脱硝催化剂砷中毒现象

脱硝催化剂砷中毒现象
氮氧化物是大气污染的重要组成部分,火电行业排放的氮氧化物占据了总排放量的30%左右,选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction,SCR)以成熟的工艺和较高脱硝效率已在燃煤电站内得到广泛应用,其中脱硝催化剂是SCR系统中最关键的部分。

在燃煤电厂的实际运行当中,砷中毒是引起催化剂活性下降的主要原因之一,如果煤中砷的质量分数超过3×10-6,SCR催化剂的寿命将降低30%左右。

催化剂的活性下降将会对脱硝系统及下游设备的运行造成不良影响,甚至会导致NOx超标排放。

1煤炭燃烧中As的迁移
煤炭是一种复杂的天然矿物,由于煤本身不均匀的自然特性,各种煤中砷的含量变化很大,美国的煤含砷量为0.6~16ppm,南非煤含砷量为0~8ppm,英国煤中砷含量可高达220ppm,我国的煤含砷量为0.5~80ppm,一般来说,我国西南部的煤中As含量非常高。

煤中的砷多数以硫化砷或硫砷铁矿(FeS2˙FeAs2)等形式存在,小部分为有机物形态。

因此煤在燃烧过程中由于高温和强烈的氧化作用,会释放出As。

As在煤中的赋存状态不同,燃煤过程中砷释放的难易程度也不同。

煤在炉膛内燃烧的过程中,砷及其化合物以不同形态发生迁移,分别进入到炉渣、飞灰、烟气中。

温度和煤质是燃烧过程中砷及其化合物形态分布的主要影响因素,在炉膛高温区砷主要以AsO(g)存在,随着温度的降低,在SCR脱硝反应器入口,砷主要以As2O3(g)蒸汽形式在于烟气中,同时由于飞灰具有较强的吸附能力,所以部分砷及砷化物蒸汽被飞灰所捕获同时存在于飞灰中。

2催化剂砷中毒机理及危害
2.1催化剂砷中毒机理
煤在燃烧过程中释放出的砷会引起催化剂中毒。

SCR催化剂的砷中毒是由气态砷的化合物(As2O3)扩散进入催化剂表面及堆积在催化剂小孔中,在有O2的环境下,在催化剂活性位点上被氧化为As2O5,活性位点被占据造成活性下降;同时As2O3扩散进入催化剂,并固化在活性和非活性区域,使反应气体在催化剂内的扩散受到限制,且毛细管遭到破坏,形成一个
砷的饱和层。

砷的饱和层几乎没有活性,并会阻挡反应物扩散到催化剂内部,所以催化剂表面活性被砷破坏,但催化剂内部活性却没有降低。

催化剂As中毒反应机理如图1所示。

2.2催化剂砷中毒危害
砷中毒后的催化剂氧化性能大幅提高且温度区间向低温段移动,在催化剂活性温度范围内更多NH3及SO2会被氧化,造成NOx浓度及SO2的转化率升高。

4NH3+5O2→4NO+6H2O
由于反应中的NH3被消耗,氨氮摩尔比变小,导致脱硝率降低;为了确保出口NOx达标,维持既定的脱硝效率,势必要加大脱硝系统的喷氨量,进而导致氨逃逸浓度升高;而SO2的转化率增加,会在空预器冷端处增加硫酸氢铵(ABS)的生成量,造成空预器堵塞和腐蚀,影响脱硝系统及下游设备的正常稳定运行,给电厂造成环保指标超标的隐患,同时也会对机组正常生产运行造成风险。

3解决催化剂砷中毒的方法
催化剂的砷中毒反应是不可逆的,根据上述失活原理,解决SCR催化剂砷中毒主要有以下方法。

(1)煤燃烧前,采用物理化学方法在减少原煤中灰分的同时减少富集在灰分中的As元素量。

(2)燃烧过程中加入添加剂(如高岭土、石灰石、石灰等),通过物理和化学吸附控制气态As元素的排放量。

(3)改变催化剂的化学特性,一是改变催化剂的表面酸位点,使催化剂对砷不具有活性,从而不吸附氧化砷;另一种方法是通过采用钒和钼的混合氧化物,经高温煅烧获得稳定的催化剂,使砷吸附的位置不影响SCR的活性位。

