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  1. 山東臨沂綠楠環保科技有限公司  

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    來自:山東臨沂綠楠環保科技有限公司 發布日期:2020-2-17
    核心提示:臨沂環保設備—臨沂環保工程—綠楠環保關于SCR脫硝催化劑應用注意事項


    根據催化劑的特點及我國燃煤特性,指出了脫硝催化劑在使用中應注意催化劑堵塞、活性降低等問題,通過機理分析導致催化劑性能降低的主要原因有堿性金屬影響、堿土金屬影響、砷中毒、硫及硫銨影響、燒結等因素。介紹了催化劑在工業應用中的注意事項及相應的解決方案。

    我國火電廠用煤受我國煤炭資源和燃料供應政策的制約,燃煤的品質通常較差,燃煤的灰分、硫分等有害雜質含量普遍較高。因此在使用 SCR催化劑時燃料中的堿金屬、堿土金屬、砷,以及燃燒后產生的水蒸氣、飛灰、硫及硫銨等都對催化劑的使用造成影響,這些成分通過擴散進入催化劑的活性點,占據著催化劑活性點位,催化劑將逐漸被鈍化,催化劑的活性隨著運行時間的推移而降低,NOx還原效率下降,氨耗量增加,氨逃逸量增加,SCR系統運行成本將因有害元素的影響而上升。

    1 堿金屬的影響

    堿金屬與催化劑表面接觸,會使催化劑活性降低 。堿金屬在催化劑上沉積導致催化劑表面酸性大大降低,相同摩爾濃度的 K 與 Na 相比,K 中和效果更強。K 優先配位到或者上的 OH 根上,K20與反應生成,K 干擾了氨活性中間物種 NH4+的形成,從而導致催化劑的鈍化。避免催化劑表面水蒸氣的凝結,可降低因堿金屬在催化劑表面積聚對催化劑活性的影響。

    2 堿土金屬的影響

    堿土金屬使催化劑中毒主要是飛灰中游離的CaO與催化劑表面吸附的反應生成而產生的,引起催化劑表面結垢,會將催化劑表面遮蔽,從而阻止了反應物向催化劑內擴散。通過適當增加吹灰頻率,可降低飛灰在催化劑上的沉積量,降低 CaO 在催化劑表面的沉積量是減緩催化劑中毒的有效手段

    3 砷的影響

    砷(As)來源于煤,在煙氣中以揮發性的形式存在分散到催化劑中并固化在活性、非活性區域,同時也會吸附在飛灰顆粒上(以氧化物的形式)。在砷中毒的過程中將使反應氣體在催化劑內的擴散受到限制,且通道遭到破壞。催化劑發生 As中毒,特別是在液態排渣爐和飛灰再循環的過程中,會導致循環過程中砷的富集。以氧化物為形式的砷為例,它的中毒影響歸結于它的堿性。導致 OH 根被 As-OH(分布于表面的砷酸鹽)所取代。催化劑砷中毒后,氨不易吸附到中毒的催化劑活性點上,從而導致催化劑活性的降低。

    在使用過程中可使催化劑表面對砷不具有活性,通過對催化劑表面的酸性控制,達到吸附保護的目的,使得催化劑表面不吸附氧化砷;另一種方法是改進活性位,通過高溫煅燒獲得穩定的催化劑表面,主要采用釩和鉬的混合氧化物形式,使As吸附的位置不影響SCR的活性位。

    4 水蒸氣的影響

    對于大多數運行中的煙氣 SCR脫硝裝置中,都應避免水蒸氣的凝結。凝結在催化劑上的水會將飛灰中的有毒物(堿金屬,鈣,鎂)轉移到催化劑上,從而導致催化劑失活。另外會使飛灰硬化并阻塞催化劑,使吹灰裝置的性能下降。燃油鍋爐中毒的危險較大,主要是由于水溶性堿金屬含量較高。如果鍋爐燃用生物質燃料,中毒現象會變得嚴重,這是因為這些燃料中水溶性的K含量較高。

    5 飛灰的影響

    飛灰是造成催化劑堵塞的一個主要原因,飛灰小顆粒沉積在催化劑孔隙中,阻礙 NOx、 和到達催化劑表面,從而引起催化劑失活。同時飛灰還容易造成催化劑的磨損。降低催化劑堵塞和磨損的措施主要有:

    1)利用 CFD 計算機數值模擬和物理模型試驗,優化流場設計,來調節 SCR反應器內的氣流分布,避免出現煙氣流動低速區或死角。

    2)在各層催化劑上方安裝吹灰器,對催化劑進行定期吹掃。

    3)選用合適的催化劑內的煙氣速度,在保證較小煙氣阻力和低磨蝕的情況下,又能有效地利用煙氣的流動避免堵灰。

    4)對催化劑采用頂端硬化技術,改善催化劑磨損。

    6 硫及硫銨鹽的影響

    硫及硫銨鹽是造成催化劑堵塞的另一個主要原因。是 SCR催化劑主要活性成分,但也同時促進了氧化成。而系統噴出的在 250℃以下很容易與形成硫銨鹽,硫銨鹽不僅會堵塞催化劑孔道及微孔,而且會造成下游換熱設備的粘污。

    7 燒結現象

    當溫度上升至 450℃時,會發生催化劑的燒結現象,從而導致催化劑失活。因而我們在設計 SCR反應時合理的選擇反應的溫度區間,通常反應的最佳溫度在 360℃。


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