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下面介绍几个典型案例。
1)高尘布置SCR:Mergestetten水泥厂[3-5]
该厂(见图5)使用的是3000t/d熟料的水泥窑(实际日产约2500t),使用的是二次燃料(替代燃料)。2010年4月开始安装催化剂并进行脱硝,期间进行了各类试验。该厂一直采用CERAM的脱硝催化剂,最开始安装了3层(2、3、4层为催化剂,第1层为非催化剂)正六边形催化剂(长度为1.3m),同年7月将第1层也换成了催化剂(催化剂长度0.6m),其催化剂的安装变化见表4。
图5德国Mergelstetten水泥厂
表4Mergelstetten水泥厂的SCR催化剂安装变化
烟气中含尘浓度为60~100g/Nm3,为典型的高尘配置,烟气温度为370~400℃,由于温度较高时可使催化剂载体二氧化钛的烧结加剧,比表面积下降,使得催化剂的活性降低快。后来改为喷水降温,将温度控制在370℃左右后,催化剂的快速失效得到了缓解稳定。该厂的还原剂主要使用25%的氨水,并对SNCR及SCR的单独使用和混合使用进行了还原剂用量的比较(见图6)。结果发现SCR系统的氨水用量约为3.5kg/t熟料,不到SNCR单独使用时的一半。
图6SNCR以及SCR还原剂氨水用量的月平均比较
表5粉尘中有害元素的含量mg/kg
注:①两个数据表示两次测定结果;②表示多次测定结果的范围。
表5为粉尘中某些有害元素的含量。可以看出,与传统燃煤火电厂的烟尘相比,铊(Tl)的含量较高(燃煤火电中一般没有铊中毒问题)。但试验中表明在高尘布置下,铊引起的催化剂中毒只是中等程度。这主要是由于水泥粉尘中的铊一般富集在细粉尘中(见图7)。高粉尘条件下铊平均浓度不高,所以高尘条件的催化剂的铊中毒没有半尘时严重(在欧洲的一些水泥厂的半尘SCR脱硝示范试验中有更严重的铊中毒的报告[6])。
图7粉尘及粉尘中铊(Tl)含量随粉尘粒度的变化
该厂通过几年的运营,总结了自己的经验,脱硝率以及氨逃逸都满足了预期的要求。该厂现在共使用4层催化剂,操作稳定,每年更换一层催化剂。根据他们的计算,SCR的运营成本约为1.12欧元/吨熟料,并指出该成本还有改善余地。
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