以V9Mo6O40作为前驱物制得TiO2-V2O5-MoO3催化剂具有较强的抗砷中毒能力。

该催化剂吸收砷化物的容量明显增加,从而使得催化剂抗砷中毒的性能增强。

(4)改善催化剂的物理特性,通过优化催化剂孔结构,使催化剂具备高孔隙性,有效克服毒物的沉积和聚积。

(5)催化剂再生,恢复催化剂的活性。

4催化剂再生技术
部分砷中毒来自于毛细凝聚堵塞微孔现象,是一种物理现象,无法避免,考虑到催化剂的运行成本和催化剂处置的难度,对采用SCR技术的燃煤电站而言,催化剂再生是处理砷中毒的首选方法。

龙净科杰采用美国科杰公司(原Coalogix公司,现为SteagSCR-TECH公司)第四代全球最领先的催化剂再生技术,美国电厂普遍燃煤含砷量高,且使用4层催化剂,催化剂再生后均要满足催化剂化学寿命24000小时和确保系统SO2/SO3转化率不大于1的要求。

龙净科杰组建了专业的团队,根据砷含量、硫含量、催化剂型式等制订催化剂的最佳再生方案,以解决失活催化剂的砷中毒问题,专有的抗砷植入配方及抗硫配方,可以在催化剂表面
植入特定的化学元素以延缓脱硝催化剂活性的衰减,同时保证SO2/SO3转化率较低(低于新催化剂)。

在龙净科杰已完成的神华国华绥中电厂4#、大唐哈尔滨第一热电厂1#、2#机组催化剂再生等项目中均存在不同程度的砷中毒现象(砷含量20-35ppm),龙净科杰针对不同项目制订了详细的再生方案,有效清除了失活催化剂中的砷元素(再生后的催化剂中砷元素含量远低于0.01%),并采用具有抗砷效果的植入配方。

