华电国际脱硝技术交流-脱硝催化剂

华电电力科学研究院华电集团动力技术研究中心华电国际脱硝技术研讨会脱硝催化剂技术

脱硝催化剂的基本要求脱硝催化剂的一般描述脱硝催化剂的失活和预防脱硝催化剂的设计选型华电电力科学研究院华电集团动力技术研究中心华电集团脱硝催化剂规范华电电科院脱硝业务简介1.1SCR简介SCR脱硝技术是指使用还原剂（NH3等）在合适的温度范围（300-420℃）在有氧条件下在催化剂的作用下将NOx选择性的还原为无害的氮气和水；SCR脱硝技术具有脱硝率高，选择性好，成熟可靠等优点，是国内外电站最广泛采用的烟气脱硝技术；SCR技术是美国Eaglehard在50年代取得专利，七十年代后期在日本的工业电站得到应用，随后在欧洲、美国等地区得到广泛的应用。1.2SCR脱硝工艺特点SCR烟气脱硝技术的优点SCR烟气脱硝技术脱硝效率高，脱硝效率一般可达80%～90%，可将氮氧化物排放浓度降至100mg/m3以下。SCR烟气脱硝技术成熟可靠，应用广泛，适合在煤质多变、机组负荷变动频繁以及对空气质量要求较敏感的区域的新建燃煤机组上使用；SCR烟气脱硝技术的缺点需要使用脱硝催化剂，催化剂价格昂贵，投资和运行成本高；需要使用液氨、氨水或尿素等作为还原剂，消耗费用大；若用液氨作为还原剂，由于它们是危险化学品，在储运和使用过程的安全问题尤应引起关注。由于我国火电厂燃煤复杂多变，在我国已建成或拟建的烟气脱硝工程中大多采用SCR法。1.2SCR在中国的应用由于我国火电厂燃煤复杂多变，在我国已建成或拟建的烟气脱硝工程中大多采用SCR法。据不完全统计，截至2008年底，

全国约有90多家电厂的近200台总装机容量为1.05亿千瓦的机组已通过环评，其中已建、在建或拟建的火电厂烟气脱硝项目达到5745万千瓦装机容量。所采用的工艺技术主要是选择性催化还原法（SCR），约占96％，非选择性还原催化法（SNCR）只占4％。根据《火电厂氮氧化物排放标准》（二次征求意见稿）的要求，要达到新机组或重点地区老机组改造100mg/Nm3的排放要求必须加装SCR脱硝催化剂，非重点地区200mg/Nm3的排放要求，SCR技术仍是首选。1.3SCR脱硝主反应SCR脱硝技术是指使用还原剂（NH3等）在合适的温度范围（300-420℃）、在有氧条件下在催化剂的作用下将NOx选择性的还原为无害的氮气和水；由于NO占95%左右，所以第一个反应是SCR脱硝的主反应，实际消耗的氨氮比接近于1:1。SCR反应机理为Eley-Rideal机理，即SCR反应发生在催化剂吸附的NH3和气相或微弱吸附的NOx之间，为快速反应；SCR反应集中发生在催化剂表面的0.1mm以内，反应速度主要取决于催化剂的表面积。催化剂催化剂表面烟气41235761234567氨在催化剂表面的扩散氨在催化剂内部小孔的扩散氨在催化剂活性区域中间被吸附氮氧化物从烟气中扩散到被吸附的氨的上面氮氧化物和氨发生反应生成氮气和水氮气和水脱离催化剂表面氮气和水扩散到烟气中SCR反应过程1.4SCR脱硝副反应（1）电厂脱硝催化剂为V2O5/TiO2基催化剂，在脱硝的同时会发生SO2氧化的副反应：生成的硫酸氢铵的粘性较大，易造成飞灰在空预器中低温段空预器受热面沉积，引起下游的设备和管道的堵塞和腐蚀，所以一般要求脱硝过程SO2氧化率低于1%，氨逃逸小于3ppm；此外喷氨温度需保持在300℃以上，以避免硫酸铵盐在催化剂上沉积，造成催化剂微孔堵塞，活性下降。SO2氧化反应属于慢反应，在整个催化剂壁厚范围内均会发生，减小催化剂的壁厚将有助于降低SO2转化率。1.4SCR脱硝副反应（2）SCR脱硝反应的另一副反应是将烟气中部分元素Hg氧化成二价Hg，从而有助于Hg在脱硫吸收塔中被洗涤，从而减少Hg向大气中的排放，实现Hg减排的目的。1.5中国SCR脱硝催化剂的典型布置SCR脱硝催化剂位于省煤器和空预器之间；高灰布置的优点：高灰布置形式的运行温度在320～400℃，处于催化剂的活性温度范围，无需补燃或换热，系统简单；

