盐田垃圾焚烧发电厂低温SCR催化剂再生介绍

摘要：本文介绍了盐田垃圾焚烧发电厂烟气低温SCR脱硝催化剂失效原因分析、再生过程及注意事项，并对再生系统优化提出了建议。

关键词低温SCR 催化剂 再生

盐田垃圾焚烧发电厂2003年建成投产，配置2台225吨/日炉排炉垃圾焚烧线、1套6.5MW汽轮发电机组，2016年烟气处理系统技改，增加低温SCR脱硝系统，目前烟气处理系统流程为：SNCR脱硝+半干法脱酸+活性炭吸附+干法脱酸+布袋除尘+SCR脱硝。

一、盐田垃圾焚烧发电厂低温SCR脱硝简介

盐田厂SCR脱硝设计运行温度180±5℃，设计脱硝效率大于68%，还原剂为浓度25%的氨水，氨逃逸<5mg/Nm3，采用低温蜂窝催化剂，2+1层布置，每层安装4个模块，并留有4个测试块，催化剂寿命不低于3年。系统设有SGH蒸汽-烟气加热器，将布袋除尘器出口烟气由155℃左右加热到180±5℃，SCR反应器入口设有经CFD数模的烟气整流装置；氨水先经喷枪雾化，再由加热后的自然空气汽化喷入烟气中，氨气喷入口附近设有喷氨格栅保证烟气、氨气混合均匀；设有在线声波清灰系统，运行中定时进行催化剂清灰；2套SCR脱硝装置设有1套催化剂在线热再生系统。SCR脱硝入口烟气条件如下：

因为SCR设计运行温度180℃，处于硫铵生成温度区间，如图1所示，为减少硫铵对脱硝效率的影响，延长再生周期，要求SCR入口烟气SO2≦30mg/Nm3，烟尘≦10mg/Nm3。

盐田厂SCR脱硝2017年3月投入运行，6月通过环保验收，脱硝效率在80%以上，NOx排放浓度均值低于50mg/Nm3（11% O2）。2018年3月开始，SCR脱硝效率开始有明显的下降趋势，盐田厂先后排查了SCR入口烟气指标、在线仪表准确性等，均未发现明显异常。6月8-12日，分别对2#、1#线SCR催化剂进行热再生，因为效率下降的具体原因不明确，另外再生系统密封及保温性不足，再生后效果不明显。为查找原因，盐田厂将不同运行时间的催化剂测试元件送往催化剂厂家进行检测分析。

2.1、催化剂成分分析

催化剂厂家对运行不同时间后催化剂的主要成分、微量成分进行了检测，结果如图1、图2所示。

图1：催化剂主要成分变化[2]

图2：催化剂微量成分变化[3]

依据图1的检测结果，运行不同时间后催化剂主要成分没有明显变化，依据图2的检测结果，运行不同时间后催化剂中Ca2+、Fe、SO3均有增加，其中SO3增加比例较大，说明催化剂在使用过程中有硫铵生成并沉积下来，脱硝效率下降极有可能是硫铵污染造成的。

2.2、催化剂活性分析

催化剂厂家对运行不同时间后催化剂模拟实际生产条件进行了再生，检测了再生前后催化剂活性及脱硝效率，结果如表2所示。

通过对催化剂测试块的成分检测、再生前后脱硝效率及活性分析，可以判定SCR脱硝效率下降是硫铵污染引起的，根据硫胺的理化性质，可以通过加热再生进行恢复。

三、催化剂再生

3.1、再生系统介绍

盐田厂SCR脱硝系统配置了催化剂在线热再生装置，主要针对硫铵污染进行催化剂再生，再生系统流程如图3所示。

反应器及烟道内的烟气经过电加热器加热后，从SCR反应器底部进入，不断地内部循环加热，升温到350℃-400℃后，循环保温一定的时间，待硫铵分解为气态的硫氧化物及氨气，将再生废气排入布袋除尘器入口，同时补充环境空气，持续置换一段时间，同时检测废气中硫氧化物和氨气的含量，待硫氧化物和氨气含量稳定后，逐步降温到常温，再生结束。

3.2、再生操作

为了保证再生效果，对再生系统加热器及保温进行完善，参照催化剂厂家提供的再生操作温度控制曲线（图4），2018年10月5日，盐田厂开始进行催化剂再生，并根据再生过程中的实际情况，对再生不同阶段的时间、温度进行了调整。

图4催化剂再生温度控制曲线[5]

①SCR催化剂再生投运后脱硝效率逐渐回升，7天内脱硝效率达75%左右，已满足SCR运行要求，但没有达到预期效果（80%以上）。

②再生设备长时间备用，存在温度检测不准确、加热器控制故障、人工检测不熟练等因素，影响再生进度。

③再生系统设计废气不能彻底排放，且置换时间过长，部分硫铵在降温过程中再次沉积在催化剂表面，影响了再生效果。

④催化剂再生温度需结合各家催化剂理化性能，确认承受再生温度范围，避免损伤催化剂。

四、结论

4.1、垃圾焚烧发电厂烟气低温SCR脱硝催化剂再生前，应进行催化剂成分、活性分析，找到真正的原因，制定针对性的再生方案。

4.2、由硫铵引起的SCR脱硝效率下降，可以通过配置在线加热再生设备进行再生解决。

4.3、再生系统设备要定期维护，保证在再生时仪表检测准确、阀门关闭严密、保温效果好。

4.4、再生风在反应器内流场均匀分布，反应器内再生废气排放彻底对再生效果影响较大，需要从设计方面改进。

参考文献：

[1]盐田垃圾焚烧发电厂烟气SCR低温脱硝系统初步设计。

[2]、[3] 、[4]盐田垃圾焚烧发电厂的抽出催化剂评价及加热再生试验。

[5]盐田盐田垃圾焚烧发电厂烟气SCR低温脱硝催化剂再生方案。