绥中项目的再生催化剂2015年8月投运,哈一热的是2016年5月投运,运行以来反映均很好。

5结论
催化剂中毒是烟气脱硝过程中的关键问题之一,提高SCR催化剂的催化效果、降低催化剂的使用成本和避免其中毒具有较大的意义。

砷中毒是造成催化剂失活的主要因素之一,会导致脱硝效率降低,氨逃逸浓度增加,下游空预器低温段腐蚀等现象。

通过过化学和物理特性避免砷中毒已在应用,但再生技术效果更好。

催化剂再生技术可以有效的解决砷中毒引起的催化剂失活现象,对于碱金属中毒也有去除作用,具有较好的经济性和推广性。

合集下载

SCR脱硝催化剂中毒的研究进展

SCR脱硝催化剂中毒的研究进展

SCR脱硝催化剂中毒的研究进展曹俊;傅敏;周林;席文昌【摘要】At present,selective catalytic reduction(SCR)is the main methodfor flue gas denitrification, the catalyst is the most important componentof this system,it will directly affect the denitration efficiency and denitrification cost of the whole system.Exploring the catalyst poisoning and its mechanism for the op-timization of existing catalysts and the development of new catalysts to provide a theoretical basis.In view of the phenomenon of catalyst poisoning in the process of denitrification,the research progress of alkali (alkali-earth)metal,heavy metal,H2O andSO2poisoning in SCR catalyst was summarized.The mecha-nism of catalyst poisoning was summarized,and the development direction of SCR was prospected.%目前选择性催化还原法(SCR)是烟气脱硝的主要方法,而催化剂的选择则是SCR脱硝技术的关键,直接影响整个处理系统的脱硝效率与脱硝成本.探究催化剂中毒及其机理,将为现有催化剂的优化及新型催化剂的开发提供理论依据.针对脱硝过程中催化剂中毒现象,概述了SCR催化剂在使用过程中碱(土)金属、重金属、H2O和SO2中毒的研究进展,总结了催化剂中毒的机理,展望了SCR研究发展方向.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)002【总页数】6页(P380-385)【关键词】SCR催化剂;中毒;研究进展;展望【作者】曹俊;傅敏;周林;席文昌【作者单位】重庆工商大学环境与资源学院,重庆 400067;重庆工商大学环境与资源学院,重庆 400067;催化与环境新材料重庆市重点实验室,重庆 400067;国家电投集团远达环保催化剂有限公司,重庆 401336;国家电投集团远达环保催化剂有限公司,重庆 401336【正文语种】中文【中图分类】TQ426我国能源消耗以煤炭资源为主,燃煤产生的烟尘中有大量的氮氧化物(主要为NO 和NO2),氮氧化物的大量排放,不仅极易引发雾霾、光化学烟雾和酸雨等,大气污染亦会加重水体的富营养化程度,严重影响着人们的生命健康与财产安全。

选择性催化还原(SCR)法烟气脱硝技术

选择性催化还原(SCR)法烟气脱硝技术

选择性催化还原(SCR)法烟气脱硝技术摘要:选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术以其高效的特点在国外得到了普遍的应用。

本文概述了SCR法的基本原理、催化剂的分类及成型布置方式、SCR 系统在电站锅炉系统中的布置方式、系统的构成和主要装置设备以及工程应用中常见的问题和解决办法。

分别以飞灰、飞灰与Al2O3混合、堇青石蜂窝陶瓷的Al2O3涂层作为载体,担载CuO、Fe2O3等金属氧化物作为活性成分进行活性测试,在实验室理想气体条件下具有较高的效率。

