某电厂SCR脱硝催化剂严重磨损原因分析

针对某电厂SCR(先择性催化还原)脱硝催化剂发生严重磨损的现象,采用自行设计的催化剂活性测量装置对其进行性能评价,测量了NO脱除率、SO2/SO3转化率、比表面积,分析其微观形貌、晶型和元素组成。研究结果表明:催化剂磨损严重的主要原因是由于反应器的严重堵塞,堵塞面积约占催化剂总面积的1/4—1/3,且各反应器下层催化剂坍塌较严重。由于催化剂严重磨损导致脱硝系统脱硝率明显下降。     

我国电站锅炉SCR脱硝系统服役过程中的运行规律

对我国典型电厂SCR脱硝系统烟气温度、流速分布、烟气体积分数、脱硝效率和氨逃逸率等主要性能参数进行了现场试验研究.结果表明:反应器出口NO体积分数和入口流速分布不均匀;入口流速相对偏差与出口NO体积分数相对偏差呈明显正相关;流场分布不均和催化剂老化是影响我国电站锅炉SCR脱硝系统性能的关键问题.     

SCR脱硝系统催化剂防磨措施的探讨

本文就某电厂已运行两年的SCR脱硝装置催化剂磨损情况描述,并进行分析。对于反应器截面、吹灰方式与催化剂选型的匹配等方面,给出改进建议,为SCR脱硝装置设计改进提供参考。     

烟气飞灰对SCR脱硝催化剂的磨损性能试验研究

利用自制的冷态飞灰磨损试验台,进行了飞灰对SCR脱硝催化剂磨损性能影响的试验研究。结果表明:催化剂磨损主要发生在端面,烟气流速是催化剂磨损的主要因素,催化剂磨损率以速度指数基本为4的规律变化,且速度指数随飞灰粒径的增大而减小;飞灰粒径和飞灰质量浓度是催化剂磨损的次要因素,粒径指数在1附近变化,且随烟气流速的增大而减小,催化剂磨损率正比于飞灰质量浓度;在实际运行过程中,应尽可能保证流场均匀,避免局部高速,以减轻催化剂磨损,保证脱硝系统经济安全地运行。     

铁矿石SCR低温脱硝催化剂的改性研究

将稀土元素Ce掺杂进菱铁矿制备改性催化剂,采用该催化剂进行烟气SCR低温脱硝反应,研究其催化活性,并利用X-荧光分析法(XRF)、比表面积分析法(BET)、X-射线衍射法(XRD)、NH_3-程序升温脱附法(NH_3-TPD)等对改性前后的菱铁矿催化剂进行表征分析.结果表明:改性后菱铁矿催化剂的催化活性有显著提高,抗硫性和持久性也有较大提高;菱铁矿掺杂Ce后,原菱铁矿中Fe、Mn等元素与Ce元素相互作用,致使比表面积增大,晶型结构得到改善,表面酸性有所提高,从而大大提高了催化活性.     

SCR脱硝催化剂磨损关键因素分析

采用CFD数值模拟软件,对内蒙古某电厂600 MW机组脱硝反应器流场进行数值模拟。通过热态流场测试数据对模拟结果进行验证,并基于Tabakoff磨损理论,研究烟气速度分布对SCR脱硝催化剂磨损情况的影响。结果表明,通过烟气流场的数值计算并结合磨损理论,判断反应器内催化剂磨损的分布情况效果明显。催化剂磨损速率与烟气流速、速度攻击角大小均存在一定关系,当攻击角处于30°~60°,磨损效果最为明显。当烟气流速绝对值保持不变时,其水平方向分量与数值方向分量越接近磨损效果越明显,可通过烟气流速水平方向分量大小直观判断各区域磨损情况。     

SCR脱硝催化剂国内专利技术进展

脱除锅炉或FCC再生烟气中的NOx是保护环境、改善空气质量的重要途径。SCR脱硝作为最常用、最经济、最有效的脱硝工艺,其核心是催化剂。综述了国内SCR脱硝催化剂专利技术。脱硝催化剂的载体主要有TiO2载体、TiO2/SiO2载体、TiO2/硅酸盐载体、Al2O3/SiO2载体和活性炭等载体,载体也逐步从单一组分向多组分发展,改进的方向是提高载体的热稳定性、机械性能并调节载体的孔结构及酸碱性;活性组分从单组分、双组分向多组分发展,活性组分元素从W和V的氧化物向含Fe、Ce、Mn、Bi和Cu等元素的复合氧化物发展,改进的方向是通过不同元素氧化物之间的协同,提高催化剂的低温脱硝活性、扩大脱硝温度窗口,提高耐SO2及耐H2O毒性,提高催化剂寿命;在经济上,改进的原则是要充分考虑催化剂的制造成本和使用的技术经济性,改进的方向是以便宜的原料,如氧化铝,取代较贵的原料,如TiO2;在催化剂成型上,要求催化剂载体能适应工艺的需要,可以方便地加工为所需要的几何形状。     

计及催化剂失活的SCR脱硝反应器设计的模拟分析

采用催化剂失活模型、SCR烟气脱硝反应过程数学模型,对计及催化剂失活的SCR反应器的设计进行了模拟分析,并对设计方法进行了讨论.结果表明:在SCR反应器设计中,只要氨逃逸在允许的范围内,尽量采取较大的氨氮摩尔比,以减少催化剂的用量;随着催化剂活性下降,脱硝效率下降,氨逃逸随之上升,要在催化剂失活的过程中仍能保证脱硝效率,必须增加催化剂量;所需的催化剂量可以根据催化剂更换周期及预测的催化剂活性保持期来确定.     

