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元琛科技:脱硝催化剂的选型与设计浅析(上)

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脱硝催化剂的使用方法与其他相同,将与烟气中的NOX在催化剂的作用下反应生成N2和H2O随烟气进入下级环保处理工序,并通过烟囱达标排放。主要适用电站专用烟气脱硝、玻璃窑炉专用烟气脱硫脱硝、燃煤专用烟气脱硫脱硝、烧结专用炉烟气脱硫脱硝、焚烧炉专用烟气脱硫脱硝等。

脱硝催化剂

针对脱硝催化剂的选型与设计,主要从高钙、高飞灰、飞灰硬度较大、高温、高硫、掺烧生物质燃料等6种工况进行分析,今天主要讲前三种。

1、在高钙工况下,CaO会导致催化剂失活速率加快,因此需要较大的设计裕量。当煤质或飞灰中的CaO含量小于5%时,其对催化剂的设计影响不大,催化剂的设计用量主要取决于 SCR系统入口NOX浓度、烟气流量、要求的脱硝效率等参数。当CaO含量超过5%以后,其对催化剂的设计影响开始变得显著,在同样的工况条件下,催化剂用量受CaO含量影响很大。随着CaO含量的增加,催化剂用量呈线性递增,特别是当CaO含量在30%左右时,催化剂用量比低钙工况下的用量增加25%左右。 

2、在高飞灰工况下,应选用孔径大、截距大、烟气通过性好的催化剂型号,减少积灰堵塞的风险。当烟气中飞灰浓度在50~60 g/Nm3,甚至更高时,此时平板式催化剂由于其烟气通道截面较蜂窝式大,高飞灰工况下烟气和飞灰的通过性好等优点,选用平板式催化剂不易积灰堵塞,运行安全性较高。当飞灰浓度小于50 g/Nm3 时,由于板式催化剂几何比表面积比蜂窝式小,同样的工程条件下,板式催化剂用量要比蜂窝式多约20~40%。通常,当蜂窝式催化剂的孔数每增加一级,如从18×18孔向上增加为19×19孔时,对于同一工程项目,催化剂的设计用量可以减少在5%以上,由此可以节约催化剂采购成本5%以上。但是,孔径变小后,烟气通过性差,在高飞灰条件下,极易发生飞灰的架桥堵灰,催化剂一旦发生飞灰架桥,就会发生“累积”效应,即当催化剂部分孔道发生堵塞时,相对的使其他未堵塞的孔道通过的飞灰量急剧增大,再运行不长的时间,整个催化剂都会发生严重堵塞。

3、在飞灰硬度较大的工况,选用标准壁厚催化剂可以提高运行安全性;催化剂壁厚的选择与飞灰的浓度及飞灰的硬度有关。研究表明,当飞灰中SiO2与Al2O3的含量比在2:1左右时,此时飞灰硬度较大,飞灰对催化剂的冲击磨损较严重。研究表明,催化剂内壁的磨失减薄是造成催化剂磨损强度下降的主要原因,内壁磨失量占催化剂总磨失量的60%左右,而常规的端部硬化措施,只能保证催化剂端部不被磨损,但是催化剂内壁的磨损仍然不容忽视。另外,在高飞灰的运行条件下,催化剂采用端部硬化,但催化剂内部通道还存在由于磨损而造成的断裂风险,当硬化部位以后的内壁发生断裂后,就会发生催化剂顶端的塌陷并进而造成严重堵塞。



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