宽温度窗口SCR催化剂在燃煤烟气中的应用

2.3不同温度下氨逃逸随脱硝效率的变化

过量的喷氨会导致部分氨气来不及参与反应而逃逸，逃逸的氨与烟气中SO3和H2O在230℃时发生反应，生成NH4HSO4和(NH4)2SO4，具有黏性，在SCR系统下游设备内会形成堵塞和腐蚀，并且增大空预器的受热面，对锅炉排烟温度和锅炉效率也会产生较大的影响，因此氨逃逸是对催化剂性能考核的重要指标之一。

图4显示催化剂层温度分别在320，300，275℃时，不同脱硝效率下氨逃逸的变化趋势;为保证催化剂性能，本试验平台所使用的催化剂设计长期使用最低温度为275℃，且该温度下最高脱硝效率应不超过88.0%。从图中可以看出:脱硝效率＜88.0%时，氨逃逸率在0.15～0.75mg/m3，275℃下氨逃逸率略高于SCR常规温度窗口的氨逃逸。

脱硝效率＞88.0%时，继续增加脱硝效率，SCR反应器中NH3/NOx增大，受反应速率限制，氨逃逸率迅速增大;当脱硝效率为94.0%时，300℃温度下氨逃逸率为1.05mg/m3，320℃时的氨逃逸率增大至2.00mg/m3，均低于环保排放标准(2.50mg/m3)。因此，保证较低的氮氧化物出口浓度，又控制氨逃逸量不超过排放标准，该宽温度窗口SCR催化剂运行投入的脱硝效率建议不超过91.0%。

图4不同温度窗口下氨逃逸率随脱硝效率的变化

2.4 300h连续运行的效率及阻力变化

燃煤电厂使用的SCR技术大多属于高尘布置方式，即SCR系统安装在电除尘和脱硫塔之前，该环境下烟尘和硫氧化物含量较高，容易导致催化剂堵塞、中毒等，影响催化剂活性，因此研究催化剂长时间连续运行的脱硝效率变化和催化剂层阻力变化对指导催化剂的选择具有重要意义。

300h连续运行系统脱硝效率变化的时均值如图5所示，单层催化剂出入口压力及阻力变化的时均值如图6所示。连续运行期间测试了不同温度和不同脱硝效率工况下的出口NOx浓度及氨逃逸等，运行温度为275～339℃，脱硝效率为67.0%～94.0%。从图5中可以看出:连续运行300h，脱硝效率与NH3/NOx的变化趋势基本保持一致，说明该催化剂在长时间连续运行后脱硝活性没有受到明显影响。

图5连续运行300h脱硝效率变化

一般安装SCR脱硝装置之后，系统的阻力会增大，从而增加引风机的电耗;另外，在运行过程中，烟气中飞灰沉积在催化剂表面，堵塞催化剂孔道，会进一步造成系统阻力增加。工程上为缓解SCR系统阻力增大，通常采用吹灰的方式，将积灰吹到SCR下游装置中进行脱除。本系统中在每层催化剂入口安装了声波吹灰器，吹灰介质为压缩空气，周期为2h。

图6单层催化剂连续运行300h阻力变化

从图6中可以看出:SCR系统处于负压状态，单层催化剂入口压力为－1.2～－1.0kPa，出口压力为－1.4～－1.2kPa，单层催化剂阻力在0.2kPa左右，连续运行300h，阻力没有明显增大，说明催化剂孔道内没有产生堵灰现象，催化剂性能稳定。

3结论

1)当n(NH3)/n(NOx)＜0.92时，实测脱硝效率与理论脱硝效率基本一致;在n(NH3)/n(NOx)高于0.92时，实测脱硝效率开始低于理论脱硝效率，并且差值随n(NH3)/n(NOx)的增加继续增大。

2)SCR入口NOx浓度为115.00～130.00mg/m3，调节脱硝效率为88.0%左右时，常规温度窗口和低温窗口下NOx排放浓度可低于20mg/m3;该催化剂在低温窗口时的脱硝性能稳定，适合用于负荷波动较大的燃煤机组。

3)氨逃逸在低温窗口运行时略高于常规温度窗口，但仍低于环保标准2.50mg/m3(HJ562—2010);脱硝效率超过88.0%时，氨逃逸率迅速增大，该宽温度窗口SCR催化剂运行效率建议不超过91.0%。

4)连续运行300h，催化剂脱硝活性没有明显下降;配合声波吹灰，单层催化剂阻力没有明显增大。

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