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　　SCR法脱硝催化剂

　　催化(hua)剂是电厂(chang)SCR工艺(yi)的核心,它约占其投(tou)资的l/3。为了使电站安(an)全、经济运(yun)行,对SCR工 艺(yi)使用的催化(hua)剂应达到下列要求:

　　———低温(wen)度时(shi)在(zai)较宽温(wen)度范(fan)围具有较高的活性

　　———高(gao)选择性(xing)( SO2 向(xiang)SO3 转(zhuan)换率和(he)其(qi)他方面作用低(di)即副(fu)反应(ying)少)

　　———对(dui)二氧化硫(liu)( SO2 ) 、卤族酸(HCl, HF)和碱金属(Na2O、K2O)和重金属(如As)具有化学 稳定性(xing)

　　———克服强烈(lie)温(wen)度波动的(de)稳定性(xing)

　　———对于烟道压力(li)损失小

　　———寿命长、成本低理想的催化剂应具有(you)以下优点: 1. 高活(huo)性; 2.抗(kang)中毒能力(li)强(qiang); 3. 好的机械强(qiang)度和耐(nai)磨损性; 4. 有(you)合(he)适的工作温度区间。

　　9.SCR法催化(hua)剂基本概念

　　催化剂种类

　　形(xing)状(zhuang):**初开发的催化(hua)剂是粒(li)状(zhuang)的。现在为(wei)了(le)防(fang)止催化(hua)剂层被粉(fen)(fen)末堵塞,减(jian)少压力的损失,而采用(yong)蜂窝(wo)状(zhuang)催化(hua)剂。这种催化(hua)剂可根据排(pai)气中粉(fen)(fen)末浓度(du)选定格(ge)子的间距(ju)。图1是蜂窝(wo)状(zhuang)催化(hua)剂的外观(guan)照片

　　组成(cheng)(cheng)(cheng):一般,催(cui)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)是(shi)由①基材(cai)(构成(cheng)(cheng)(cheng)催(cui)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)的(de)骨架) 、②载体(ti)(使活(huo)性(xing)金(jin)属成(cheng)(cheng)(cheng)分能够较好的(de)分散合保持的(de)材(cai)料)以及(ji)(ji)③活(huo)性(xing)金(jin)属(起(qi)催(cui)化(hua)(hua)作用的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)分)构成(cheng)(cheng)(cheng)。但现在(zai)使用的(de)蜂(feng)窝(wo)状催(cui)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)不是(shi)用基材(cai)的(de),它是(shi)把载体(ti)材(cai)料本身作为(wei)基材(cai)制成(cheng)(cheng)(cheng)蜂(feng)窝(wo)状。表1为(wei)催(cui)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)的(de)结构及(ji)(ji)其功能。

　　催化剂性能

　　对催(cui)(cui)化(hua)剂(ji)性能(neng)(neng)影响较大的(de)因素有(you)反应(ying)温(wen)度、催(cui)(cui)化(hua)剂(ji)量、氨的(de)注入量,如图(tu)3所(suo)示。由于在(zai)(zai)250～450 ℃(**好是350～400 ℃) ,催(cui)(cui)化(hua)剂(ji)有(you)**佳活性,通常脱硝反应(ying)设定在(zai)(zai)这个温(wen)度范围内。当反应(ying)温(wen)度不在(zai)(zai)这个温(wen)度范围内时(shi)(shi),催(cui)(cui)化(hua)剂(ji)的(de)性能(neng)(neng)将降低,尤其是在(zai)(zai)高(gao)温(wen)区域使(shi)用时(shi)(shi),由于过(guo)热(re)促使(shi)催(cui)(cui)化(hua)剂(ji)的(de)表面被烧结,使(shi)催(cui)(cui)化(hua)剂(ji)寿(shou)命降低。

　　但是,**近随着脱(tuo)硝装(zhuang)(zhuang)(zhuang)置适用(yong)范围(wei)的(de)(de)扩大,同(tong)时也要求催(cui)化剂的(de)(de)使用(yong)温(wen)(wen)度(du)范围(wei)扩大,如适用(yong)于反应温(wen)(wen)度(du)200 ℃的(de)(de)垃圾焚(fen)化炉(lu)(袋滤(lv)器出(chu)口(kou)处设(she)置的(de)(de)脱(tuo)硝装(zhuang)(zhuang)(zhuang)置)的(de)(de)低温(wen)(wen)催(cui)化剂,或者是适用(yong)于反应温(wen)(wen)度(du)超过550 ℃的(de)(de)单循环(huan)气轮机(在气轮机出(chu)口(kou)处设(she)置的(de)(de)脱(tuo)氮装(zhuang)(zhuang)(zhuang)置)的(de)(de)高温(wen)(wen)脱(tuo)硝催(cui)化剂，如图(tu)2所(suo)示(shi)。催(cui)化剂反应温(wen)(wen)度(du)的(de)(de)依赖特性是由催(cui)化剂的(de)(de)各种活性成(cheng)分(V2O5、WO3 等)的(de)(de)含有浓度(du)以及(ji)比例所(suo)决定的(de)(de)。