95％的燃煤脱硝装置采用的是高灰布置形式，脱硝反应器设置于省煤器和空预器之间。1.5中国SCR脱硝催化剂的典型布置高灰布置的缺点：由于烟气的粉尘含量较高，为防止催化剂堵塞，需要使用大孔径的蜂窝式催化剂或平板式催化剂，而且必须采用垂直布置；为了防止催化剂的磨损，选择的催化剂的壁厚较大；由于烟气中含有SOx，而且反应温度较高（350℃），会有更多的SO2转化为SO3，所以为了限制SO2的氧化率和NH4HSO4的生成，需要使用活性相对较低的SCR催化剂；烟气中含尘量大，毒物多，更容易造成催化剂的中毒，催化剂寿命较短；由于以上原因，造成脱硝催化剂体积较大，SCR系统造价成本高。1.5中国SCR脱硝催化剂的典型布置虽然在高灰SCR（HD-SCR）系统中催化剂长期处于高浓度粉尘的烟气中，更易造成催化剂中毒、磨损、堵塞等，但由于催化剂位于省煤器和空预器之间，与催化剂活性温度窗口一致(250℃~450℃)，而且随着催化剂的进步，现在的催化剂供应商一般都确保催化剂三年以上的使用寿命，目前燃煤电厂SCR多采用高灰布置，国内采用的电厂SCR脱硝系统均为高灰布置形式。1.5中国SCR脱硝催化剂的典型布置1.6SCR脱硝对催化剂的要求（1）SCR催化剂是SCR脱硝系统的核心，直接决定着SCR系统的性能和投资运行成本；SCR催化剂布置在省煤器和空预器之间，需要在300～420℃温度范围内脱硝效率高、选择性好、抗毒性强、运行可靠；SCR催化剂承受的高温、高尘、高SO2含量和高中毒的烟气条件，对脱硝催化剂的耐高温、耐堵塞、耐磨损、抗中毒性能和低SO2氧化活性提出更高的要求；中国的SCR系统为无SCR旁路和无省煤器旁路结构，对脱硝催化剂的安全可靠性提出更高的要求；中国煤种复杂多变，对脱硝催化剂的适应性也有更高的要求。1.6SCR脱硝对催化剂的要求（2）脱硝装置的指标还原剂液氨NOx脱除率％SCR入口NOx含量Mg/Nm3NH3(干基，6％O2)逃逸率Vol.ppmSO2/SO3转化率％氨耗量Kg/h催化剂阻力（附件层添加前后）Pa最低连续烟温℃最高连续烟温℃最低喷氨温度℃短时最高承受烟温℃催化剂化学寿命h催化剂机械寿命年1.7SCR脱硝催化剂的性能要求第二部分脱硝催化剂的一般描述2.1脱硝催化剂布置2.2脱硝催化剂成分2.3脱硝催化剂形状催化剂标准模块2.3脱硝催化剂形状2.3脱硝催化剂形状2.4SCR催化剂微观结构A:Macropores200μm5µmB:Mesopores200nmC:Micropores2.4SCR催化剂微观结构2.4SCR催化剂微观结构成分：不锈钢网作为催化剂的载体二氧化钛、氧化钒、氧化钼等作为活性催化原料特性：1,更高的耐飞灰腐蚀性能2,积灰对系统脱硝的影响更低3,不易粘结飞灰4,良好的热力和机械性能5,较低的SO2转化率6,更少的压力损失平板式催化剂单板尺寸:厚度:0.6–0.8mm高度:550mm-625mm深度:456mm重量:0.7kg2.5平板式催化剂标准模块尺寸:长度 1882mm宽度 954mm高度 1474mm总重量 1443Kg平板式催化剂模块2.5平板式催化剂准备催化剂原料混合板式催化剂的压制将催化剂原料碾压在不锈钢网格上单板褶皱的压制将一定数量的单板组成催化剂单体将若干个单体组成一个催化剂模块煅烧平板式催化剂制造工艺流程2.5平板式催化剂将催化剂原料均匀地碾压在不锈钢网格上,然后切割并压制成带有褶皱的单板,最后将这些单板组成催化剂的单体.平板式催化剂生产线2.5平板式催化剂平板式催化剂的煅烧工艺通过煅烧使催化剂达到以下设计所需的性能要求：

