催化剂运行与寿命管理(远达环保)

1、火电厂脱硝催化剂火电厂脱硝催化剂运行与寿命管理运行与寿命管理江西省工程机电学会江西省工程机电学会陈付国陈付国1359419071813594190718重庆远达催化剂制造有限公司重庆远达催化剂制造有限公司当前国内当前国内SCR系统现状系统现状当前，国内SCR系统处于“大干快上”阶段，设计、供货、安装、调试、验收等环节均存在着明显不足。 2013年下半年2014年底，将集中进入SCR系统的性能验收阶段。 从SCR系统已经投运的机组来看，由于经验不足、观念不明晰， SCR系统的运行管理（尤其是SCR催化剂寿命管理）问题突出。 2014年7月1日后，SCR系统建设期间存在的问题可能集中爆发，部分机组

2、可能重走脱硫系统“先建设、后改造”的老路脱硝装置投运带给电厂的“两个账本”经济账经济账： 脱硝工程投资高， 运行成本高 脱硝补贴电厂实施后，经济运行见效益 催化剂采购及更换成本高 安全账：安全账： 取消反应器旁路带来的影响 脱硝装置运行不良的影响 催化剂本身缺陷及运行管理不当的影响 流场设计流场设计- -脱硝成功与否的首要条件脱硝成功与否的首要条件1 1、进行结构和布置设计，烟风道和反应器、进行结构和布置设计，烟风道和反应器、AIGAIG、导流、导流和整流装置等，确定它们的位置和几何形状。（对于改和整流装置等，确定它们的位置和几何形状。（对于改造机组，需要因地制宜，非标准设计）造机组，需要因地

3、制宜，非标准设计） 2 2、进行、进行CFDCFD流场模拟计算，优化原始设计。流场模拟计算，优化原始设计。 3 3、构建物理模型，验证、构建物理模型，验证CFDCFD计算结果。计算结果。 4 4、最终确定结构设计。、最终确定结构设计。 流场设计流场设计- -脱硝成功与否的首要条件脱硝成功与否的首要条件 流场设计流场设计-造成的后果造成的后果SCR催化剂板式催化剂波纹板式催化剂蜂窝型催化剂第一步是计算催化剂基本量K/AV=f（入口（入口NOx，脱硝率，氨逃逸率），脱硝率，氨逃逸率）AV表示面速度，是流经催化剂的烟气量与催化剂反应面积之比表示面速度，是流经催化剂的烟气量与催化剂反应面积之比K催化剂

4、活性值，是一个同时体现催化反应系统传质和化学反应速率的综催化剂活性值，是一个同时体现催化反应系统传质和化学反应速率的综合性特征值合性特征值第二步是催化剂活性第二步是催化剂活性Kf(温度、温度、O2、H2O、Ugs、V2O5、长度、长度、几何比表面积、微观结构几何比表面积、微观结构) K0催化剂初始活性催化剂初始活性 Kn催化剂当前活性催化剂当前活性 Kn/K0=. 第三步第三步和和 伽玛（伽玛（）催化剂设计余度，由装置类型、产品选型和性能催化剂设计余度，由装置类型、产品选型和性能要求决定。堵塞余度由反应器的布置方式和灰的特点决定。分布不要求决定。堵塞余度由反应器的布置方式和灰的特点决定。分布不

5、均时的余度由流体条件和烟气的均匀性决定。均时的余度由流体条件和烟气的均匀性决定。 贝塔（贝塔（）催化剂劣化速率，是煤组成、产品、长度、催化催化剂劣化速率，是煤组成、产品、长度、催化剂层数、灰负荷和剂层数、灰负荷和Ugs的函数：的函数： =(煤成分、产品特性、长度、催化剂层数、灰负荷和煤成分、产品特性、长度、催化剂层数、灰负荷和Ugs)第四步催化剂最终体积第四步催化剂最终体积催化剂活性催化剂活性选择依据选择依据检测方法几何特性几何特性第一部分物理特性物理特性第二部分化学特性化学特性第三部分长度长度、孔径孔径、孔数孔数、间距间距、外形尺寸外形尺寸、内壁厚度内壁厚度、外壁外壁厚度几何比表面积、开孔率