　　图2

　　催(cui)(cui)化剂(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)是根据(ju)脱(tuo)硝(xiao)装(zhuang)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)设计(ji)能力和(he)操作要求来决定的(de)(de)(de)(de)(de)(de),增加(jia)催(cui)(cui)化剂(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)可以提高脱(tuo)硝(xiao)性能。在实际(ji)中,催(cui)(cui)化剂(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)初(chu)期充(chong)填(tian)量(liang)(liang)(liang)(liang)是设计(ji)要求的(de)(de)(de)(de)(de)(de)**适量(liang)(liang)(liang)(liang)和(he)使用期间的(de)(de)(de)(de)(de)(de)损失量(liang)(liang)(liang)(liang)之和(he)。一般用SV 值[ SV值=处理(li)气体量(liang)(liang)(liang)(liang)(m3 (Vn ) /h ) /催(cui)(cui)化剂(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)(m3 ) ]来表示(shi)催(cui)(cui)化剂(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)充(chong)填(tian)量(liang)(liang)(liang)(liang)指标(biao)。脱(tuo)硝(xiao)反(fan)应时,排放(fang)气体中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)NOx 和(he)注入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)NH3 几乎是以1: 1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物质(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)(liang)之比进行反(fan)应,因此(ci)在相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)催(cui)(cui)化剂(ji)(ji)充(chong)填(tian)量(liang)(liang)(liang)(liang)下,通过增加(jia)NH3 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)注入(ru)量(liang)(liang)(liang)(liang),也会使NH3的(de)(de)(de)(de)(de)(de)泄(xie)漏量(liang)(liang)(liang)(liang)增加(jia),所以在决定氨浓度和(he)催(cui)(cui)化剂(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)时必须考虑对脱(tuo)硝(xiao)装(zhuang)置(zhi)后部机器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影响。

　　NH3 量(liang)的(de)(de)注(zhu)入(ru)指标用注(zhu)入(ru)的(de)(de)NH3 和处理气体中(zhong)的(de)(de)NOx 的(de)(de)物质的(de)(de)量(liang)(容量(liang))之比(NH3 /NOx )表示(shi),一(yi)般根据(ju)所要求(qiu)的(de)(de)脱硝(xiao)装置性能(neng)(neng)来设定NH3 /NOx。排放气体中(zhong)含有(you)的(de)(de)其他成分,如(ru)水(H2O)、氧气(O2 )等,对(dui)(dui)脱硝(xiao)性能(neng)(neng)仅有(you)很小(xiao)的(de)(de)影(ying)响,而SOX、NOx、N2 则没有(you)影(ying)响。但是,因NH3 的(de)(de)注(zhu)入(ru)量(liang)是根据(ju)NH3 和NOx 的(de)(de)物质的(de)(de)量(liang)之比决(jue)定的(de)(de),所以NOx 浓度对(dui)(dui)NH3 泄漏浓度有(you)影(ying)响

　　催化(hua)剂性能(neng)随时间的变化(hua)

　　在(zai)工(gong)业装置实际运行时,随使(shi)用(yong)时间(jian)的增加,催(cui)化剂(ji)性能的下降(jiang)是(shi)不可(ke)避免的,其(qi)性能下降(jiang)的

　　程度(du)随工(gong)业装(zhuang)置运行(xing)条(tiao)件(燃(ran)(ran)料性质(zhi)、处理气体温度(du)等)而(er)有(you)所不同。通常(chang)是以一定(ding)反(fan)应(ying)条(tiao)件下(xia)的反(fan)应(ying)速度(du)常(chang)数(它随着催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)(ji)种类和反(fan)应(ying)温度(du)而(er)变化(hua)(hua))来评价催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)(ji)。催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)(ji)的性能随着使用时间的增加而(er)下(xia)降,当其性质(zhi)不能满足(zu)设计要求(qiu)时,就(jiu)需要更换催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)(ji)。催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)(ji)从开(kai)始使用到换用时为(wei)止的时间被(bei)称为(wei)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)(ji)的寿(shou)命(ming)。但是催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)(ji)的寿(shou)命(ming)与(yu)机械零件的寿(shou)命(ming)不同,催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)(ji)寿(shou)命(ming)的长(zhang)短也有(you)很(hen)大差异。工(gong)业脱硝中,催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)(ji)寿(shou)命(ming)随工(gong)业装(zhuang)置的种类而(er)有(you)所不同,一般燃(ran)(ran)煤锅(guo)炉(lu)为(wei)5～6 a,燃(ran)(ran)油锅(guo)炉(lu)为(wei)7～8 a,燃(ran)(ran)气锅(guo)炉(lu)为(wei)8～10 a。

　　对(dui)于煤粉炉(lu),我们推荐脱硝装置选用蜂窝状催化剂(ji),原因如下:

　　1)在燃煤锅(guo)炉的脱硝(xiao)装置上(shang),蜂窝状(zhuang)催化剂应用**广(guang)泛。

　　2)同(tong)波纹式(shi)、板(ban)式(shi)催化剂(ji)(ji)相(xiang)比,蜂窝状(zhuang)催化剂(ji)(ji)有如(ru)下优(you)点,如(ru)表2所示。

　　11.工艺流程简图