SCR催化剂活性评估对NOx超低排放影响

2化学寿命预测

催化剂化学寿命是指NOx排放浓度、逃逸氨浓度和SO3转化率中任何一个指标大于设计值时,催化剂的实际运行时间。SO2的氧化是SCR选择性催化剂还原反应的一个副反应,通过合理的催化剂配方可有效控制。因此,一般可通过对催化剂出口NOx浓度和逃逸氨浓度的测算来预测催化剂化学寿命。

催化剂出口NOx浓度及逃逸氨浓度的主要影响因素有催化剂活性（K）、运行时间（T）、烟气量（Qgas）、催化剂体积（V）、比表面积（F）、进口NOx浓度（Cin,NOx）及氨浓度（Gin）等,一般可用如下数学模型进行表征。

图2催化剂化学寿命系数

由图2得出,γ值在0附近波动,表明用该模型预测的化学寿命与理论化学寿命基本相符。

3脱硝效率

3.1催化剂活性与效率的关系

NOx实现超低排放后,大部分机组SCR脱硝效率在85%~90%。由式（4）可得,在氨氮摩尔比一定的情况下,某电厂初装催化剂脱硝效率与活性关系如图3所示。

图3脱硝效率与催化剂活性的关系

根据实践经验,SCR初装催化剂初始活性K0一般为35~40m/h,末期活性值一般在25m/h左右。由图3可以看出,随着催化剂活性的衰减,脱硝效率逐渐下降,当催化剂活性大于末期活性值时,脱硝效率降幅较小;当催化剂活性小于末期活性值时,脱硝效率降幅很大。

因此,实际运行中需定期对催化剂活性定行检测,掌握活性衰减的动态,制定好催化剂化学寿命管理策略。NOx超低排放改造中,大部分机组催化剂方案为加装备用层催化剂,小部分SCR装置投运早的机组采用再生或更换现有催化剂方案,因此,改造前对现有催化剂活性的评估尤为重要,以避免由于整体催化剂活性偏低,导致NOx排放浓度不达标、逃逸氨浓度高及空气预热器堵塞等问题的出现。

3.2氨氮摩尔比与效率关系

文献[11,12]的研究结果表明：脱硝效率均随着烟气停留时间的增加而有所增加;随着氨氮摩尔比由0.6增加到1.0,脱硝效率也明显增加,但当氨氮摩尔比大于1.0后,脱硝效率趋于平衡。图4为烟气停留时间在0.19s时,氨氮摩尔比与脱硝效率的关系,图4中虚线为氨氮摩尔比在0.1~0.6,脱硝效率变化的趋势线。

图4氨氮摩尔比与脱硝效率的关系

延伸阅读：

SCR烟气脱硝系统上层催化剂磨损原因分析

SCR脱硝催化剂硫酸钙失活及再生试验

21张图为您解密一支脱硝催化剂的前世今生