6、厚度几何比表面积、开孔率、翘曲度翘曲度工艺特性工艺特性第四部分抗压强度、磨损抗压强度、磨损强度强度、比表面积、孔容孔径比表面积、孔容孔径晶相结构、主要化学成份、晶相结构、主要化学成份、微量元素微量元素脱硝效率、脱硝效率、SO2/SO3转化率、转化率、氨逃逸和压降氨逃逸和压降催化剂检测方法催化剂检测方法催化剂失活催化剂失活u失活催化剂种类：烟气中的有毒成分SOX（SO2、SO3）砷（AS）磷（P）形成细微的硫酸氢铵颗粒吸收，减少活性位吸收，减少活性位灰分中的有毒成分碱性金属（Na、K、Ca）活性位减少、堵塞细孔破坏催化剂微孔、结晶高温烧结催化剂活性成分减少磨损催化剂孔道都市网灰尘可可再再生生不不

7、可可再再生生了解最低运行温度了解吹灰器的目的和吹灰频率了解系统启动流程了解喷氨系统的控制了解停机过程中针对催化剂的主要步骤16催化剂运行催化剂运行-使用者的重视程度使用者的重视程度运行温度低温时，SO3与NH3和H2O反应生成NH4HSO4低于设计温度时的运行最大时间不得超过10小时三个温度：最低连续喷氨运行温度，停止喷氨运行温度，最高连续运行温度。高温对催化剂损害17吹灰器依照吹灰供应商的要求进行吹灰操作。当发现催化剂层的压降增加时，可能需要增加吹灰器的吹灰频率。在停机前和停机过程中，需要运行吹灰以将停留在催化剂表面的灰分减到最少。18初始启动依照SCR系统操作手册采用正常的启动和停机程序。

8、建议温升速率不超过60oC/minSCR系统中不得有液态水，但是烟气或空气中的水蒸气没有关系油渍不能进入SCR系统只有当烟气温度高于最低喷氨温度之后，才能够进行喷氨操作。这样做的目的是为了避免在催化剂的表面生成硫酸盐或硝酸盐。运行过程的记录观察运行过程的记录观察如果催化剂上游设备发生水管破裂，需注意不得将水溅入催化剂烟气中的氨和NOx必须混合均匀。观察烟气量，流速变化对催化剂磨损有较大影响:催化剂层的压降，氨注入量和氨逃逸需要每天记录，可以通过灰分中氨浓度反应氨逃逸率。23运行过程的记录观察运行过程的记录观察对数据的分析有利于SCR系统的运行控制催化剂的设计依照技术协议中的煤质参数若燃用其他煤

9、质，则催化剂的性能可能会受影响如果燃用了新的煤种，请联系催化剂设计方.脱硝运行脱硝运行重点关注数据的变化并且接受数据的变化脱硝运行中每年必做的检测：脱硝性能试验效率，氧化率，NH3逃逸，压降催化剂的性能测试中试煤质成分检测灰分成分检测催化剂寿命管理催化剂寿命管理 广义上讲，SCR催化剂管理应涵盖SCR催化剂从设计选型到再生/更换以至废弃处理的全寿命过程，故我们定义催化剂寿命管理。 1. 什么是好的催化剂，如何确认买到的是合格的催化剂。 2. 如何经济、安全运行管理催化剂，规避安全隐患，降低成本。 InitialL1L2L1L2AddL3ReplaceReplace 催化剂寿命管理是一个系统工程

10、，它需要用户（电厂）和催化剂厂家共同经营维护，用户和催化剂厂家从不同的角度记录和分析脱硝催化剂使用过程中的数据和状态，不断对系统进行优化和改进，确保脱硝系统和催化剂合理长期运行。催化剂的寿命管理是脱硝系统能否正常运行的关键。 催化剂使用用户应该做的工作为：（1）记录运行中的数据：NOx浓度，效率，温度，压降，负荷变化，喷氨量，煤质资料，灰分分析资料，流场变化数据等。（2）合理使用吹灰器（3）合理控制喷氨温度，关注脱硝下游设备腐蚀情况。（4）定期将运行记录的数据传送给催化剂厂家，系统运行数据与催化剂有偏差时，及时通知催化剂厂家。（5）第三方检测机构，对脱硝系统性能进行检测。 催化剂厂家应该做的工作为：（1）关注产品使用过程中的数据变化，并对数据进行分析。（2）定期进行回访，了解系统和催化剂运行状态。（3）停机时，进行取样检测，并将检测报告提交给用户。（4）根据催化剂检测结果，对脱硝系统和催化剂的运行提出合理化的建议，并预期催化剂后期的运行状态。（5）配合用户对系统进行优化和改进。（6）建立催化剂使用档案，并将资料提交用户。 了解脱硝和催化剂的运行状态 合理运行脱硝系统 为催化剂的加装和换装提供依据 为煤质改变提供依据 为锅炉负荷调整提供依据SCRSCR存在的问题存在的问题系统设计方面 催化剂选型、用量不当 节距太小、催化剂体积不够 烟气流速设