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概述脱硝催化剂选型与设计(三)

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脱硝催化剂在飞灰硬度较大的工况及高温工况下应该如何选型及设计,以下对此情况进行具体介绍

在飞灰硬度较大的工况,选用标准壁厚脱硝催化剂可以提高运行安全性;脱硝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,飞灰对脱硝催化剂的冲击磨损较严重。研究表明,脱硝催化剂内壁的磨失减薄是造成脱硝催化剂磨损强度下降的主要原因,内壁磨失量占脱硝催化剂总磨失量的60%左右,而常规的端部硬化措施,只能保证脱硝催化剂端部不被磨损,但是脱硝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,脱硝催化剂采用端部硬化,但脱硝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,就会发生脱硝催化剂顶端的塌陷并进而造成严重堵塞。

在高温工况下,脱硝催化剂烧结失活的速率加快,脱硝催化剂用量也会增加;烟气温度在350℃以下时,脱硝催化剂的设计用量几乎不因温度发生变化,脱硝催化剂用量主要取决于SCR系统入口NOX浓度、烟气流量、要求的脱硝效率等参数。当烟气温度超过350℃时,随着温度的增加,脱硝催化剂设计用量随温度的变化呈线性递增,特别是温度超过400℃时,体积比350℃时增加了近15%。这是因为高温是导致脱硝催化剂烧结的最大因素,而烧结必然会致使脱硝催化剂的比表面积减少,从而使脱硝活性下降。而且,高温会引起活性组分-贵金属氧化物形成多聚态晶体,多聚晶体的比表面积较小,从而与烟气的接触面积就小,催化活性相对较低。因此,对于高温运行的项目,必须进行配方优化。脱硝催化剂主要成分中,V2O5的活性是最高的,但是其抗高温烧结的能力是最低的。WO3或MoO3活性相对较低,但是具有优异的抗中毒和抗烧结能力,所以优化配方时要减少V2O5的含量,增加WO3或MoO3的含量,能在一定程度上有效提高脱硝催化剂对高温的耐受性。但是,配方的改变,降低了脱硝催化剂的活性,要满足相同的性能要求,就要采用较多的体积。另一方面,在高温中脱硝催化剂失活加快,还必须留有较充足的脱硝催化剂储备体积。这两个因素共同作用,最后导致高温项目的脱硝催化剂用量一般都较多。



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