SCR脱硝催化剂研究及产业现状分析

在众多烟气脱硝技术中,选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction,SCR)是脱硝效率较高、较为成熟的技术,其NO x的脱除率可达到80%~90%。通过分析,研究了目前SCR烟气脱硝技术研究及产业发展现状,可为火电机组烟气脱硝提供参考。     

SCR烟气脱硝效率及催化剂活性的影响因素分析

分析了影响选择性催化还原法烟气脱硝性能的主要因素,重点分析了脱硝效率及催化剂活性随反应温度、NH3/NOx摩尔比、入口NOx浓度等参数的变化规律.     

基于概念漂移的电站SCR系统催化剂性能的劣化分析

建立有效的电站设备性能监测模型,对指导设备进行预测性维护具有重要意义。以热工过程中的SCR脱硝系统为例,基于海量且连续的运行数据,从概念漂移的角度对催化剂活性进行了监测以及劣化分析。首先建立了SCR系统健康状态的离线模型,其次将实时运行数据输入模型进行了测试,并构造了衡量模型性能的统计指标以反映催化剂性能的劣化程度。将模型仿真算例和SCR系统实际运行数据进行对比验证,验证结果表明,监测指标随时间推移呈指数分布变化关系,可有效跟踪和监测催化剂活性变化,为电厂运行人员适时更换催化剂提供科学指导。     

电厂脱硝催化剂活性下降分析

本文对SCR脱硝催化剂运行过程中活性下降的原因进行总结分析,得出催化剂热烧结、化学中毒、磨损、堵塞会导致催化剂失活,并介绍了有效防止催化剂失活的措施。     

脱硝系统内横梁结构对催化剂磨损的影响

采用冷态试验与数值模拟相结合的方式,对SCR脱硝装置内催化剂上方的气固两相流动进行了分析.结果表明:横梁结构是导致催化剂磨损的主要原因,气流撞击横梁结构后在催化剂表面形成不同方向的高速含尘气流,对催化剂进行强烈冲刷,最终导致横梁结构两侧下方的催化剂出现不同特点的严重磨损;气流速度是催化剂磨损的主要因素,飞灰质量浓度是次要因素;通过对横梁结构进行适当改造,改善了气流分布,减轻了催化剂的磨损,保证了脱硝装置的经济及安全运行.     

电站锅炉SCR烟气脱硝系统优化数值模拟

针对某电厂300MW锅炉的选择性催化还原(SCR)反应系统,采用计算流体力学软件对不同结构下SCR反应器的脱硝特性进行了数值模拟,分析了导流板布置对SCR反应器内流场分布均匀性的影响,研究了不同布置方案下SCR反应器内氨氮物质的量比(简称氨氮比)分布的规律.结果表明:烟道内无导流板时,SCR反应器内的流场和NH3体积分数分布严重不均,SCR反应器的脱硝效率较低,氨逃逸率较高;采用初始方案,SCR反应器内的流场改善较大,但是第一层催化剂入口处氨氮比分布偏差大于5%;采用最终方案,第一层催化剂入口处的速度偏差为3.84%,氨氮比分布偏差为3.79%,SCR反应器的脱硝效率达到83%,NH3逃逸率低于5×10-6.     

大型电站锅炉SCR脱硝系统催化剂活性修正方法

提出了一种大型电站锅炉SCR脱硝系统催化剂活性的修正方法.首先在实验室进行催化剂活性的测量,然后利用现场性能试验获得的SCR反应器真实脱硝性能对实验室测得的催化剂活性进行修正.结果表明:该方法真实地反映了现场催化剂活性,为提高催化剂和反应器性能计算准确度以及提高催化剂更新方案评估可靠性提供了一种新的技术手段.     

选择性催化还原烟气脱硝反应器流场的模拟优化

为改善反应器的性能,分析了影响选择性催化还原(SCR)反应器性能的因素及其关系,阐明了流场均匀性对提高SCR反应器运行性能的重要性,指出优化流场是提高SCR反应器性能的有效措施.以一台660MW机组为例,对其SCR反应器入口烟道和反应器导流部件进行了模拟优化设计,得出了流场优化设计布置方案.结果表明:通过优化布置,可以提高喷氨格栅(AIG)截面和催化剂入口截面速度分布的均匀性,从而改善SCR反应器的运行性能.     

石灰石脱硫反应对喷氨脱硝反应影响的实验研究

在循环流化床锅炉炉膛尾部或旋风分离器入口喷入氨气可以降低烟气中的NOx含量。在循环流化床锅炉中,为脱硫而加入的石灰石会影响喷氨脱硝反应。通过实验研究了石灰石热解产物和脱硫产物对喷氨脱硝反应的影响,发现石灰石的热解产物在脱硫前,比表面积较大,CaO对喷氨脱硝反应显示出一定的催化活性,能够促进喷氨脱硝反应;石灰石的脱硫产物,对喷氨脱硝反应影响较小,但在T>1 200 K以上时,能够促进NH3的氧化,降低NH3的逸出,对喷氨脱硝反应有利。     

非催化烟气还原脱硝法脱硝特性的试验研究

在沉降炉脱硝试验平台上,对不同氨剂的选择性非催化还原(SNCR)脱硝特性进行了试验研究.结果表明:反应适宜氨氮比为1.5,氨气、尿素、碳酸氢铵脱硝的最佳温度窗口分别为985～1 030℃、775～1 085℃、760～1 075℃,尿素和碳酸氢铵最大脱硝效率达90%,优于氨气的80%;增大氨氮比或降低烟气氧浓度均可提高SNCR脱硝效率;在以尿素作为还原剂的SNCR脱硝反应过程中,协同加入钠盐添加剂可在保证最大脱硝效率基本不变的前提下,使反应温度窗口由782.9～1 086.3℃拓宽为749.5～1 086.3℃.