脱硝催化剂SCR备用层加装后对燃煤电厂运行影响分析

北极星环保网讯:摘要：分析了燃煤电厂催化剂备用层加装催化剂后，脱硝效率有了明显的增加，NOX排放浓度进一步降低，能达到燃气轮机排放限值。但是催化剂量的增加一方面增加了反应器压力损失，另一方面，催化剂的增量导致氨耗量的增加会加大氨逃逸的风险。

关键词：脱硝催化剂SCR；备用层加装；脱硝效率；氨逃逸；SO2/SO3转换率

按照《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）的要求，各火电厂煤粉锅炉进行NOX减排改造，SCR脱硝装置在改造设计安装时，催化剂基本设计形式为“2+1”，考虑适当的裕量，均留有一层预留层。2014年国家又对环保提出新的要求：

东部燃煤发电机组改造后大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值。目前有些电厂为了达到燃机排放标准进行催化剂备用层加装，致该厂的脱硝效率可提高至90%以上，但是催化剂量的增加一方面增加了反应器压力损失，另一方面，催化剂的增量导致氨耗量的增加会加大氨逃逸的风险。本文以河北某电厂催化剂备用层加装后运行为例分析催化剂各性能指标。

1催化剂备用层加装前后性能分析

本次以河北某电厂催化剂为例，2层和3层催化剂均选用配方相同、机械性能相同的蜂窝式催化剂（催化剂中二氧化钛含量为88.20%，三氧化钨含量为2.72%，三氧化二铝含量为1.27%，二氧化硅含量为4.44%，五氧化二钒含量为0.38%）对加层前后的脱硝效率、活性、氨逃逸、SO2/SO3转换率，压降等各个方面进行比照分析。

1.1试验方法

催化剂活性测试仪器为自制微型催化剂活性测试装置，主要组成部分为：气瓶组、气体混合加热器、模拟反应器和烟气分析系统。仪器示意图如下图1所示。将催化剂切割成截面为30×30mm，长度为300mm。

首先根据测试时要求的空速计算所需的烟气总量，并按烟气组分浓度计算各组分的流量（烟气主要组成为NOx为550mg/m3（标态干基6%O2），SO2为4600mg/m3（标态干基6%O2），O2为3.90%（湿基），H2O为6.79%；空速为3724h-1）；其次将待测催化剂放入模拟反应器内，并确保催化剂与反应器内壁之间密封良好，连接系统管路，通入N2，调节气体流量，检查系统的密封性；并将烟气混合器和反应器加热至模拟工况点温度（380℃），待烟气温度达到设定值后，通入模拟气体平衡3h；最后开启烟气分析仪测试功能，等待读数稳定，记录数据。根据进出口的NOx浓度计算得到催化剂试样的脱硝效率，再根据各试验结果得出活性值。

图1催化剂活性测试装置示意图

1.2试验结果分析

经过计算，催化剂备用层加装后，脱硝效率由87.5%提高到92.4%，氨逃逸由1.8ppm提高到2.0ppm，SO2/SO3转化率由0.81升高到0.85，压降由201pa升高到306pa。

2催化剂加层后电厂运行试验据分析

2.1现场测试方法

脱硝装置及辅助系统处于完好状态，脱硝装置入口NOX浓度、烟气量、温度等参数尽量接近设计值，运行稳定；氨区系统运行稳定，喷氨系统喷氨均匀，稳定，保证试验期间液氨品质稳定。在SCR反应器入口和出口烟道按照网格法测量，标定SCR入口和出口运行仪表。试验期间由DCS采集进出口烟气中NOX和O2的浓度，对试验过程中的值进行平均。实验测点的位置及布置图如图2。

3结论

增加一层催化剂后，脱硝效率有明显提高，NOx排放浓度有所下降，满足污染物从100降到50的标准，从而达到燃机的排放标准，高的脱硝效率和低的NOX排放浓度需要消耗更多的液氨，氨耗量的增加会加大氨逃逸的风险。根据氨逃逸测试结果可知，在此种工况下运行，氨逃逸明显超标，有一定的安全隐患。将进一步跟踪研究电厂催化剂的运行情况。

参考文献：

[1]GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准[s].

[2]《关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》的通知》

[3]张莉，朱跃，等.某火电厂选择性催化还原脱硝催化剂运行前后检测及数据分析[J].华电技术，2014，36（10）59-62.

《电力设备》2016年第22期 华电电力科学研究院 作者：张莉 王建峰 鄢传武

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