脱硝催化剂性能检测与研究论文

工艺性能：脱硝效率、活性、氨逃逸、压降常规：化学成分、比表面积、抗压强度、几何性能、磨损强度

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。4）、在高温工况下，催化剂烧结失活的速率加快，催化剂用量也会增加；烟气温度在350℃以下时，催化剂的设计用量几乎不因温度发生变化，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，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催化剂烧结的最大因素，而烧结必然会致使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。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催化剂对高温的耐受性。但是，配方的改变，降低了催化剂的活性，要满足相同的性能要求，就要采用较多的体积。另一方面，在高温中催化剂失活加快，还必须留有较充足的催化剂储备体积。这两个因素共同作用，最后导致高温项目的催化剂用量一般都较多。5）、在高硫份工况下，应特别注意硫胺的生成，防止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。如果粘附在催化剂表面，又会继续粘附飞灰颗粒，导致SCR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，加剧催化剂的磨损，并使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。 此种工况进行催化剂设计时，一般不会造成催化剂用量增加，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。在进行催化剂选型时，应选取具有低SO2氧化率配方设计的催化剂。6）、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，包含了许多未知的催化剂毒物，极大限制了对催化剂的化学寿命评价和经济性分析。 依据国外经验，进行此类工况的催化剂设计选型时，对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。

用全尺寸检测性能检测装置，采用GB/T 38219-2019 烟气脱硝催化剂检测技术规范标准，检测催化剂单体的活性。

一种SCR脱硝系统催化剂活性检测实验台,包括:微量水泵、汽化器、混合器、预热器、加热电炉、三通接头、反应器和烟气分析仪;微量水泵、汽化器、预热器、三通接头、反应器通

泛指应用在电厂SCR（selective catalytic reduction）脱硝系统上的催化剂（Catalyst），在SCR反应中，促使还原剂选择性地与烟气中的氮氧化物在一定温度下发生化学反应的物质。目前最常用的催化剂为V2O5-WO3(MoO3)/TiO2系列（TiO2作为主要载体、V2O5为主要活性成分）。目前SCR商用催化剂基本都是以TiO2为基材，以V2O5为主要活性成份，以WO3、MoO3为抗氧化、抗毒化辅助成份。催化剂型式可分为三种：板式、蜂窝式和波纹板式。板式催化剂以不锈钢金属板压成的金属网为基材，将TiO2、V2O5等的混合物黏附在不锈钢网上，经过压制、锻烧后，将催化剂板组装成催化剂模块。蜂窝式催化剂一般为均质催化剂。将TiO2、V2O5、WO3等混合物通过一种陶瓷挤出设备，制成截面为150mmX150mm，长度不等的催化剂元件，然后组装成为截面约为2m´1m的标准模块。波纹板式催化剂的制造工艺一般以用玻璃纤维加强的TiO2为基材，将WO3、V2O5等活性成份浸渍到催化剂的表面，以达到提高催化剂活性、降低SO2氧化率的目的。

商业SCR催化剂活性组分为V2O5，载体为锐钛矿型的TiO2、WO3或MoO3作助催剂。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证值的不同而不同。活性组分是多元催化剂的主体，是必备的组分，没有它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，但却能显著地改善催化剂性能。研究发现WO3与MoO3均可提高催化剂的热稳定性，并能改善V2O5与TiO2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，MoO3还可以增强催化剂的抗As2O3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TiO2本身也有微弱的催化能力。选用锐钛矿型的TiO2作为SCR催化剂的载体，与其他氧化物(如Al2O3、ZrO2)载体相比，TiO2抑制SO2氧化的能力强，能很好的分散表面的钒物种和TiO2的半导体本质。2．对SCR催化剂的要求 理想的燃煤烟气脱硝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NO x氧化成N2和H2O，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，并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求； (4) 抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物，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SO2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，压降低、价格低、寿命长。此外，还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。催化剂类型。3.电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式，蜂窝式催化剂表面积大、活性高、体积小，目前占据了80％的市场份额，平板式催化剂比例其次，波纹板最少。安徽康菲尔检测科技有限公司专门检测SCR脱硝催化剂的各项性能指标，您可以去官网看下哦。