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延长火电厂脱硝催化剂使用寿命的探究

北极星环保网来源:电力行业节能 常峥峰2019/4/11 10:54:55我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硝催化剂使 SCR脱硝 脱硝系统

北极星环保网讯:如今,各大燃煤电厂大多已经建立了自己的脱硝系统,并且已经开始正常运转,然而由于我国地域辽阔,各大燃煤电厂的烟气条件不尽相同,造成不能统一进行运行管理。通过分析脱硝系统在运行过程中可能遇到的问题及产生问题的原因,指导运行管理人员从问题着手,解决电厂中脱硝系统在运行中的各种问题,从而延长催化剂的使用寿命,降低电厂的运行成本。

我国煤炭资源丰富,这意味着在以后相对较长的一段时间内,火力发电仍然是我国电力供应的主要方式。火电厂需要燃烧大量的煤炭来供给热能来进行发电,而在这个燃烧过程中大量的氮氧化物、硫化物等有毒气体会被释放,这些气体会严重污染大气环境。

进入21世纪后,污染治理已经迫在眉睫,国家要求燃煤电厂实行超低排放。大多数燃煤电厂开始使用SCR烟气脱硝设备,该技术可以控制氮氧化合物以降低对大气的污染。SCR脱硝技术的原理较为简单,向烟气喷洒NH3等还原剂,可以使烟气中的氮氧化物被还原,生成N2和H2O。

该技术的缺点在于,SCR脱硝设备运行一段时间以后,由于各种原因会出现催化剂活性下降,脱硝效率降低的情况。因此,分析SCR脱硝设备效率降低的原因[4],并针对这些原因采取有效的措施,对提高燃煤电厂脱硝效率,减少运营成本具有十分重要的意义。

脱硝设备运行过程中,加强对电厂运行人员的管理,可以增加催化剂的实际使用寿命[6]。延长催化剂使用寿命是一个系统工程,它需要催化剂生产商及燃煤电厂用户从不同的角度优化和改进脱硝催化剂生产及使用过程,来延长催化剂的使用寿命,并且确保系统正常运行。文中主要从电厂脱硝运行管理方面介绍延长催化剂使用寿命的问题。

1 催化剂的运前管理

催化剂的使用寿命一般为两千多小时,催化剂厂商必须要在催化剂出厂前进行性能检测,并结合烟气条件等调整催化剂的配方,以确保催化剂在使用寿命内满足脱硝活性、效率、SO2/SO3转化率等指标的要求,来符合燃煤电厂的使用要求。

催化剂厂家应根据电厂的具体情况具体对待催化剂的设计,包括机组容量、煤质成分、烟气条件等都是需要考虑的情况,以此来选取合适的催化剂节距和配方。同时,足够的催化剂体积量也是保证催化剂使用寿命的必要条件。

2 催化剂的运行管理

正确的运行操作方式可以延长催化剂的使用寿命,并可保证脱硝系统能够长期运行。由于超低排放的技术才刚开始推广,目前,电厂的烟气脱硝还处于探索并逐渐增加经验的阶段。在实际运行过程中,烟气流量、烟气温度、流场均匀性、积灰、压降等都会影响催化剂的使用,因此,在运行操作管理中,这些指标需要被密切关注。

2.1烟气流量与均匀性

在催化剂的实际运行过程中,烟气流量均匀性是一项十分重要的指标。烟气流量不均匀会导致催化剂局部阻塞,甚至会发生催化剂垮塌的现象。催化剂的气流不均会造成局部积灰严重阻塞,而这必然会导致催化剂其他孔道内烟气速度流动过快,而烟气中颗粒物对催化剂的磨损与烟气流速成正比,可见气流不均会导致烟气速度增加,从而又会加速其他催化剂磨损,造成恶劣循环,直到催化剂失效。

在催化剂的使用运行中,反应器四周的位置特别是靠近锅炉一侧往往最容易形成局部积灰。运行管理人员需注意,一旦发现有流量不均的情况出现,可以在后期改造时有针对性地对局部进行增加或调整导流板的操作来减少流量不均的影响。

2.2烟气运行温度管理

脱硝催化剂具有一定的运行温度,该温度不仅决定催化剂还原反应的速度,而且直接决定催化剂的活性和使用寿命。一般火电厂脱硝运行温度应控制在320~440℃之间。

当温度低于催化剂适用温度时,催化剂会产生副反应,NH3会与SO3反应生成(NH4)2SO4或NH4HSO4,而NH3的减少会造成催化剂脱硝效率下降,同时,副反应生成的(NH4)2SO4或NH4HSO4具有黏性,其会附着在催化剂的表面,进一步阻塞催化剂的孔道,造成催化剂的活性降低。

延伸阅读:

SCR脱硝催化剂失活原因分析及再生研究

防止脱硝催化剂金属中毒、催化剂表面污堵的技术措施

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