今天繼續(xù)講高飛灰工況下脫硝催化劑相關(guān)選擇因素。

脫硝催化劑

1.薄壁型和標(biāo)準(zhǔn)型催化劑的選擇

薄壁型催化劑由于壁厚要比標(biāo)準(zhǔn)型催化劑平均小25%以上,相同孔數(shù)時,其孔徑要比標(biāo)準(zhǔn)型大5%左右,煙氣及飛灰的通過性較好,幾何比表面積大,所需工程用量較少。國際上某些知名的催化劑制造商比較推崇薄壁型催化劑,國內(nèi)一些公司也傾向于選擇薄壁型催化劑。但是否選用薄壁型催化劑,最重要的依據(jù)是飛灰硬度及組成。

當(dāng)飛灰中SiO2與Al2O3的含量比在2:1左右時,飛灰硬度較大,對催化劑的沖擊磨損較嚴(yán)重。如果選用薄壁型催化劑,可能會因磨損嚴(yán)重,發(fā)生局部斷裂,甚至堵塞。催化劑內(nèi)壁的磨失減薄是造成催化劑磨損強(qiáng)度下降的主要原因,內(nèi)壁磨失量占催化劑總磨失量的60%左右。

我國大多數(shù)火電機(jī)組燃燒工況惡劣,催化劑的再生需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國外。選型時,不僅要考慮化學(xué)壽命期內(nèi)充足的機(jī)械強(qiáng)度,還應(yīng)考慮催化劑再生所必須的機(jī)械強(qiáng)度。在高飛灰條件下,催化劑采用端部硬化,薄壁型催化劑內(nèi)部通道還存在磨損造成的斷裂風(fēng)險,當(dāng)硬化部位后的內(nèi)壁斷裂后,就會發(fā)生催化劑頂端的塌陷并造成嚴(yán)重堵塞。

一般而言,內(nèi)壁厚越小,機(jī)械破損的風(fēng)險越高,此類風(fēng)險并不因端部硬化而緩解。根據(jù)我公司的經(jīng)驗,當(dāng)飛灰濃度超過30g/Nm3時,應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)型,壁厚大于1.0mm的催化劑,才能完全滿足設(shè)計要求的化學(xué)壽命和機(jī)械壽命,且不會發(fā)生積灰堵塞及磨損斷裂的危險。

2.不同生產(chǎn)工藝催化劑的選擇

高飛灰工況下,催化劑的端部和內(nèi)壁磨損都會較嚴(yán)重,對于采用浸漬或表面涂覆工藝生產(chǎn)的催化劑,活性組分僅分布在表面,發(fā)生磨損后,活性組分喪失較多,活性下降會很快。因此,應(yīng)盡可能選用活性組分內(nèi)外完全均一的催化劑。

3.催化劑孔內(nèi)流速的選擇

在超過40g/Nm3的高飛灰工程中,建議催化劑孔內(nèi)流速可以設(shè)計得高一些,約7～8m/s較適宜,利用較高的孔內(nèi)流速達(dá)到一部分吹灰效果。高鈣煤燃燒后飛灰粒徑更小,粘度更高,也更易產(chǎn)生催化劑積灰,在孔內(nèi)流速的選取上更應(yīng)慎重。

但是較高的孔內(nèi)流速也會帶來不利影響。在同樣的催化劑用量下,孔內(nèi)流速較高,意味著煙氣和催化劑接觸反應(yīng)的時間較短,脫硝效率較低?；蛘哒f,達(dá)到同樣的脫硝效率,當(dāng)孔內(nèi)流速較高時,需要的催化劑用量會相對增加。另外,較高的孔內(nèi)流速也會造成催化劑磨損加劇,不利于機(jī)械強(qiáng)度的保持。