通过X射线原子荧光（XRF）、N2吸附/脱附、X射线光电子能谱（XPS）和粒径分析等表征手段进行分析。结果表明,在350℃烟气条件下,运行1年后催化剂的脱硝活性相对于新鲜催化剂有所下降,由94.52%降到最低77.12%,仍表现出较好的抗砷中毒性能;同时,催化剂中累积了大量砷元素,上下层催化剂中砷的平均含量分别达到了10.47%和9.28%;通过表征分析发现,2层催化剂同时发生了砷的物理和化学中毒,上层催化剂主要发生砷的物理中毒,而下层催化剂主要发生砷的化学中毒。     

燃煤电厂运行中脱硝催化剂的性能检测评价与分析

选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂的性能直接影响SCR脱硝系统的脱硝效率和运行状况。对某燃煤电厂SCR脱硝装置系统运行28 000 h催化剂的外观、理化特性和工艺特性进行了检测与分析。结果表明,该催化剂整体性能保持较好,但其活性与新催化剂活性之比K/K₀值已低于催化剂化学寿命期满时的阈值,为满足脱硝系统的达标排放,需及时更换催化剂或对催化剂进行再生处理。根据运行中脱硝催化剂的性能检测与分析结果,对脱硝系统的优化和经济运行提出了合理的建议。     

SCR脱硝催化剂实际运行性能分析

对催化剂的实际运行性能进行掌控,是保证SCR脱硝系统稳定运行的关键。以某电厂新鲜催化剂及运行不同时间的催化剂为研究对象,对催化剂理化特性、机械特性、微观结构进行测试,分析其对运行效果的影响,并对运行中催化剂的工艺特性和活性进行分析,以期通过运行中催化剂性能检测为脱硝催化剂的更换及加装提供依据。研究结果表明,某燃煤电厂催化剂运行2年后,逃逸氨指标已接近保证值的上限,存在一定的运行风险。为保证脱硝机组的安全高效稳定运行,应积极开展催化剂运行后的管理工作。     

SCR失活催化剂再生前后性能分析

为系统研究燃煤电厂SCR脱硝系统失活催化剂再生前后性能的变化,对比分析了某330 MW燃煤机组失活催化剂再生前后的微观特性。试验结果表明,由于再生时对催化剂活性组分进行了有效补充,再生后的催化剂活性有较大幅度提高;再生过程中消除了催化剂表面的硫酸盐沉积,增强了催化剂表面的弱酸和中强酸酸性位,同时基本保持催化剂的锐钛矿晶相,催化剂微观形貌恢复到疏松均匀状态。由此证明,采用添加活性成分、消除沉积盐的催化剂再生方法,可延长催化剂的使用寿命,降低电厂生产成本。     

烟气脱硝催化剂的性能检测与评价

脱硝催化剂性能的定期检测与评价是烟气脱硝系统运行管理中的一项重要的工作。以厦门某电厂SCR脱硝催化剂为研究对象,对其表观活性、微观性能和表面沉积物进行全面、系统的测试与表征,研究发现:运行了25 144 h后的催化剂活性(K/K0)为0.72;孔径小于3.5 nm孔道基本消失,比表面积下降的幅度为13.5%～17.7%;VOx物种存在一定程度的流失;催化剂的晶体粒子也有抱团现象;运行催化剂表面沉积的Ca2+、Na+、K+、P的质量浓度分别是新鲜催化剂的4.5～5.0、115～140、4.6～5.7和7.4～7.9倍,同时存在砷的累积。研究方法与实验结果可为我国今后全面开展脱硝催化剂性能检测与评价提供借鉴,对烟气脱硝系统的运行优化、再生工艺选择、延长催化剂的寿命、降低SCR系统的生产运行成本等方面均有较大意义。     