关键词:选择性催化还原,催化剂,SCR系统,飞灰1. 引言NO和NO2是人类活动中排放到大气环境的大量常见的污染物,通称NOx。

酸雨主要由大气污染物如硫氧化物、氮氧化物及挥发性有机化合物所导致。

因为其对土壤和水生态系统所带来的变化是不可逆的,它的影响极其严重。

NOx对大气环境的污染除了其本身的危害之外,还由于它们参与光化学烟雾的生成而受到人们的特别关注。

固定源氮氧化物排放控制技术主要有两类:燃烧控制和燃烧后控制。

燃烧控制的手段主要包括低过量空气燃烧、烟气再循环、燃料再燃烧、分级燃烧和炉膛喷射等;燃烧后脱硝的措施包括湿法和干法[1]。

而在干法中,选择性催化还原(SCR)法烟气脱硝技术具有高效率的特点,目前最高的脱硝效率能达到95%以上,因此在世界范围内得到了十分广泛的应用。

SCR烟气脱硝系统最早由七十年代晚期在日本的工业锅炉机组和电站机组中得到应用。

到目前为止已经有170多套的SCR装置在日本的电站机组上运行,其总装机容量接近100,000MW。

在欧洲,SCR技术于1985年引入,并得到了广泛的发展。

电站机组的总装机容量超过60,000MW[2]。

在美国,最近五到十年以来,SCR系统得到十分广泛的应用。

为适应更高的排放标准,SCR已经被作为最好的可以利用的技术。

此外在丹麦、意大利、俄罗斯、澳大利亚、韩国、台湾等国家和地区都建立了一些SCR的脱硝装置。

我国福建某电厂也曾引进该装置和技术。

SCR脱硫催化剂介绍

SCR脱硫催化剂介绍

SCR脱硫催化剂介绍1、催化剂的化学组成商业SCR催化剂活性组成为V205,载体为锐钛矿型的TiO2。

W03或Mo03作助摧化剂。

SCR催化剂成分及比例,根据烟气中成分含量以及脱硝性能保值的不同而不同。

表2.2列出了典型催化剂的成分及比例。

活性组分是多元催化剂的主体,是必备的组分,没有他就缺乏所需的催化作用。

助催化剂本身没有活性或活性很小,但却能显著的改善催化剂性能。

研究发现,W03与Mo03均可提高催化剂的热稳定性,并能改善V2O5与Ti02之间的电子作用,提高催化剂的活性、选择性和机械强度。

除此以外,Mo03还可以增强催化剂的抗As203中毒能力。

载体主要起到支撑、分散、稳定、催化活性物质的作用,同时Ti02本身也有微弱的催化能力。

选用锐钛矿型的Ti02作为SCR催化剂的载体,与其他氧化物(如Al2O3 、ZrO2)载体相比,Ti02抑制SO2 氧化能力强,能很好地分散表面钒物种和Ti02的半导体本质。

2、对SCR催化剂的要求理想的燃煤烟气脱硫催化剂,需要满足以下条件:(1)活性高为满足国家严格的排放标准,需要达到80%-90%的脱硝率,即要求催化剂有很高的SCR活性。

(2)选择性强还原剂NH3 ,主要是被N0X氧化成N2和H20,而不是被O2氧化。

催化剂的高选择性,有助于提高还原剂的利用率,降低运行成本。

(3)机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式,SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损,并且安装过程中对催化剂的机械强度也有一定的要求。

(4)抗毒性强烟气和灰飞中含有较多的毒物,催化剂需要耐毒物的长期侵蚀,长久保持理想的活性(5)其他SCR催化剂对S02的氧化率低,良好的化学、机械和热稳定性,较大的比表面积和良好的孔结构,压降性、价格低、寿命长,此外还还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装置。

3、催化剂类型电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式,结构如图2-23所示。

脱硝催化剂重金属中毒及其再生技术的研究

脱硝催化剂重金属中毒及其再生技术的研究

脱硝催化剂重金属中毒及其再生技术的研究本文所指的脱硝催化剂泛指应用在电厂SCR脱硝系统中的催化剂,SCR技术中的核心部分就是催化剂,它不仅仅决定了SCR系统的脱硝效率,而且还可以大大提高经济性。

近些年来,很多发达国家都不惜花费投入大量的人力、物力、财力,研究和开发高效率、低成本的烟气脱硝催化剂。

然而催化剂长时间的使用便会造成催化剂堵塞烧结以及催化剂中毒等,在这些影响中,重金属中毒也是不可忽视的重要因素。

本文着重于脱硝催化剂重金属铅、砷中毒及其再生技术的研究。

标签:脱硝催化剂;重金属中毒;再生技术引言:目前的科学技术中,选择性催化还原法,即SCR是脱除烟气中氮氧化物最成熟最有效的方法,其中,催化剂作为整个SCR脱硝系统的核心,其性能的好坏直接关系到了整体脱硝效率的高低,同时也让整体的经济成本大大降低。

