燃煤电厂SCR催化剂活性跟踪检测及失活原因分析

以某燃煤电厂锅炉SCR催化剂为研究对象,定期对催化剂的活性检测进行跟踪检测,并通过主要化学成分、比表面积、孔结构、晶体结构等指标的检测,分析了该炉SCR催化剂活性下降的原因,为电厂SCR催化剂的技术管理,以及SCR优化运行提供了数据支持,为其他火电厂SCR催化剂的技术管理提供了经验。     

一种新型催化剂的燃煤电厂SCR脱硝试验

火电厂燃煤中的无机成分在燃烧过程中产生具有气体、液体和固体形式的无机物,常常导致SCR催化剂的中毒、失效,以及SCR系统堵塞等。针对内蒙古东部地区褐煤,开发了具有自主知识产权的SCR催化剂,并进行了试验研究。结果显示,新的SCR催化剂具有良好的脱硝效率和较强的抗毒能力,但脱硝效率和中毒速度与催化剂本身设计和系统运行密切相关。     

飞灰对SCR脱硝系统的影响

以2个电厂的SCR脱硝系统为典型研究对象,分别统计和分析2个电厂烟气中烟尘含量、SCR系统运行情况以及催化剂活性的变化情况。根据催化剂催化原理,结合SCR系统特点及实际运行情况,制订SCR脱硝催化剂高灰条件下的应对措施。     

基于失活商业脱硝催化剂制备的再生SCR催化剂性能研究

为了解决燃煤电厂废弃商业SCR催化剂的处理以及充分利用锰基SCR催化剂的低温活性,提出了失活商业SCR催化剂再生的新方法:将失活的商业SCR催化剂作为载体,利用多步浸渍法,将锰氧化物(MnO_x)负载于载体上,制备成新的脱硝催化剂。利用XRF,XRD,SEM,XPS和N_2等温吸附等测试技术对新鲜催化剂、失活催化剂以及再生催化剂进行表征,以探究再生方法制备的催化剂相比失活催化剂带来的变化。结果发现,针对采用的原始失活催化剂来说,MnO_2负载质量分数为4.67%时,催化剂的综合理化性能和催化剂的脱硝活性最优。另外,再生的催化剂在250℃条件下仍然可以保持较高的脱硝活性,说明再生的催化剂具有更宽的活性温度窗口。再生催化剂中起到催化作用的是未中毒的V_2O_5以及负载的MnO_x。MnO_x可能为催化剂带来了低温活性。同时,催化剂在高空速下依然可以保持较高的催化活性。该再生方法不仅可以实现废弃的SCR催化剂的再生,还可以提升催化剂的催化性能。     

控制氮氧化物排放的低温SCR催化剂及工程应用

讨论了选择性催化脱硝工艺(SCR)的原理、工艺分类和工程应用情况,着重介绍了低温SCR催化剂的研究、工艺和工程应用问题,对低温SCR工艺的发展方向做出了分析和展望,并提出了一些具体建议。     

烟气脱硝工艺及其化学反应原理分析

介绍NH3还原剂还原NOx的主要化学反应与相应的副反应以及两种主要脱硝工艺SNCR和SCR的特点、布置及温度要求范围。对SCR工艺的催化剂组成、活性组分及其它组分的作用进行了综述,提出了在此种催化体系中还需要进一步研究的一些化学机理。     

CaCl_2改性选择性催化还原催化剂氧化汞的实验与机理研究

基于选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)催化剂对单质汞的氧化受煤中氯含量的限制,提出利用氯化钙改性SCR催化剂促进单质汞的氧化。在固定床实验台上研究了不同氯化钙添加量下SCR催化剂对单质汞的氧化性能,进而利用基于密度泛函的理论方法计算了单质汞在催化剂以及改性后的催化剂表面的吸附行为。结果表明,单独的SCR催化剂对单质汞的氧化效果很小,氧化效率仅为7%,添加1%的氯化钙后氧化效率提高到79%。进一步的理论计算表明,氯化钙中的氯容易与V2O5表面的氧结合,起到改性SCR催化剂的作用,而Hg0在改性后的V2O5表面可以生成稳定的HgCl,其中HgCl一部分脱附到烟气中,一部分吸附在催化剂表面,有利于单质汞的氧化。     