碳酸钠和过硫酸铵对砷中毒脱硝催化剂清洗再生效果对比

选择性催化还原(SCR)烟气脱硝工艺中,砷中毒是脱硝催化剂失活的主要原因之一,且脱硝催化剂难以清洗再生。对此,本文以砷中毒脱硝催化剂为研究对象,研究催化剂表面砷的价态和含量对催化剂活性的影响;并分别采用1.0 mol/L碳酸钠和1.0 mol/L过硫酸铵对其进行再生。结果表明:砷中毒脱硝催化剂表面砷元素主要以As~(5+)形式存在,其含量对催化活性有显著影响,当催化剂表面的As/V质量比由2.04增大至3.52时,脱硝效率降低15.71%;碳酸钠和过硫酸铵对砷中毒脱硝催化剂的清洗再生效果有明显差异,对砷的去除率分别为66.0%和25.3%,表明碳酸钠具有更好的除砷效果;碳酸钠可与砷生成易溶于水的砷酸钠,从而降低了砷中毒脱硝催化剂表面的砷含量,恢复催化剂活性。     

钒钛基SCR催化剂K中毒酸洗再生研究

以国内某燃煤电厂钒钛基选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂为研究对象,对采用浸渍法模拟K中毒的催化剂进行酸洗再生,对再生前后的催化剂进行结构表征,并结合SCR脱硝模拟实验对催化剂表观活性进行评价,分析酸洗对再生催化剂性能的影响。结果表明:酸洗后催化剂活性接近新鲜催化剂,这与催化剂表面吸附氧得到一定程度的恢复有关;酸洗可有效洗去催化剂表面的毒性元素K,而不改变催化剂晶体结构;红外显示Brφnsted酸位是SCR反应NH3的活性吸附位。催化剂经酸洗后酸性位得到部分恢复,但其强度降低,稳定性下降。     

燃煤电厂选择性催化还原脱硝催化剂砷中毒分析

以某燃煤电厂高温高砷(As)环境下在役蜂窝式选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂为研究对象,在中试试验台上对其脱硝效率、氨逃逸、活性、SO_2/SO_3转化率等脱硝性能进行了检测评估,并运用X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱仪(XRF)、孔容孔径分析、扫描电镜(SEM-EDS)、电感耦合等离子-质谱仪(ICP-MS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等对催化剂进行了理化特性表征。结果表明:该在役催化剂经过4 000 h的运行,其活性下降幅度达到30%以上,已无法满足80%脱硝效率下氨逃逸小于3mL/L的设计要求;该在役催化剂未发生因高温(415℃)引起的催化剂晶态变化或烧结团聚等;SEM-EDS、XRF以及ICP-MS检测结果表明,该在役催化剂在运行过程中As在其表面和孔道内沉积,致使其微观比表面积和孔容急剧减小,造成部分微孔及介孔的堵塞,是其活性下降的主要原因。     

失活SCR脱硝催化剂化学清洗再生技术研究

以某燃煤电厂废弃的失活SCR脱硝催化剂为研究对象,用化学清洗方法对其进行再生,以了解化学清洗液有效成分、浓度和液固比等去除脱硝催化剂表面Fe2O3、K2O、Na2O的效果;同时,对再生前后脱硝催化剂的比表面积、孔容和脱硝活性进行了测试,并对比了二者的表面形貌特征。结果表明：硫酸、硝酸对去除催化剂表面中毒元素非常有效,其中硝酸溶液的最佳质量分数为2%;适当增大液固比有利于彻底清洗催化剂表面的中毒元素;经过化学清洗再生后,脱硝催化剂表面变得粗糙,比表面积增大至新催化剂的93.88%,脱硝活性有较大提高,为新催化剂的89%。     

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。     

选择性催化还原催化剂在燃煤电厂中应用的注意事项

根据选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)催化剂的特点,指出脱硝催化剂在燃煤电厂应用中应注意活性降低的问题,通过化学机理分析概括了导致催化剂失活的主要原因有:烧结、碱金属中毒、砷中毒、钙的影响、催化剂的磨损和堵塞等,阐述了燃煤电厂应用SCR技术时对催化剂的要求.根据实际工程应用经验,介绍了催化剂在工程应用操作中的注意事项.     