但是催化剂在长时间的使用过程中就会出现催化剂堵塞烧结以及催化剂中毒的情况发生。

一、SCR催化剂失活研究与分析根据现有的情况分析来看,SCR烟气脱硝催化反应装置大多主要安装在省煤器和空气预热器中间的位置。

整个位置的烟气温度大约在300-400℃之间,温度相当之高,此外,烟气中含有大量的飞灰和大量高浓度的二氧化碳气体。

伴随脱硝工艺运营时间的增加,就会逐步使得催化剂的催化性能降低,从而致使催化剂的中毒失活。

当前,促使催化剂中毒失活的原因主要有以下几种:催化剂烧结受损、微孔阻塞、表面被覆盖、活性组分流失等等。

在催化剂失活过程中,中毒位置主要是:碱金属、碱土金属、磷、HCL、二氧化硫气体等等。

脱硝催化剂的失活原理过程相对比较复杂,在不同的运行条件下,失活的因素也就会有不同。

通过对催化剂失活的因素分析就可以为预防催化剂失活、研究开发相关的再生技术打下坚实的基础。

1. 碱金属与碱土金属中毒在脱硝催化剂中最为常见的一种中毒就是碱金属中毒,碱金属中毒最为显著的是钾、钠元素的中毒。

由于钾、钠元素可以与催化剂中的酸性位相结合,使得催化剂原有的酸性减少,这样一来,就会导致氨的吸附能力大大下降,从而造成催化剂的化学中毒。

SCR催化剂中毒因素实验研究

SCR催化剂中毒因素实验研究

SCR催化剂中毒因素实验研究崔皎【摘要】作为脱硝系统的核心,脱硝催化剂的活性下降成为决定整个脱硝系统运行成本的关键因素.而中毒是催化剂活性下降的主要原因,以北京某电厂不同运行时间段的脱硝催化剂为研究对象,通过活性评价及性能表征,对其主要中毒因素进行了实验研究,发现K、Na、Ca及As中毒是该电厂脱硝催化剂中毒的主要原因.其中,K、Na、Ca通过与催化剂的部分酸性位结合,使得催化剂与烟气有效接触面积减少,可用活性位减少,从而使得催化剂中毒;As则是先生成As2O3进入催化剂微孔,使得催化荆活性位被覆盖,烟气无法到达活性位反应,催化剂活性降低.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】5页(P40-44)【关键词】SCR催化剂;中毒因素;活性下降【作者】崔皎【作者单位】华北电力大学,河北保定071000【正文语种】中文【中图分类】TM621.8;X773SCR催化剂中毒因素实验研究崔皎(华北电力大学,河北保定071000)摘要:作为脱硝系统的核心,脱硝催化剂的活性下降成为决定整个脱硝系统运行成本的关键因素。

而中毒是催化剂活性下降的主要原因,以北京某电厂不同运行时间段的脱硝催化剂为研究对象,通过活性评价及性能表征,对其主要中毒因素进行了实验研究,发现K、Na、Ca及As中毒是该电厂脱硝催化剂中毒的主要原因。

其中,K、Na、Ca通过与催化剂的部分酸性位结合,使得催化剂与烟气有效接触面积减少,可用活性位减少,从而使得催化剂中毒; As则是先生成As2O3进入催化剂微孔,使得催化剂活性位被覆盖,烟气无法到达活性位反应,催化剂活性降低。

关键词: SCR催化剂;中毒因素;活性下降中图分类号: TM621.8,X773文献标识码: BDOI:10.16308/ki.issn1003-9171.2015.02.009Study on SCR Catalyst Poisoning FactorCui Jiao(North China Electric Power University,Baoding 071000,China)Abstract: As the core of denitration system,decline of denitration catalyst’s activity becomes a key factor of the whole denitration system’s process cost.And poisoning is the main reason for the catalyst activity’s decline.In this paper,we choose the denitration catalyst in different running time of a certain power plant in Beijing as the research object,and make a research on the main factors of catalyst poisoning by activity assessment and characterization.We found that denitration catalyst poisoning in the power plant is mainly caused by K,Na,Ca,andAs.Among them,K,Na,Ca make the catalyst poisoning by combining with some acid sites of the catalyst,reducing the effective contact area between the catalyst and the flue gas,and reducing available active sites,however,As2O3is firstly produced by As,t hen entering the catalyst’s pores,which covered the active sites of the catalyst,and the flue gas can not reach active sites to react,thus,the catalyst activity is decreased.Key words: SCR catalyst,poisoning factors,activity decline0 引言火电厂是我国氮氧化物最主要的排放源,随着污染物排放标准越来越严格,为确保NOx达标排放,目前火电厂已经广泛使用烟气脱硝工艺,其中,火电厂选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)烟气脱硝技术,因其具有很高的脱硝效率(可达90%以上),而且选择性及稳定性良好,成为目前广泛用于固定源NOx治理的技术[1-4]。

