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SCR脱硝的潜在问题有哪些

北极星环保网来源:环保技术互联 HM2017/6/21 10:37:45我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:SCR脱硝 SCR工艺 脱硝催化剂

北极星环保网讯:由于SCR工艺对氮氧化物有高效的去除效果,适用于高标准排放限值的火电行业,一直以来,与该技术相关的工艺和设备备受火电行业的重视,国内脱硝技术发展初期全SCR关键技术和设备。然而随着大量项目的投运实施,SCR脱硝也暴露出一些潜在的问题,主要包括:SO3转化率增加,氨逃逸、空预器堵塞问题;流场的均匀性问题;催化剂的磨损问题;全负荷脱硝;废脱硝催化剂的处置等。

1.SO3转化率增加

由于燃煤电厂超低排放普遍采用增加催化剂用量的方式,预计SO2转化率将增加50%左右,SO3含量增加,导致的烟气排放蓝烟问题,加上超低排放要求的氨用量提供导致的氨逃逸量增加,这些叠加产生的气溶胶空气污染问题(目前法规并不控制SO3排放)、燃煤电厂空预器堵塞问题将逐渐突出。

2.氨逃逸、空预器堵塞问题

针对低负荷脱硝问题,国内企业进行了大量的努力,首先通过省煤器改造提高烟温,取得了很好的效果;在不具备省煤器改造条件的电厂,各企业正在研发的碱基吸附剂喷吹技术是控制SO3排放的主要技术手段,其主旨是在锅炉省煤器出口至SCR反应器一段低温烟道内,喷入碱性的吸收剂(钠基或钙基),使之与SO3充分混合,发生中和反应降低烟气SO3浓度,祛除烟气中的SO3。避免SO3与逃逸氨生成硫酸氢铵,减缓空预器堵塞、腐蚀,进而降低SCR喷氨温度,实现脱硝装置的全负荷运行。长远看,低温高活性SCR催化剂的开发也是烟气脱硝的必然发展趋势。

3.流场的均匀性问题

流场的不均匀会影响催化剂脱硝效率、带来催化剂的不均匀磨损和氨逃逸现象,通过调整烟道结构、安装导流叶片、加装整流格栅等措施,可以获得较好的烟气流场均匀性。在工艺设计阶段,可通过物理模型实验和计算流体力学(CFD)辅助设计等手段,来优化烟道结构和内构件设计,降低流场的不均匀度。

4.催化剂的磨损问题

催化剂的磨损问题是国内高灰煤、反应器流场、高硫煤烟气和流速设计等问题共同导致的。提高流场的均匀度对减轻催化剂的磨损有显著影响,另外,可以通过对催化剂制备工艺(钛钨粉制备方式、催化剂干燥方式、煅烧条件)等的改进,生产高活性、高强度的脱硝催化剂。

5.全负荷脱硝

SCR烟气脱硝低负荷下的投运问题亟待解决,因为在机组低负荷运行时,烟温下降,脱硝装置不能正常运行,但此时锅炉产生的NOx浓度是额定负荷的2~3倍。解决该问题有多种途径,低温高活性SCR催化剂的开发、碱基喷吹技术吸收SO3等都取得了一定的进展。

6.废脱硝催化剂的处置

失活催化剂的再生技术可使催化剂活性恢复到新鲜催化剂的90%以上,从而有效延长催化剂的使用寿命、降低更换新鲜催化剂的成本,并减少了废弃催化剂的处置费用和给环境带来的二次污染,实现资源的可循环利用。在废脱硝催化剂再生过程中,存在SO2氧化率较高、废水处理、不能再生和废弃催化剂的最终处理等问题。

废脱硝催化剂再生和回收技术发展中,需要关注催化剂的最终处理问题和部分不能再生催化剂的处理问题。SCR催化剂的设计使用寿命一般为十年,在未来几年,将会有大量的催化剂达到该使用寿命,如何对这部分催化剂进行妥善的最终处理是一个重大问题;另外,在每次再生时,都有部分催化剂因破损等物理结构破坏而无法再生,亟待开发废催化剂的回收技术来解决这些问题,以资源化利用为目标,提高过程经济性。

延伸阅读:

大型燃煤机组SCR脱硝系统优化

超低排放电站锅炉SCR脱硝装置的故障诊断及运行优化研究

SCR脱硝装置中整流格栅的优化设计

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