晶体特性:

-晶粒尺寸

-微孔容积机械性能参数:

-强度

-耐久度2.5平板式催化剂将催化剂单体组装成模块,这样更有利于以后催化剂的安装.模块的尺寸都有一定标准,但是根据不同客户不同项目的特殊要求,模块的尺寸可以有所更改.平板式催化剂模组的组装2.5平板式催化剂SINOx®板式催化剂的安装平板式催化剂模块的安装2.5平板式催化剂催化剂的安装Baffleplates安装于沿催化剂模组支撑以及反应器侧壁；合理安装Baffleplates是控制烟气中飞灰分布、减少积灰的必要手段。Baffleplates

Reactorwall2.5平板式催化剂成分:

主要成分为陶瓷,二氧化钛、氧化钒、氧化钨作为活性成分

特性:

比表面积较高体积小在低尘烟气中活性较高催化剂长度和孔隙的大小都是可选的蜂窝式催化剂尺寸:催化剂长度1100mm左右孔径2.4~8.2mm每平方英寸大约6~

300个单元蜂窝式催化剂2.6蜂窝式催化剂蜂窝式催化剂模块2.6蜂窝式催化剂蜂窝式催化剂制造工艺流程2.6蜂窝式催化剂根据所需几何尺寸:-每个催化剂单体的孔数量-通流面积壁厚调节蜂窝式催化剂挤出模具以得到与设计相符的蜂窝式催化剂蜂窝式催化剂挤出成型2.6蜂窝式催化剂蜂窝式催化剂的煅烧工艺通过煅烧使催化剂达到以下设计所需的性能要求：

晶体特性:

-晶粒尺寸

-微孔容积机械性能参数:

