资源描述：
《选择催化还原_SCR_脱硝技术在中国燃煤锅炉上的应用_上_.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、技术经济综述选择催化还原(SCR)脱硝技术在中国燃煤锅炉上的应用(上)112HansJensen2Holm,Nan2YuTops«e,崔建华1.托普索公司,丹麦2.托普索公司北京代表处,北京100004[摘要]针对燃煤电厂采用高尘选择催化还原(SCR)脱硝装置时可能遇到的问题进行分析,并对设计SCR反应器和选择适合的催化剂方面提出了建议。在选择催化剂时,针对中国煤要考虑催化剂活性位潜在积灰,以及飞灰中高CaO含量所引起的催化剂的失活。以台山电厂600MW机组和阳城电厂600MW机组及美国肯塔基州Elmer
2、Smith电站150MW机组的SCR脱硝工程为例进行了说明。[关键词]燃煤锅炉;烟气脱硝;SCR脱硝技术;催化剂;流场模拟;计算流体力学;实体模型[中图分类号]X701[文献标识码]A[文章编号]10023364(2007)08001306目前,对燃煤锅炉烟气脱硝效率已要求达到90%面。为了提供大的烟气接触面积并减小压降,制成的以上。为确保所设计的脱硝系统保持高的脱硝效率并催化剂块具有很多平行通道(一般为波纹或挤压蜂窝使氨逃逸最小化,系统关键设备的设计必须考虑实际式催化剂或板式催化剂)。每种催化剂都有不同
3、型号,运行条件,这就要求把催化剂技术、工艺和工程设计几其通道尺寸(通常叫节距)、壁厚和化学成分不同。受个方面紧密结合起来。催化剂的设计必须考虑烟气特烟气中灰量的影响,燃煤锅炉脱硝系统一般采用大通点和运行参数范围,但是确保催化剂实现最佳催化效道、小壁厚(0.8mm)的催化剂。果的先决条件是正确设计关键设备,如:SCR反应器、SCR脱硝系统的催化剂设计需要考虑以下因素:烟道内部构件和喷氨系统,确保烟气在催化剂层均匀(1)所要求的脱硝效率;流动以及氨和烟气的均质混合。采用计算流体力学(2)反应器出口烟气中未反应
4、氨气(氨逃逸)的最(CFD)和实体模型对SCR脱硝装置进行流场模拟有大容许量;助于达到这一目的。(3)为避免后续设备不受硫酸氨影响,系统可接受的最大SO2、SO3氧化率;1SCR催化剂(4)催化剂理想寿命和基于烟气中灰量及其成分的催化剂预期失活速率。SCR脱硝工艺的核心是催化剂,喷入的氨与烟气在燃煤锅炉高含灰烟气SCR系统中,催化剂随着中的NOx在催化剂表面发生反应形成氮气和水蒸气。活性的损失渐渐老化。催化剂使用寿命的确定和催化通常采用的催化剂均以多孔二氧化钛作为载体,起催剂的装填设计必须考虑其运行环境。
5、影响催化剂使用化作用的活性成分五氧化二钒和三氧化钨分布在其表寿命的因素如下:收稿日期:2007-01-29热力发电·2007(8)13技术经济综述(1)飞灰成分对催化剂活性位的影响,通常指催以观察到。图2和图3是催化剂表面的电子显微镜化剂中毒;(ESEM)照片,从中可清楚地看到运行后的催化剂表(2)非常细小的飞灰颗粒在催化剂表面沉积,会面有一层致密无组织的硫酸钙沉积层,并且明显可见堵塞进入催化剂活性位的通道或减少其活性表面积;亚微米飞灰颗粒沉降对催化剂大孔的堵塞。(3)催化剂孔中的硫酸氢氨冷凝液会减小催化
6、剂活性表面积;(4)催化剂孔的热降解(烧结)会减小催化剂活性表面积;(5)催化剂通道堵塞减少了所装载催化剂的有效体积;(6)若SCR反应器中烟气流动不均匀,飞灰中的颗粒会造成催化剂磨损。图2燃用PRB煤脱硝项目典型催化剂沉积层1.1催化剂中毒电子显微镜(ESEM)扫描照片催化剂化学中毒是指催化剂活性位对一些成分的化学吸收导致其活性损失。最需引起重视的是碱金属气溶胶,如钠和钾。气溶胶黏附在催化剂表面,会通过表面扩散向活性位转移。中毒机理是对Bronsted-酸基位的化学绑定,这些酸基位同样会吸附和激活氨(图
7、1),进而阻碍催化循环反应。图1SCR催化反应(包括酸基和氧化还原催化反应)由图1可见,反应初始氨被吸附在Bronsted酸基5+位上(V-OH),然后通过与氧化还原位(V=O)的图3PRB脱硝项目运行前后催化剂表面ESEM照片反应,氨被活化。被激活的氨与气态NO或不易被吸4+在烟气温度很高且烟气中含有HF和HCl的条附的NO气体反应,生成N2和水,同时释放V-4+件下运行时,可能会出现催化剂活性物质的损失,即钒OH。V-OH被NO或O2氧化,完成催化反应循环。可能以三氯氧化钒(VOCl3)形式蒸发。这种
8、情况一般灰沉积或物理中毒是指催化剂孔被气溶胶或亚微不会在燃煤锅炉SCR中出现,因为通常燃煤锅炉烟气米的灰粒阻塞。气态化合物,如烟气中砷或铬,在催化水蒸气的存在抑制了钒与氯和氟的反应。剂孔中浓缩也会阻塞通向催化剂活性位的通道。其它催化剂结构中会出现液体或固体的可逆冷凝抑制沉积物,如钙、镁、镍、铁、锌和铅的游离氧化物会与烟作用,如由氨与三氧化硫反应生成的硫酸氢氨(ABS)。气中的SO2/SO3生成硫酸盐,使催化剂表面或孔结构由于S
