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概述脱硝催化剂选型与设计(四)

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除了上期所讲的高温工况下的选型,脱硝催化剂的选型还需要注意,在高硫份工况及掺烧生物质燃料的工况需要如何选型

在高硫份工况下,应特别注意硫胺的生成,防止脱硝催化剂的中毒和下游设备的堵塞;燃用高硫份煤种时,会导致烟气中SO2含量增加,即使仍能保持1%的SO2氧化率,但是氧化生成的SO3总量仍会较高。SO3会和还原剂氨NH3反应生成 (NH4)HSO4(ABS) 和 (NH4)2SO4(AS)。硫酸氢铵是一种极其粘稠的物质,粘附在设备表面极难清除。如果粘附在脱硝催化剂表面,又会继续粘附飞灰颗粒,导致SCR脱硝催化剂积灰堵塞。硫酸铵是一种干态的粉状物质,当生成量较多时,会增加烟气中的飞灰浓度,加剧脱硝催化剂的磨损,并使脱硝催化剂积灰堵塞的风险增大。为了消除或减少(NH4)HSO4对设备的粘附和腐蚀,只能在(NH4)HSO4的露点温度ADP以上喷入NH3,以使生成的(NH4)HSO4呈气态,随烟气流出SCR系统。根据拉乌尔定律,烟气中(NH4)HSO4的露点温度和气相中SO3、NH3的平衡分压有关,烟气中SO3浓度越高,平衡分压越大,则(NH4)HSO4的露点温度越高。而SCR系统的最低喷氨温度一般要高于(NH4)HSO4的露点温度,最终导致了SCR系统运行温度提高。如果实际烟气温度不高或稍高于要求的最低喷氨温度,则会导致操作弹性降低。 此种工况进行脱硝催化剂设计时,一般不会造成脱硝催化剂用量增加,但由于最低喷氨温度较高,致使SCR反应器的布置难度增加,或者需要加装省煤器旁路,以提高SCR进口温度。在进行脱硝催化剂选型时,应选取具有低SO2氧化率配方设计的脱硝催化剂。

掺烧生物质燃料的工况下,应着重考虑生物质燃料中的元素对脱硝催化剂的失活,增加储备体积。为了应对燃料供应日趋紧张的局面,国家也开始利用政策导向积极推进在燃煤中掺烧一定比例的市政污泥等生物质燃料,来代替一部分燃煤,并已近在广州等少数大城市进行了试点。垃圾焚烧发电和掺烧市政污泥是解决环境污染和能源危机的较好方案,但是由此也给SCR脱硝催化剂的设计、运行提出了更高的要求。因为,垃圾和污泥中的P、Na、K、CaO等使脱硝催化剂中毒的元素含量是普通媒质中的数十倍,代用燃料的强毒性使得即使燃用时间很短,也会给脱硝催化剂带来较大危害。我国普遍存在城市生活垃圾和工业垃圾不严格分类,城市污泥和工业污泥不严格分类的情况,这样就造成使用这一类代用燃料时,烟气及飞灰成分复杂不明确,包含了许多未知的脱硝催化剂毒物,极大限制了对脱硝催化剂的化学寿命评价和经济性分析。 依据国外经验,进行此类工况的脱硝催化剂设计选型时,对脱硝催化剂的失活要着重考虑,留有较多的设计裕量和储备体积。



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