火电厂SCR运行性能诊断技术

针对部分现役SCR装置运行过程中存在的氨逃逸浓度过大,系统阻力偏高,空气预热器ABS腐蚀及催化剂活性降低等问题,通过SCR运行性能诊断技术对某火电厂SCR装置的现场脱硝性能测试和催化剂实验室分析,全面评价了SCR装置的性能,提出了更换SCR催化剂,改造氨喷射系统等建议。SCR装置性能诊断技术为分析脱硝运行中的问题及科学制定催化剂更换管理策略提供了依据,该性能诊断的方法同样适用于其他类型机组的SCR装置。     

选择催化还原(SCR)脱硝技术在中国燃煤锅炉上的应用(上)

针对燃煤电厂采用高尘选择催化还原(SCR)脱硝装置时可能遇到的问题进行分析,并对设计SCR反应器和选择适合的催化剂方面提出了建议。在选择催化剂时,针对中国煤要考虑催化剂活性位潜在积灰,以及飞灰中高CaO含量所引起的催化剂的失活。以台山电厂600 MW机组和阳城电厂600 MW机组及美国肯塔基州Elmer Smith电站150 MW机组的SCR脱硝工程为例进行了说明。     

选择催化还原(SCR)脱硝技术在中国燃煤锅炉上的应用(下)

针对燃煤电厂采用高尘选择催化还原(SCR)脱硝装置时可能遇到的问题进行分析,并对设计SCR反应器和选择适合的催化剂方面提出了建议。在选择催化剂时,针对中国煤,要考虑催化剂活性位潜在积灰以及飞灰中高CaO含量所引起的催化剂的失活。以台山电厂600MW机组和阳城电厂600MW机组及美国肯塔基州Elmer Smith电站150MW机组的SCR脱硝工程为例进行了说明。     

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%。     

烟气脱硝技术及其技术经济分析

介绍了SCR、SNCR以及SNCR/SCR联合技术等3种脱硝技术,并引进了对电厂投资脱硝设备决策有重要意义的技术经济分析方法。主要考虑3种脱硝技术的设计参数及对电厂现有设备运行的影响;通过计算年费用、脱除每吨NOx的费用以及排污费、贷款政策对脱氮费用的影响等进行综合比较。将经济学的动态分析模型用于对烟气脱硝装置的经济评价,为电厂进行初步决策和可行性研究提供了依据。     

不同运行时间烟气脱硝催化剂性能对比分析

为研究运行时间对商用SCR烟气脱硝催化剂性能的影响,采用多种分析仪器对厦门某燃煤电厂SCR脱硝反应器中运行了10 080、25 145、30 288、40 368 h的催化剂（V2O5（WO3）/TiO2）进行试验与分析。试验结果表明：（1）SCR脱硝催化剂在运行30 000余小时后,SCR脱硝装置的脱硝效率低于60%,已不能满足燃煤电厂脱硝要求,需对催化剂进行更换或活性再生处理。（2）运行时间的增加会对催化剂孔道及内部介孔产生影响,从而间接影响脱硝效率。（3）随运行时间的延长,催化剂表面活性组分有一定的流失;催化剂表面水溶性离子和重金属元素均有增加的趋势。（4）4种催化剂试样表面未产生明显的活性组分与助催化剂二者的团聚,并且催化剂载体在运行了40 000余小时后仍保持锐钛矿晶型。     

燃煤锅炉脱硝工艺的选择

文章对中国燃煤锅炉的NOx排放现状和最新的环保标准进行了介绍,对包括低NOx燃烧器、OFA、烟气再循环和CCS在内的低NOx燃烧技术、SNCR和SCR烟气脱硝技术的应用情况进行了分析和比较,提出了燃煤锅炉的脱硝工艺选择原则和建议.     

