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了解SCR脱硝催化剂应用的注意事项?

来源:优悠脱硝设备      2022/9/18 10:10:05      点击:

【杭州SCR脱硝设备www.xqfqcl.net】SCR脱硝催化剂应用的注意事项?

根据催化剂的特点和中国煤炭燃烧的特点,指出在使用脱硝催化剂时应注意催化剂堵塞、活性降低等问题。介绍了催化剂在工业应用中的注意事项及相应的解决办法。

中国火电厂使用的煤炭受到中国煤炭资源和燃料供应政策的限制。使用的煤质量一般较差,灰分、硫含量等有害杂质含量一般较高。所以当使用SCR催化剂的碱性,碱土金属燃料、砷、和蒸汽的燃烧,粉煤灰、硫和硫酸铵等都会影响催化剂的使用,这些成分通过扩散到催化剂的活性,催化剂的活动水平,逐步将钝化的催化剂,催化剂活性随运行时间降低,NOx减排效率降低,氨耗增加,氨逸出增加,SCR脱硝系统因有害元素的影响而运行成本增加。

1. 碱金属的作用

碱金属与催化剂表面接触会降低催化剂活性。碱金属在催化剂上的沉积导致催化剂表面酸性显著降低。相同摩尔浓度的K的中和作用强于Na。K优先配位于or的OH根,K20由反应生成。K干扰氨活性中间种NH4+的形成,从而导致催化剂的钝化。避免水蒸气在催化剂表面凝结,可以减少碱金属积累对催化剂活性的影响。

2.碱土金属的影响

碱土金属催化剂中毒主要是由于粉煤灰中游离CaO与催化剂表面的吸附反应引起的,导致催化剂表面结垢,结垢会覆盖催化剂表面,阻止反应物向催化剂扩散。适当增加吹灰频率可以减少飞灰在催化剂上的沉积,减少CaO在催化剂表面的沉积是减缓催化剂中毒的有效手段

3.砷的作用

砷(As)来自煤,以挥发性形式分散在烟气中,进入催化剂,并在活性区和非活性区固化,还以氧化物的形式吸附在飞灰颗粒上。砷中毒过程中,反应气体在催化剂中的扩散受到限制,通道被破坏。催化剂As中毒会导致砷在循环过程中富集,特别是在液相结渣炉和粉煤灰循环过程中。以氧化物形式存在的砷,其毒性作用归因于其碱性。这导致OH根被as-OH(表面砷酸盐)取代。砷中毒后氨不易吸附到催化剂的活性点,导致催化剂活性下降。

在使用过程中可以使催化剂表面对砷不起活性,通过对催化剂表面进行酸控,达到吸附保护的目的,使催化剂表面不吸附砷氧化物;另一种方法是通过高温煅烧,主要以钒钼混合氧化物的形式,提高活性位点,获得稳定的催化剂表面,使As的吸附位置不影响SCR的活性位点。

4.水蒸气的影响

大多数运行中的烟气SCR脱硝装置应避免水汽凝结。水凝结在催化剂上,会将有毒物质(碱金属、钙、镁)从粉煤灰中转移到催化剂上,导致催化剂失活。另外,飞灰会硬化,堵塞催化剂,使吹灰装置的性能下降。燃油锅炉中毒危险性大,主要是因为水溶性碱金属含量高。如果锅炉使用生物质燃料,由于水溶性钾含量高,中毒变得更加严重。

5.粉煤灰的影响

粉煤灰是催化剂堵塞的主要原因之一。粉煤灰中的小颗粒沉积在催化剂的孔隙中,阻止NOx和NOx到达催化剂表面,从而导致催化剂失活。同时,粉煤灰易造成催化剂磨损。减少催化剂堵塞和磨损的主要措施有:

1)利用CFD计算机数值模拟和物理模型试验对流场设计进行优化,调整SCR反应器内的流动分布,避免烟气流动出现低速区或死角。

2)在每一层催化剂上方安装吹灰器,定期对催化剂进行净化。

3)在催化剂中选择合适的烟气速度,在保证烟气阻力小、磨损小的条件下,还能有效利用烟气的流动,避免灰堵。

4)对催化剂采用顶部硬化技术,改善催化剂磨损。

6.硫和铵盐的影响

硫和硫铵盐是催化剂堵塞的另一个主要原因。它是SCR催化剂的主要活性成分,也促进氧化生成。而在250℃时,体系易形成硫铵盐。硫铵盐不仅会堵塞催化剂通道和微孔,还会造成下游换热设备的粘附。

7.烧结现象

当温度上升到450℃时,催化剂发生烧结,导致催化剂失活。因此,在设计SCR反应时,我们选择合理的反应温度范围,通常最佳反应温度为360℃。

8.小计

(1)工程上应用最广泛的SCR催化剂主要由TiO2、V2O3、WO2、MnO2等氧化物组成。

(2)在SCR的应用过程中,碱金属、碱土金属、砷中毒、硫和硫化铵、烧结等因素的影响会导致催化剂钝化,应采取相应的措施防止。

(3)催化剂的研究方向应满足国内工程的需要,着重于高活性催化剂的设计和制备,改善催化剂的组成,提高催化剂的活性,降低催化剂的成本,增加催化剂的寿命。

(4)在催化剂的实际工程应用中,要通过合理的流场设计防止飞灰的沉积,并定期对催化剂进行清洗;控制温度,防止催化剂烧结;催化剂不使用时应加以保护。


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