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技术|探讨延长脱硝催化剂寿命的几种方法
2024-01-29|康菲尔检测|616次浏览
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脱硝设备运行过程中,延长脱硝催化剂使用寿命能够节约设备运行成本,提高企业经济效益。

01 催化剂的出厂前要求

催化剂的使用寿命一般为两千多小时,催化剂在出厂前要进行性能检测,并结合烟气条件等调整催化剂的配方,以确保催化剂在使用寿命内满足脱硝活性、效率、SO2/SO3转化率等指标的要求,来符合使用要求。

02烟气流量均匀性的影响 

在催化剂运行过程中,烟气流量不均匀(偏流)会导致催化剂局部阻塞,甚至会发生催化剂垮塌的现象。催化剂的气流不均会造成局部积灰严重阻塞,导致催化剂其他孔道内烟气速度流动过快,加速了催化剂磨损,造成恶劣循环,直到催化剂失效。因此需加设合理的均布格栅避免烟气流量不均的现象,依此来延长设备使用寿命。

03烟气运行温度管理

脱硝催化剂具有一定的运行温度,一般脱硝运行温度应控制在320-440℃之间。当温度低于催化剂适用温度时,催化剂会产生副反应,造成催化剂脱硝效率下降,同时,副反应生成的(NH4)2SO4或NH4HSO4具有黏性,会附着在催化剂的表面,进一步阻塞催化剂的孔道,造成催化剂的活性降低及设备的堵塞。如果烟气温度高于催化剂的设计温度,会容易造成催化剂内的活性物质失活,从而降低催化效率。因此,在实际运行过程中,选择最适宜的温度对于延长催化剂的使用寿命具有重要作用。

04吹灰管理

在催化剂的运行过程中,飞灰阻塞催化剂的现象经常出现,催化剂的活性也会下降。因此,有效吹灰是保持催化剂活性、延长催化剂使用寿命的必要手段。经常采用的吹灰器有两种:声波吹灰和蒸汽吹灰。声波吹灰是一种预防性的吹灰方式,是为了阻止飞灰在催化剂表面形成堆积设计的。而蒸汽吹灰是待飞灰在催化剂表面形成一定的厚度后,再进行吹扫清除。

05喷氨管理

由于脱硝系统的化学反应是还原反应,因此,作为还原剂NH3的均匀性会直接影响脱硝系统的效率、氨逃逸和催化剂的使用寿命。在实际运行过程中,部分区域会出现氨逃逸较大的现象,这会影响整个脱硝系统的效果,并且会增加下游空预器等其他设备的阻塞与腐蚀,给整个系统的稳定运行带来危害。运行人员在实际操作中可以通过调整系统入口不同位置的喷氨量,来改变烟气和NH3混合的均匀性,使整个脱硝系统的NH3在均匀的状态下分布,可以避免出现不同部位的催化剂因NH3分布不均导致使用寿命不同,从而影响整个催化剂的使用寿命的情况。

06催化剂中毒的影响

脱硝催化剂中毒主要包括:砷(As)中毒、SO3中毒、碱金属(Na、K)中毒、碱土金属(Ca)中毒。

砷中毒:

砷中毒是由于烟气中含有气态的As2O3引起的。为了缓解催化剂的砷中毒,可以采取以下措施:

在烟气中喷入一定量的CaO与砷结合,进行固化有害元素砷,减少催化剂的中毒情况。

对催化剂进行孔结构调整及配方优化升级。通过对载体TiO2形成的孔大小或合理添加MoO3,来提高催化剂的抗砷中毒能力。

催化剂迎尘端增加吸附装置。通过对砷元素进行预先吸附,减少与催化剂接触的砷含量,间接提升脱硝系统的抗砷中毒能力。

硫中毒(SO3):

SO3可与烟气中的CaO以及还原剂NH3反应,生成物覆盖在催化剂表面而堵孔。可以通过提高脱硝反应温度、控制煤硫分含量来降低硫中毒现象。

碱金属中毒(Na、K):

飞灰中含有一定的碱金属元素。碱金属主要造成催化剂中氢键被替换,使得催化剂的酸性活性位点被占据,从而使得催化剂的活性下降。可以通过控制煤结构来控制碱金属中毒现象。

碱土金属中毒(Ca):

通过调节脱硝反应的操作条件,降低SO2/SO3转化率,从而降低碱土金属中毒。

 本文部分内容引用《电力行业节能》

随着脱硝装置运行时间的延长,使用时间过长、磨损、堵塞、中毒等原因,脱硝催化剂的性能会逐渐衰减,脱硝催化剂的活性会逐渐降低,进而会影响氮氧化物的脱除效果。当催化剂性能不能满足脱硝装置运行要求时,则需进行催化剂加装甚至更换,花费大量人力物力和资金,故延长催化剂的使用寿命对于脱硝装置的运行至关重要。

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