目前市場主流的脫硝催化劑有三種型式:蜂窩式、板式和波紋式。波紋式催化劑市場占有率相對較低,還不到5%。一般而言,當(dāng)煙氣中飛灰濃度在50～60g/Nm3,甚至更高時(shí),此時(shí)板式催化劑由于其煙氣通道截面較蜂窩式大,高飛灰工況下煙氣和飛灰的通過性好等優(yōu)點(diǎn),選用板式催化劑不易積灰堵塞,運(yùn)行安全性較高。

脫硝催化劑

但是,當(dāng)飛灰濃度小于50g/Nm3時(shí),由于板式催化劑幾何比表面積比蜂窩式小,同樣的工程條件下,板式催化劑用量要比蜂窩式多20%～40%以上,使催化劑初期采購成本增加,同時(shí)由于板式催化劑體積大,對反應(yīng)器等鋼結(jié)構(gòu)的要求較高,使得這部分的采購成本也會增加較多。

此時(shí)選用蜂窩式催化劑就具有較多的技術(shù)優(yōu)勢和成本優(yōu)勢。特別是近年來,隨著我國脫硝催化劑產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大,有些廠家在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上改進(jìn)創(chuàng)新,蜂窩式催化劑已在多個(gè)飛灰濃度大于50g/Nm3工程中安全運(yùn)行多年,逐漸打破了高飛灰工況中板式催化劑的壟斷地位。

高飛灰工況下脫硝催化劑孔數(shù)和截距的選擇:

蜂窩式催化劑的設(shè)計(jì)特點(diǎn)決定,孔數(shù)較多的催化劑,其截距較小、壁厚較薄,具有較大的幾何比表面積,因此,所需的催化劑工程用量也較少。通常,當(dāng)蜂窩式催化劑的孔數(shù)每增加一級,如:從18×18孔向上增加為19×19孔時(shí),對于同一工程項(xiàng)目,催化劑的設(shè)計(jì)用量可以減少在5%以上,由此可以節(jié)約催化劑采購成本5%以上。

因此,在催化劑方案競標(biāo)時(shí),某些催化劑制造商在高飛灰工況下選用孔數(shù)較多的催化劑型號,減少工程用量,以此來確保競爭優(yōu)勢。但是,多孔型催化劑,孔徑較小,煙氣通過性差,在高飛灰條件下,極易發(fā)生飛灰的架橋堵灰,催化劑一旦發(fā)生飛灰架橋,就會發(fā)生“累積”效應(yīng),即當(dāng)催化劑部分孔道發(fā)生堵塞時(shí),其他未堵塞的孔道通過的飛灰量急劇增大,整個(gè)催化劑都會發(fā)生嚴(yán)重堵塞。

當(dāng)催化劑的脫硝效率等化學(xué)性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),可以通過調(diào)節(jié)運(yùn)行條件,如:適當(dāng)增加噴氨量,調(diào)節(jié)煙氣流場分布等手段,可以保證催化劑一段時(shí)間的正常運(yùn)行。但是,催化劑堵塞是一種不可逆的嚴(yán)重運(yùn)行事故,嚴(yán)重時(shí)要將催化劑退出反應(yīng)器進(jìn)行清理。

由于我國的脫硝系統(tǒng)一般都不設(shè)煙氣旁路,退出催化劑就必須停爐,這樣會給電廠帶來較大的安全隱患和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。另外,堵塞催化劑的清理和再生目前只有一部分公司掌握相關(guān)技術(shù),而且再生清洗時(shí)會不可避免的帶來一定的物理損壞,一般約為30%左右,而且再生費(fèi)用較高。

因此,在高飛灰工況下,無視設(shè)計(jì)原則,盲目選用多孔型催化劑的做法是不足取的。