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SCR脫硝催化劑在使用中需要注意的事項

發(fā)表時間:2023-12-14
選擇性催化還原SCR(Selective Catalytic Reduction)脫硝技術作為一種環(huán)保高效的氮氧化物(NOx)排放控制技術,在工業(yè)生產(chǎn)和能源利用中扮演著重要角色。主要針對廢氣中的氮氧化合物(NOX),在一定溫度(300℃-550℃)時在催化劑的作用下將氮氧化合物(NOX)分解成無害的氮氣(N2) 和水(H2O)。而在SCR脫硝工藝中催化劑又是系統(tǒng)中關鍵的部件,這主要是因為其組成部分、結構、壽命以及相關參數(shù)都直接影響著SCR系統(tǒng)的脫硝效率、運行狀況和經(jīng)濟性,而其建設和運行成本也占到了煙氣脫硝工程成本的40%以上。因而在脫硝系統(tǒng)運行過程中,需要了解一些催化劑在使用中需要注意的事項。

在實際脫硝過程中,催化劑都是為項目量身定制的,即依據(jù)項目煙氣成分、特性、效率以及客戶要求來定。催化劑的性能(包括活性、選擇性、穩(wěn)定性和再生性)無法直接量化,而是綜合體現(xiàn)在活性溫度、幾何特性參數(shù)、機械強度參數(shù)、化學成分含量以及工藝性能指標等相關參數(shù)上。此外,還要考慮在整個脫硝系統(tǒng)運行過程中,諸如催化劑模塊設計、SO2/SO3轉(zhuǎn)化率以及催化劑壽命等各方面因素。

SCR脫硝催化劑在使用中需要注意的事項


在實際工程中催化劑模塊的長、寬尺寸基本保持固定不變,高度則要根據(jù)SCR系統(tǒng)脫硝效率所需,由設計人員或催化劑供應商確定。 又如在SCR反應過程中,由于催化劑的存在,促使煙氣中部分SO2被氧化成SO3,在氣體混合物中轉(zhuǎn)變成SO3的SO2物質(zhì)的量與起始狀態(tài)物質(zhì)的量之比,稱為轉(zhuǎn)化率,SO2/SO3轉(zhuǎn)化率也是SCR系統(tǒng)中的重要指標之一。SO2/SO3轉(zhuǎn)化率越高,說明催化劑的活性越好,所需要的催化劑量越少。但高塵布置的脫硝反應器SO2/SO3轉(zhuǎn)化率越高,則越易產(chǎn)生煙道、空氣預熱器甚至電除塵器被硫酸腐蝕的危險,因此SCR系統(tǒng)中應嚴格控制SO2/SO3轉(zhuǎn)化率。目前,國內(nèi)要求的SCR系統(tǒng)催化劑對SO2向SO3的轉(zhuǎn)化率不大于1%,所有的SCR系統(tǒng)催化劑使煙氣中的SO2向SO3的轉(zhuǎn)化率與催化劑的體積均成相應比例,降低催化劑的用量可減少SO3的形成。

因此,催化劑的設計就是要選取一定反應面積的催化劑,以滿足在設備煙氣出口的煙氣流量、溫度、壓力、成份等條件下達到脫硝效率、氨逃逸率等SCR基本性能的設計要求;而在灰分條件多變的環(huán)境下,其防堵和防磨損性能則是保證SCR設備長期安全和穩(wěn)定運行的關鍵。在防堵灰這一層面,對于一定的反應器截面,在相同的催化劑節(jié)距下,板式催化劑的通流面積較大,一般在85%以上,且其壁面夾角數(shù)量較少,不容易堵灰;蜂窩式催化劑次之,其流通面積一般在80%左右,而且其每個催化劑壁面夾角都是90°直角,在惡劣的煙氣條件下,容易產(chǎn)生灰分搭橋而引起催化劑的堵塞,但在相同的設計條件下,適當選取大節(jié)距的蜂窩式催化劑,其防堵效果可接近板式催化劑;波紋板式催化劑的流通面積與蜂窩式催化劑相近,但因其壁面夾角很小且數(shù)量又相對較多,為三種結構中容易積灰的版型,不過其抗中毒性能和抗二氧化硫氧化性能較強。

SCR脫硝催化劑在使用中需要注意的事項


催化劑運行一段時間后,由于催化劑的中毒及燒結,其活性會逐漸下降,當不能滿足設計效率時,氨的逃逸會增加,此時必須進行清洗或更換。值得注意的是,多數(shù)脫硝催化劑本身含有一定的毒性,加之其被使用過程中,煙氣中大量的鉻、鈹、砷、汞等重金屬又對這些催化劑造成了二次污染,成為富含各類重金屬成分的有害物料。據(jù)國內(nèi)環(huán)境科學研究院對我國部分燃煤電廠產(chǎn)生的廢煙氣脫硝催化劑的危險特性分析結果表明,廢煙氣脫硝催化劑的主要危險特性為浸出毒性,其中鈹、銅、砷的浸出濃度普遍高于新脫硝催化劑的浸出濃度,甚至部分企業(yè)廢煙氣脫硝催化劑中鈹、砷、汞的浸出濃度超過《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》的有關要求,極易造成環(huán)境污染。當前,廢棄的SCR脫硝催化劑已經(jīng)成為配備脫硝裝置的企業(yè)面臨的一個嚴重的環(huán)保問題,相關企業(yè)切不可自行隨意處置,需按照我國危險廢物處置要求進行妥善處理,以免造成嚴重的二次污染。

綜上所述,盡管SCR早已成為國內(nèi)外上主流的脫硝技術,選擇性脫硝催化劑也已占國內(nèi)外燃煤電廠脫硝所用催化劑的90%以上。但在發(fā)電機組SCR脫硝系統(tǒng)特別是新型能源機組,例如分布式能源燃氣發(fā)電機組脫硝系統(tǒng)的實際設計和應用過程中仍有很多細節(jié)需要進一步研究、探討和完善,不斷積累總結經(jīng)驗。


河北漢藍環(huán)境科技公司研發(fā)設計的各類沼氣、瓦斯氣、垃圾填埋氣發(fā)電機組SCR脫硝系統(tǒng)以及柴油機測試臺架脫硝設備已在多地電廠和企業(yè)實際應用,運行平穩(wěn)且達到了環(huán)保要求。希望我們的設備也能幫到在環(huán)保大潮中砥礪前行的您!河北漢藍,愿與眾企業(yè)攜手共繪美好未來!



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