华能福州电厂脱硝改造工程的设计和施工特点

基于氮氧化物的危害及国家的环保政策,华能福州电厂实施了选择性催化还原（selective catalytic reduction,SCR）脱硝改造工程。阐述了该改造工程的设计、施工难点及特点（包括工程钢结构、SCR脱硝装置本体、还原剂储存和制备系统、氨/烟气喷射与混合系统等）;分析了改造工程所涉及的设备改造问题;针对该工程设计和施工方面的不足之处,提出了建议。该工程的成功实施经验可供已建火电厂脱硝改造工作借鉴。     

波纹板式SCR催化剂性能检测及其失活原因分析

催化剂性能检测对火电厂烟气脱硝运行和管理有重要意义。选取了某电厂运行23 500 h的波纹板式催化剂（旧催化剂）和同品牌新催化剂,采用XRF,XRD,H2-TPR,DRIFT等手段进行微观性能表征并测试了其活性。结果表明：与新催化剂相比,旧催化剂中Fe、K、Na和Mg等元素的含量明显增多,比表面积和孔容分别下降了38.7%和14.3%,氧化还原性能和Bronsted酸性位数目均有较大程度的下降,脱硝效率由原来的96.2%下降为91.3%,活性系数下降25.3%;烟气飞灰中碱金属和碱土金属的毒害作用是催化剂活性下降的主要原因。指出：波纹板式催化剂易被飞灰堵塞,应保持催化剂吹灰装置良好运行,并利用机组停运机会对催化剂进行清灰,以提高脱硝效率和延长催化剂使用寿命。     

高含铝脱硝催化剂运行前后性能对比分析

为了研究催化剂载体中加入过多Al2O3粉末对催化效果及催化剂本身可能产生的影响,以某电厂安装的高含铝脱硝催化剂为研究对象,对其新催化剂和运行8 000 h后催化剂的表观、工艺特性、主要化学成分、微观结构、晶体结构和扫描电镜图像进行了对比分析。研究结果表明,运行8 000 h后催化剂中的Al2O3与烟气中SO2和SO3反应生成Al2（SO4）3,可造成催化剂的扭曲变形断裂、微观比表面积的急剧下降和催化剂晶体粒子板结,从而导致脱硝效率较大程度的下降。电厂应避免将高含铝的催化剂装入脱硝反应器。     

装设SCR脱硝装置对锅炉岛设计的影响及对预留方案的建议

2004年1月1日起火电厂建设开始执行新版GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准),对NO2排放的限制更加严格．并要求“第3时段火力发电锅炉须预留烟气脱硝装置空间”。针对新建大容量火电机组如何预留烟气脱硝装置空间的问题,概述目前国内外烟气脱硝技术的应用情况;分析采用SCR烟气脱硝装置后对锅炉岛的总体布置、锅炉钢结构、炉膛承压设计、空气颈热器性能和设计及对引风机风压等的影响;对于如何预留装设SCR脱硝装置的条件、预留到何种程度等提出建议：对SCR反应器布置空间预留．空气预热器的改造预留、引风机改造等提出了多个方案,设计时结合各火电工程的建设特点,选择合理预留SCR装置方案。     

燃煤电厂SNCR与SCR联合脱硝工艺在国内的首次应用

国华北京热电分公司成功应用SNCR+SCR联合脱硝工艺降低烟气NOx的排放,为了使SNCR达到更高的脱硝效率及更多尿素分解NH3,降低不必要的尿素用量,减少氨逃逸,通过分析SNCR+SCR脱硝工艺的机理.采用投入不同的燃烧器、不同层SNCR喷枪投入等进行组合,以及投入蒸汽扰动,摸索出了SNCR+SCR脱硝工艺运行的最佳...     

SCR脱硝系统最低连续喷氨温度的研究

目前国内选择性催化还原（SCR）脱硝机组普遍存在低负荷停止喷氨的问题,脱硝装置停运工况所对应的烟气温度称之为最低连续喷氨温度。出于技术保护的目的,以往引进国外技术的催化剂制造商得不到此温度的计算方法。为此,从硫酸氢铵（NH4HSO4）的生成机理出发,分析了NH4HSO4的结露过程,并结合催化剂的微孔毛细管冷凝现象,提出了一种计算最低连续喷氨温度的方法,该方法计算结果与工程实践有很好的耦合度。同时,根据烟气成分、脱硝效率、NOx入口浓度对最低连续喷氨温度的影响,结合运行经验,提出了“欠氨运行”概念,用以指导工程实践和脱硝系统的运行。