某330 MW机组烟气脱硝系统超低排放性能诊断与分析

超低排放改造后,一些电厂NO_x排放未达到预期目标。为解决此类问题,以某330MW超低排放机组为例,对运行了15500h的烟气脱硝装置进行现场勘查、运行资料收集,并对运行催化剂进行取样检测,逐一排查NO_x超标排放的原因。研究结果表明：SCR脱硝系统设计裕量低,催化剂主活性成分V₂O₅含量偏低,催化剂微孔数与活性点位数减少导致脱硝效率下降,加之反应器入口NO_x浓度偏高、负荷变化频繁、喷氨响应不及时,造成SCR脱硝装置出口NO_x浓度超过50mg/m³。建议加强锅炉优化运行,尽量避免入口NO_x浓度大幅度波动,提高喷氨响应速度,并应新增1层催化剂,将现有2层催化剂进行再生,以确保NO_x排放浓度稳定达标。     

基于灰色神经网络的SCR脱硝催化剂寿命预测研究

为了充分利用SCR脱硝催化剂,尽可能延长其服役时间,同时确保燃煤电厂脱硝系统的安全稳定运行,必须制定科学合理的催化剂寿命预测方案。现阶段催化剂寿命预测常用的指数模型预测误差较大,不适合用于指导SCR催化剂的更换方案。针对SCR催化剂活性与服役时间的样本数据具有灰色特点,建立了BP神经网络模型、灰色BP神经网络残差模型、灰色BP神经网络直接输出模型,避免了样本数据少且不具备一致性对预测结果的影响。最后通过实例对比分析,说明了灰色神经网络法中的直接输出模型精度较高,可为燃煤电厂SCR脱硝催化剂的寿命预测及更换管理提供一定的参考依据。     

三维有序大孔结构脱硝催化剂制备及其抗重金属中毒机理

Cd、Pb、Zn等重金属广泛存在于工业废气中,会降低脱硝催化剂的活性。采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)模板制备得到具有三维有序大孔结构(3DOM)的Ce_0.2Mn_0.2/3DOMTiO₂(Fresh-CMT-3DOM),作为对比,制备普通结构TiO₂载体负载Ce-Mn得到Ce_0.2Mn_0.2/3DOM (Fresh-CMT)催化剂。活性测试结果表明：相较于Fresh-CMT,Fresh-CMT-3DOM催化剂在100～300℃时的NO转化率超过85%,且在100～150℃低温下具有更高的脱硝活性。引入Cd、Pb、Zn后,Fresh-CMT-3DOM催化剂仍保持较高活性,在175～300℃时的NO转化率均超过85%;而Fresh-CMT催化剂活性明显下降,其中Cd、Pb中毒后催化剂的NO最高转化率分别不足85%、100%。结果表明：相较于Fresh-CMT催化剂,Fresh-CMT-3DOM具有优异的Mn⁴⁺/Mn³⁺     

NH3-SCR工艺中硫酸铵盐的生成与分解机理研究进展

以氨为还原剂的选择性催化还原（NH₃-SCR）脱硝法具有脱硝效率高、选择性好和技术完善等优点,是目前应用最广泛的燃煤电厂等行业的烟气脱硝技术。然而,烟气中的SO₂流经SCR催化剂时,在V₂O₅的催化作用下部分氧化为SO₃,随后与NH₃和水蒸气反应生成硫酸氢铵和硫酸铵。当烟气温度低于硫酸铵盐的凝结温度时,会沉积在催化剂、空预器及其附属设备上,引发诸多严重的问题。本文首先介绍了硫酸铵盐的形成机理,随后从反应物浓度和反应温度等角度概括了影响硫酸铵盐生成的因素,分析了硫酸铵盐的沉积及其所带来的危害。然后介绍了硫酸铵盐的分解机理,重点分析了催化剂与硫酸氢铵之间的相互作用,指出了这种相互作用对硫酸氢铵分解的影响,由此提出了控制硫酸铵盐生成的措施。最后指出,系统研究NH₃-SCR工艺中硫酸铵盐的生成与分解机理将为催化剂的失活与再生、低温SCR催化剂的开发和燃煤机组等相关设备的设计和运行优化等提供理论依据。     

SCR脱硝催化剂检测与性能评价实验平台的设计与建设

为了规范火电厂烟气脱硝催化剂检测与性能评价,以某新建SCR脱硝催化剂检测与性能评价实验平台为例,在按照标准要求搭建实验平台的基础上,分析实验平台建设的背景条件,给出建设实验平台的设计依据和遵循原则,介绍催化剂检测的工艺技术流程和实验平台的功能、实验设计以及仪器配备,指出了实验平台设计建设过程中的重点、难点及注意事项。     

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。     

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。     

火电厂废烟气脱硝催化剂资源回用存在问题及分析

以废催化剂制备再生钛钨粉原料并用于催化剂生产的循环回用模式,是火电厂废烟气脱硝催化剂资源化利用的主流工艺。由于缺乏明确的行业标准和有效的质量监管,当前再生钛钨粉产品普遍具有无效及有害杂质含量高,有效成分含量偏差大,粉体粒径大且均匀性差,比表面积和孔容偏低,孔隙结构不合理等问题,易导致所制备的催化剂成品外观及几何性能劣化、单元密度增加、反应活性及稳定性降低、抗中毒能力下降和化学寿命缩短等质量缺陷,对催化剂性能有一定影响。建议尽快建立再生钛钨粉产品的质量标准及检测评价方法,引导全行业健康有序发展。     

燃煤烟气中零价汞的催化氧化理论研究进展

汞是燃煤锅炉烟气重金属污染元素之一,主要存在形态为零价汞(Hg⁰)、氧化态汞(Hg²⁺)和颗粒态汞(Hg_p),其中Hg⁰难以去除,通常需将其氧化为较易脱除的Hg²⁺后再脱除;催化剂可以促进Hg⁰的氧化,按照催化剂来源与功能的不同,将其分为3类,即燃煤飞灰、常规Hg⁰氧化催化剂及联合脱硝脱汞催化剂,综述了Hg⁰在不同催化剂作用下发生氧化反应的密度泛函理论(DFT)研究现状;对各种催化剂表面Hg⁰的吸附以及氧化反应机理进行了总结并比较了一些相近研究的内容与结果;指出了现有研究的不足,提出了Hg⁰氧化剂DFT理论计算研究今后的发展趋势。     

火电厂SCR脱硝催化剂质量现状

为规范脱硝催化剂的质量监督与管理,国内各大发电集团先后要求对新采购催化剂进行强制抽检。对2016年的抽检样品检测结果进行统计,相当多的新采购催化剂存在这样或那样的质量问题,其中几何尺寸偏差与外观缺陷达不到标准的各占57.1%和54.3%,抗压强度与磨损率等物理性能达不到标准的各占48.6%和54.3%,有8.6%的催化剂活性和比表面积低于标准限值,主要成分WO₃含量偏低或微量元素高于技术协议的各占62.9%和5.7%。检测结果表明,目前国内SCR脱硝催化剂的供货质量不容乐观,急需规范与管理。