平板式脱硝催化剂应用于燃煤电厂的优势

催化剂是选择性脱硝反应器的核心,对于脱硝装置的性能发挥起着关键作用。目前国内的燃煤机组烟气中灰分含量高且含量不稳定,易造成催化剂堵塞;烟气中砷、碱金属等有害物质含量高,使催化剂中毒丧失活性。平板式催化剂采用特殊的结构（开孔率较大）和加工工艺（使用具有弹性的不锈钢筛网板作为载体,以及添加助剂MoO3）,可以很好地解决以上问题。以催化剂性能稳定性为标准,从运行中催化剂发生堵塞、覆盖、磨损和中毒等方面阐述了平板式催化剂应用于燃煤机组的优势。     

失活SCR烟气脱硝催化剂再生工艺工业试验研究

SCR烟气脱硝催化剂在广泛使用的同时,失活催化剂大量产生。对失活催化剂进行再生,经济和环保意义重大。以某燃煤电厂运行了近25000h的失活SCR烟气脱硝催化剂为研究对象,在分析催化剂失活原理基础上,对催化剂再生过程中主要影响因素（压缩空气吹灰压力、超声清洗时间、清洗液硫酸浓度等）进行研究,并介绍失活催化剂再生处理步骤,包括清灰、预清洗、深度清洗、活性组分负载、热处理等。各类检测结果表明,采用所研发的方案进行再生,失活催化剂中碱金属、碱土金属及硫酸盐等污染物被有效清除,催化剂通孔率高达98.7%,比表面积明显恢复,相对活性提升至99%,抗压强度及单层催化剂SO₂/SO₃转化率符合使用要求,即失活脱硝催化剂各理化、工艺性能及其机械强度得到了有效恢复,可以再安装于脱硝反应器中继续使用。     

燃气轮机与燃煤机组SCR脱硝催化剂特性比较

通过对燃气轮机组（以下简称“燃气机组”）与燃煤机组在NO_x排放政策要求及SCR工艺中催化剂特性方面的对比,论述了在燃气机组应用SCR脱硝技术的必要性,分析了燃气与燃煤机组SCR脱硝工艺在催化剂布置、结构、成分及脱硝效率等方面的特性差异。研究结果表明,燃气机组因SCR工艺烟气温度低、基准氧含量高,入口烟气中NO_x、SO₂和粉尘含量少,催化剂通常布置于余热锅炉内部中压蒸发器之后,设计脱硝效率一般为30%~70%,适应于宽松的氨逃逸控制策略。燃气机组脱硝催化剂通常单元孔数高于40×40、长度短于350 mm,活性组分（V₂O₅）与助催化剂成分（WO₃）含量常规显著高于燃煤烟气脱硝催化剂,并且燃气机组SCR工艺中催化剂的化学失活与机械受损速率较慢,具有较长的使用寿命。此外,燃气机组脱硝催化剂的检测方法应有别于现行标准中对于燃煤机组脱硝催化剂的常规检测要求。     

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。     

燃煤电厂SCR脱硝催化剂失活及其再生性能研究

以某火电厂新鲜、失活和再生的SCR脱硝催化剂为研究对象,采用XRF、ICP、SEM-EDX、比表面积分析仪、压汞仪和XRD等表征手段,测试了催化剂单元的活性及SO2/SO3转化率;测试结果表明运行后的催化剂活性大幅度降低（从41.5 m/h降低至29.5 m/h）,分析了导致催化剂失活现象原因并制订了再生工艺;与新鲜催化剂相比,再生催化剂活性可恢复至新催化剂的99％（从29.5 m/h升高至41.1 m/h）并较好地控制了其SO2/SO3转化率,再生催化剂微观结构及性能与新鲜催化剂基本一致.     

SCR脱硝催化剂动态再生试验研究

火电厂采用选择性催化还原（SCR）法进行烟气脱硝,所用催化剂价格昂贵,因此有必要对使用过的旧催化剂进行再生。采用7种不同配方的再生液分别对典型的旧催化剂进行动态再生,对再生后的旧催化剂进行脱硝效率和SO₂/SO₃转化率试验,并运用扫描电镜、能谱分析等方法对新催化剂及再生与否的旧催化剂试样进行微观结构和元素组成分析,以评价各再生剂的再生效果和分析催化剂催化效率下降的原因。研究表明,旧催化剂经最佳配方再生液再生后,脱硝效率可增至72.2%,较再生前提高10%,达到新催化剂脱硝效率的92.8%,展现出了良好的应用前景。