SCR煙氣脫硝催化劑的性能將直接關系到整個SCR系統(tǒng)脫硝效果,其采購、更換與維護成本構(gòu)成了SCR系統(tǒng)總費用的主要部分。目前,國內(nèi)的脫硝催化劑一般采取方案競標的形式采購,因此,如何在眾多競標方案中,科學合理的選擇催化劑的型式和催化劑的用量及型號,就成為了SCR脫硝系統(tǒng)的設計關鍵。

脫硝催化劑

早前電站鍋爐系統(tǒng)排放的氮氧化物是促使酸雨形成的主要大氣污染物之一。隨著大氣污染物排放標準的日趨嚴格,加之雙碳目標提出并實行,我國對火力發(fā)電鍋爐及燃氣輪機組氮氧化物排放提出了新的要求。

這里主要分析不同工況條件對催化劑設計的影響及選型對策。

1高鈣工況

1.1CaO毒害催化劑

當飛灰中CaO含量較高或煙氣中SO3的濃度較高時,會產(chǎn)生大量的CaSO4覆蓋在催化劑顆粒表面,彼此粘連,進而在催化劑顆粒之間形成架橋,引起催化劑表面的屏蔽。電站鍋爐排放出的煙氣溫度一般都超過300℃,已經(jīng)發(fā)生架橋粘連的催化劑顆粒在此高溫環(huán)境中運行不長的時間,就會發(fā)生大面積燒結(jié),導致催化劑比表面積急劇減小,脫硝活性下降。

催化劑燒結(jié)是較嚴重的催化劑失活現(xiàn)象,因燒結(jié)而失效的催化劑目前也沒有有效的再生手段恢復其初始活性。而且,嚴重燒結(jié)的催化劑會出現(xiàn)開裂和脆化現(xiàn)象,對催化劑的機械強度幾乎是致命的。此類工程事故在國內(nèi)已不鮮見。

1.2 CaO對催化劑設計的影響

當煤質(zhì)或飛灰中的CaO含量小于5%時,其對催化劑的設計影響不大。當CaO含量超過5%以后,其對催化劑的設計影響開始變得顯著,在同樣的工況條件下,催化劑用量受CaO含量影響很大。隨著CaO含量的增加,催化劑用量呈線性遞增,特別是當CaO含量在30%左右時,催化劑用量比低鈣工況下的用量增加25%左右。

在這種工況下進行催化劑設計時,不能過高估計催化劑的活性與老化速度,同時為了保證24000小時的化學壽命,又必須留有充足的設計裕量,最終導致催化劑設計體積數(shù)較大。

因此,在高鈣工況下進行催化劑選型時,必須綜合考慮工況條件,不能盲目追求用量最少的設計方案。如果無視高鈣對催化劑運行的影響,無原則的降低設計裕量,高估催化劑活性,雖然可以降低催化劑設計用量,但是由此也會帶來較高的運行風險。同時,還應選取含有WO3的催化劑,因為WO3能夠有效抑制催化劑顆粒的燒結(jié),延緩燒結(jié)速度。