SCR催化剂的砷中毒研究进展

SCR催化剂的砷中毒研究进展

SCR催化剂的砷中毒研究进展【摘要】在烟气脱硝系统中,选择性催化还原催化剂的中毒和再生是广泛关注的问题。

本文主要介绍了SCR催化剂砷中毒的机理,及避免催化剂砷中毒的方法和催化剂砷中毒的催化剂再生。

【关键词】选择性催化还原;催化剂;砷中毒0.前言燃煤电厂排放的氮氧化物(NOx)是主要大气污染物之一,也是形成光化学烟雾、酸雨污染及破坏臭氧层的主要物质。

如何有效控制NOx排放已成为当前环境保护中令人关注的重要课题。

而选择性催化还原法(SCR)将烟气中的氮氧化合物(NOx )还原为N2,因其技术成熟、脱硝率高、无二次污染等特点,在众多脱硝技术中已成为现阶段世界上应用最为广泛的烟气脱硝技术。

采用SCR 技术的关键问题是选择优良的催化剂,它的性能直接影响到SCR 系统的整体脱硝效果,所以研究催化剂中毒的原因,延长催化剂的使用寿命对降低SCR系统的运行费用意义重大。

在实际情况中,砷中毒是引起催化剂钝化的常见原因之一,如果煤中砷的质量分数超过3×10-6,SCR 催化剂寿命将降低30%左右。

1.煤燃烧时砷的迁移煤炭是一种复杂的天然矿物,各种煤中砷的含量变化很大,煤中的砷多数以硫化砷或硫砷铁矿(FeS2·FeAs2)等形式存在,小部分为有机物形态。

因As在煤中的赋存状态不同,燃煤过程中砷释放的难易程度也不同。

As是在煤的燃烧过程中由于高温和强烈的氧化作用释放出来的,若把燃煤产物分成底渣、除尘器飞灰和进入大气的烟气三个部分,有文献表明As在飞灰中富集的浓度明显高于底灰中的浓度。

可见,煤燃烧后砷主要存在飞灰中。

2.催化剂砷中毒机理煤在燃烧过程中由于高温和强烈的氧化作用,会释放出砷(As),引起催化剂中毒。

SCR催化剂的砷中毒是由气态砷的化合物(As2O3)扩散进入催化剂表面及堆积在催化剂小孔中,然后在催化剂的活性位置与O2发生反应生成As2O5。

同时As2O3扩散进入催化剂,并固化在活性和非活性区域,使反应气体在催化剂内的扩散受到限制,且毛细管遭到破坏,形成一个砷的饱和层。

SCR 脱硝技术应用问题及对策

选择性催化还原(SCR)脱硝技术应用问题及对策前言我国一次能源结构以煤炭为主,燃煤产生的氮氧化物(NOx)是造成大气污染的主要污染源之一, 不仅会形成酸雨,还能导致光化学烟雾,危害人类健康,而燃煤电站是NOx排放的大户。

煤燃烧过程中生成的NOx 有三种方式:热力型NOx,它是空气中的氮气在高温下氧化而成;燃料型NOx,它是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而成;速度型NOx,它是燃烧时空气中氮和燃料中的碳氢化合物反应生成的。

对于燃煤电站锅炉,一般热力型NOx占总NOx排放量的25%,燃料型NOx占75%,速度型NOx 所占份额很少。

目前燃煤电站的NOx控制技术主要包括各类低NOx燃烧技术如空气分级燃烧、燃料分级燃烧、煤粉再燃等以及烟气脱硝技术如SCR(选择性催化还原)、SNCR(非选择性催化还原)等。

其中SCR技术具有较高的脱硝效率(可达90%),且技术较为成熟,无二次污染,在我国得到了越来越多的应用。

1. SCR法基本原理氮氧化物(NOx)选择性催化还原过程是在催化剂的作用下,通过加氨(NH3)可以把NOx 转化成空气中天然含有的氮气(N2)和水,由于NH3可以“选择性的”和NOx 反应而不是被氧气(O2)氧化,因此反应被称为具有“选择性”。

