明晟環(huán)保氨法脫硫：淺談SCR脫硝催化劑檢測

明晟環(huán)保氨法脫硫：淺談SCR脫硝催化劑檢測

1.前言

選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是以NH3為還原劑，在V2O5/TiO2催化劑表面與NOx發(fā)生反應(yīng)，生成氮?dú)夂退倪^程。由于該技術(shù)具有高脫硝率、裝置簡單、運(yùn)行可靠、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，成為全球范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的煙氣脫硝技術(shù)[1-8]。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國90%以上燃煤機(jī)組氮氧化物的減排均采用SCR技術(shù)，脫硝催化劑的裝填量已接近80萬立方米。隨著SCR脫硝裝置的運(yùn)行，從2016年開始，每年將有10-30萬立方米的脫硝催化劑需進(jìn)行再生或處置。對(duì)于新裝催化劑或再生催化劑如何檢測其性能優(yōu)劣，運(yùn)行中的催化劑可否繼續(xù)使用，成為當(dāng)前脫硝行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵性問題。

目前，國內(nèi)外脫硝催化劑的檢測多以VGB準(zhǔn)則[9]為參考。該準(zhǔn)則以單條完整的催化劑單元體作檢測對(duì)象，考察其在機(jī)組運(yùn)行條件下，氨氮摩爾比為1.00時(shí)催化劑的活性、SO2/SO3轉(zhuǎn)化率、壓差等參數(shù)。然而，在實(shí)際操作中卻存在以脫硝率作為考核催化劑性能的指標(biāo)、將多條催化劑串聯(lián)檢測，氨氮摩爾比不以1.00為標(biāo)準(zhǔn)等問題。本文針對(duì)上述兩點(diǎn)疑問作簡要論述，意在拋磚引玉，同各位專家共同探討。

2.活性與脫硝率的關(guān)聯(lián)

將脫硝率作為考核催化劑是否滿足火電機(jī)組脫硝要求的指標(biāo)并沒錯(cuò)，但將其列為對(duì)催化劑性能的考核有待商榷?；痣姍C(jī)組的脫硝裝置常以2+1的模式裝填催化劑，我們可以通過串聯(lián)的方式考核催化劑是否滿足脫硝要求，但我們無法判斷催化劑的衰減率,無法預(yù)估催化劑的是用壽命。同時(shí)，在檢測過程中受檢測條件的影響(一般是煙氣量)，脫硝率的數(shù)值會(huì)發(fā)生變化，而并非是一個(gè)定值。一般認(rèn)為：催化劑活性是反應(yīng)系統(tǒng)傳質(zhì)和反應(yīng)速率的綜合特征值，其數(shù)值取決于催化劑的材料組分、物理結(jié)構(gòu)、流場條件等。對(duì)于一條制造完成的催化劑，其材料組成、物理結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法改變，如果保持流場條件不變其活性值固定不變，活性值的高低代表了催化劑的實(shí)際脫硝性能，這也是VGB準(zhǔn)則將活性列為催化劑性能考核指標(biāo)的原因。因此，考核催化劑性能的指標(biāo)應(yīng)該是活性而不是脫硝率。

3.考察對(duì)象

雖然催化劑單元體在SCR反應(yīng)器中以串聯(lián)的方式排布，但在檢測中確不應(yīng)以串聯(lián)的方式進(jìn)行檢測。原因在于：以串聯(lián)的形式對(duì)催化劑進(jìn)行檢測可以考核的是脫硝率是否滿足，不能考核的是單層催化劑的脫硝能力；無法判斷每層催化劑的具體使用情況，可否繼續(xù)使用和剩余使用時(shí)間。VGB檢測準(zhǔn)則將單根完整的催化劑單元體作為考察對(duì)象，對(duì)每一層催化劑進(jìn)行考核，通過模型對(duì)整套系統(tǒng)的脫硝能力進(jìn)行計(jì)算。

4.氨氮比的影響

理論上氨氮摩爾比為1時(shí)，才能將煙氣中的NOx完全去除，催化劑的性能得到最大的發(fā)揮。然而，實(shí)際工況下一般氨氮摩爾比多為0.80-0.88之間，原因在于氨氮摩爾比為1時(shí)不能達(dá)到氨逃逸率小于3ppm或更低的目標(biāo)要求的。當(dāng)電廠要求脫硝效率達(dá)到85%的時(shí)候，那么電廠會(huì)選擇盡可能低的氨氮摩爾比來控制氨逃逸，只要該氨氮摩爾比高于0.85以抵消其他副反應(yīng)及其他混合不均勻等影響。檢測數(shù)據(jù)表明：隨著氨氮摩爾比的增加脫硝效率在增加，直至氨氮摩爾比為1及超過1，脫硝效率趨于穩(wěn)定，不再增加。因此，只有氨氮摩爾比為1時(shí)才能獲得催化劑活性的絕對(duì)值。

5.結(jié)論

綜上所述，對(duì)脫硝催化劑性能的考核，應(yīng)該以檢測活性為主，將單根完整的催化劑單元體作為檢測對(duì)象，檢測條件應(yīng)該以催化劑實(shí)際運(yùn)行工礦為參考，在氨氮摩爾比為1.00的條件下完成。

明晟環(huán)保氨法脫硫技術(shù)以化工的理念解決環(huán)保問題,運(yùn)用世界一流的氨法脫硫核心技術(shù)真正解決氣溶膠與氨逃逸的技術(shù)性難題，真正達(dá)到超低排放，實(shí)現(xiàn)變廢為寶的目的。