主要反应方程式如下:4NO + 4NH3 + O2 →4N2 + 6H2O6NO + 4NH3 →5N2 + 6H2O2NO2 + 4NH3 + O2 →3N2 + 6H2O6NO2 + 8NH3 →7N2 + 12H2ONO + NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O除上述反应之外,在条件改变时,还可能发生以下副反应:4NH3 + 3O2 →2N2 + 6H2O4NH3 + 5O2 →4NO + 6H2O2NH3 →N2 + 3H2SO3 + 2NH3 + H2O →(NH4) 2SO4SO3 + NH3 + H2O →NH4HSO42. 影响SCR法脱硝性能因素及对策2.1 催化剂的活性市场上主流催化剂有三种,分别为蜂窝式、平板式、与波纹板式。

燃煤SCR烟气脱硝中防止催化剂中毒的措施及方法探讨

燃煤SCR烟气脱硝中防止催化剂中毒的措施及方法探讨发表时间:2017-08-04T10:57:44.893Z 来源:《电力设备》2017年第11期作者:李建波[导读] 摘要:在烟气脱硝系统中,选择性催化还原催化剂的中毒和再生是广泛关注的问题。

(大唐黄岛发电有限责任公司山东青岛 266599)摘要:在烟气脱硝系统中,选择性催化还原催化剂的中毒和再生是广泛关注的问题。

本文探讨了脱硝催化剂的碱金属中毒、砷中毒及催化剂烧结影响等,探讨其成因并对中毒机理进行了分析,同时提出了有效防治催化剂中毒的方法,可为烟气脱硝中催化剂的设计、生产及SCR脱硝系统的运行提供一定的借鉴作用。

关键词:SCR,催化剂,中毒,脱硝 1 引言选择性催化还原(SCR)技术是目前应用最多而且最有成效的烟气脱硝技术。

SCR技术是在金属催化剂作用下,以NH3等作为还原剂,将NOx还原成N2和H2O。

但在由于催化剂中毒导致其活性下降,脱硝效率降低,它的性能会直接影响SCR系统的整体脱硝效果。

目前国内的催化剂通常3~5年就要更换一次,因此催化剂的寿命决定着SCR系统的运行成本,故而研究催化剂中毒的原因,延长催化剂的使用寿命对降低SCR系统的运行费用意义重大。

2 SCR催化剂中毒及防治措施 2.1 砷的影响砷中毒是由烟气中的氧化砷(As2O3)引起的。

As2O3扩散进入催化剂,并在活性和非活性区域固化,如图1所示。

通过使用均匀蜂窝式催化剂可以有效的降低表面毒剂浓度,就能够最好的预防砷中毒。

由于砷中毒的机理是受限于扩散作用的,而且与毛细孔浓度有关,所以优化后的毛细结构也能缓解它的作用,如图2所示。

石灰石的添加量是有限制的,因为过多的CaO对系统也有不良影响,这将在接下来的部分中详细介绍。

一般添加量的标准见图3中提供的设计曲线。

2.2 碱土金属的影响a) 钙的腐蚀在煤燃烧过程中,煤灰自身有一定的固硫作用,因此研究煤中的Ca含量时,经常把硫和Ca含量综合考虑。

SCR脱硝催化剂应用注意事项

SCR脱硝催化剂应用注意事项摘要:根据催化剂的特点及我国燃煤特性,指出了脱硝催化剂在使用中应注意催化剂堵塞、活性降低等问题,通过机理分析导致催化剂性能降低的主要原因有碱性金属影响、碱土金属影响、砷中毒、硫及硫铵影响、烧结等因素。

介绍了催化剂在工业应用中的注意事项及相应的解决方案。

我国火电厂用煤受我国煤炭资源和燃料供应政策的制约,燃煤的品质通常较差,燃煤的灰分、硫分等有害杂质含量普遍较高。

因此在使用SCR催化剂时燃料中的碱金属、碱土金属、砷,以及燃烧后产生的水蒸气、飞灰、硫及硫铵等都对催化剂的使用造成影响,这些成分通过扩散进入催化剂的活性点,占据着催化剂活性点位,催化剂将逐渐被钝化,催化剂的活性随着运行时间的推移而降低,NOx还原效率下降,氨耗量增加,氨逃逸量增加,SCR脱硝系统运行成本将因有害元素的影响而上升。

1 碱金属的影响碱金属与催化剂表面接触,会使催化剂活性降低。

碱金属在催化剂上沉积导致催化剂表面酸性大大降低,相同摩尔浓度的 K 与Na 相比,K 中和效果更强。

K 优先配位到或者上的 OH 根上,K20与反应生成,K 干扰了氨活性中间物种 NH4+的形成,从而导致催化剂的钝化。

避免催化剂表面水蒸气的凝结,可降低因碱金属在催化剂表面积聚对催化剂活性的影响。

2 碱土金属的影响碱土金属使催化剂中毒主要是飞灰中游离的CaO与催化剂表面吸附的反应生成而产生的,引起催化剂表面结垢,会将催化剂表面遮蔽,从而阻止了反应物向催化剂内扩散。

通过适当增加吹灰频率,可降低飞灰在催化剂上的沉积量,降低 CaO在催化剂表面的沉积量是减缓催化剂中毒的有效手段3 砷的影响砷(As)来源于煤,在烟气中以挥发性的形式存在分散到催化剂中并固化在活性、非活性区域,同时也会吸附在飞灰颗粒上(以氧化物的形式)。

在砷中毒的过程中将使反应气体在催化剂内的扩散受到限制,且通道遭到破坏。

催化剂发生 As中毒,特别是在液态排渣炉和飞灰再循环的过程中,会导致循环过程中砷的富集。

电厂脱硝常见问题及解决方案

电厂脱硝常见问题及解决方案氮氧化物〔NOx〕的排放标准越来越严格,而由于历史缘由或者设计缘由,电厂NOx的排放达不到国家标准,主要缘由是SCR 脱硝系统在实际应用中存在各种流场、NOx浓度偏差,以及催化剂的问题。

本文主要分析脱硝常见问题并供给可行建议。

氮氧化物〔NOx 〕是重要的大气污染物,煤燃烧是 NOx的重要来源之一。

在反响器出口有一套 NOx监测仪表,在脱硫吸取塔出口,烟囱入口也有一套NOx 监测仪表。

在实际运行过程中常常消灭很多状况,NOx浓度监测数据烟囱入口数值与反响器出口数据不全都,偏差较大;反响器两侧NOx浓度监测数据不全都,偏差较大;NOx排放浓度达不到国家标准;空预器堵塞;催化剂中毒。

1、流场问题及解决方案电厂消灭以下问题都是脱硝流场的缘由1.1脱硝 SCR 反响器进出口烟道 A、B 侧的 NOx浓度测量偏差大;1.2脱硝 SCR 出口烟道 A、B 侧的 NOx 浓度与烟囱入口的 NOx浓度测量偏差大;1.3脱硝SCR 反响器进出口流场分布均匀性差,喷氨流场分布均匀性差。

解决方案假设实际平均浓度偏差不大,符合偏差士10%的标准,则缘由分析为:仪表测量准确性问题;测点分布问题。

假设偏差较大,需要对脱硝系统进出口、空预器进口、烟囱入口等位置的烟气流场、速度场进展测试,了解烟道内真实的烟气流速、NOx 和 NH3浓度分布状况,提出 SCR 出口与烟囱入口 NOx浓度偏差大的整改意见,通过实施整改措施并对脱硝系统运行方式、喷氨格栅等进展优化调整,以消退偏差、提高系统脱硝性能。

〔1〕脱硝系统流速场、浓度场、烟气成分测试。

在机组 600MW、500MW、400MW、300MW 负荷工况下,掌握正常喷氨流量,按等截面网格法原则划分测点,SCR 反响器入口视 lJ 点数 10〔孔〕X6〔点〕、出口烟道视 lJ 点数5〔孔〕X6〔点〕;试验前通过拉场确定最正确测试点,烟气测试中将各点与烟气相连,分析CO、CO2、O2、NO 等主要气体成分。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相关文档
最新文档