-强度

-耐久度2.6蜂窝式催化剂2.6蜂窝式催化剂2.6蜂窝式催化剂2.6蜂窝式催化剂2.7波纹板式催化剂2.8脱硝催化剂的检验检测2.8脱硝催化剂的检验检测2.8脱硝催化剂的检验检测2.8脱硝催化剂的安装2.8脱硝催化剂的安装催化剂密封2.8脱硝催化剂的安装2.8脱硝催化剂的安装第三部分脱硝催化剂的失活和预防3.1催化剂失活3.1催化剂失活3.1催化剂失活由于受到烟气中的气体条件，粉尘条件和温度条件方面因素的影响，催化剂的活性一般都会随着时间的延长而降低。3.1催化剂失活3.2脱硝催化剂的添加/更换催化剂的堵塞催化剂的堵塞3.3催化剂堵塞（1）影响催化剂堵塞的因素催化剂的孔径特征：节距、通流面积和断面形状；灰的负荷和粘性；烟气/反应器的设计：在满负荷/部分负荷时的烟气流速、导流板、冲击角度、大粒径飞灰、粉尘的分布。催化剂的堵塞催化剂堵塞的机理燃烧过程中产生的大颗粒粉尘被烟气挟带至催化剂（如爆米花飞灰）：合理选择催化剂孔径和形式，设置灰斗和格栅去除大颗粒飞灰；在上游的流动静止区细灰沉积结合成块状粉尘，通过作用释放落到催化剂表面优化烟道和反应器的设计，选择合适的催化剂。低于最低喷氨温度生成硫酸氢铵覆盖催化剂表面：运行温度低于最低喷氨温度及时停止喷氨生成硫酸氢铵后及时升温将表面硫酸氢铵分解3.3催化剂堵塞（2）脱硝催化剂堵塞机理最低喷氨温度和分解温度催化剂节距（Pitch）是指相邻的板或壁中心之间的距离pitchpitchSINOx®催化剂间距选择102030g/m37mm间距蜂窝式催化剂8mm间距蜂窝式催化剂？5mm间距板式催化剂6mm间距板式催化剂催化剂节距选择催化剂间距选择与烟气灰分之间的关系85低高69通流面积(%)堵灰程度催化剂节距的选择通流面积与堵灰程度之间的关系(通流面积通常用来描述催化剂的自由截面积)防止飞灰沉积的技术手段通过安装合适的灰斗和其他设备，将烟气携带的粒径大于1.5-2.5毫米的飞灰除去；根据灰的特性选择合适的催化剂节距；通过合理设计安装导流板和结构支撑来优化进口烟气的分布；合理设计催化剂的支撑梁；在催化剂上部安装筛网捕捉或粉碎大颗粒的粉尘；设置吹灰装置。3.3催化剂堵塞（3）声波吹灰器蒸汽吹灰器催化剂的磨损V是烟气流速；t是时间；L是颗粒物的负荷磨损速率与材料的硬度成反比。从理论上讲绝大多数磨损发生在催化剂表面，而不是催化剂的内壁灰的冲击发生在催化剂表面由于在催化剂孔入口处流动的收缩会使表面发生更多的磨损。在入口效应后很短的距离内会形成层流边界层，在层流边界层内气流速度较低，颗粒的质量流量较低。磨损会造成活性成分流失，化学寿命下降，但同时可以促进表面更新，催化剂长期保持活性；磨损会造成机械强度下降，造成催化剂的断裂；解决途径：选择大壁厚催化剂；流场优化；选择合适的流速、角度等工艺优化：预除尘改变结构：平板式催化剂选用不锈钢筛网板，蜂窝式催化剂选择顶部加强。3.4催化剂磨损（1）3.4催化剂磨损（2）3.5催化剂烧结热烧结是指由于高温使得脱硝催化剂的晶型发生改变，基本粒子变大，表面积减小，活性物质发生改变，从而导致活性下降。正常的SCR运行条件下烧结可以忽略不计。但是如果在启动时发生残炭或残油堆积在表面会引起脱硝催化剂失火，导致活性迅速下降，这在系统启动时应引起充分重视。3.6催化剂中毒（1）化学成分的改变：气相或粉尘中的物质使得催化剂中毒，如烟气中的As和碱金属使得活性位发生转化，气固反应使得催化剂材料发生改变。SO3As2O3碱金属碱土金属等SO3对催化剂的影响当反应温度较低时，会生成硫酸铵或硫酸氢铵物质，硫酸铵为白色固体，硫酸氢铵在160～220℃为黏性固体。为了防止催化剂表面发生硫酸盐的沉积，需要将反应温度控制在最低允许操作之上，短期之内问题不严重，当温度高于分解温度时这些物质会重新分解，催化剂的的活性会得到恢复，但长期处于这个温度会使催化剂活性发生不可逆的变化；如果有一定的氨气泄漏加上烟气中的SO3反应生成硫酸铵或硫酸氢铵，由于硫酸氢铵为黏性固体，会使得飞灰在空预器表面沉积造成催化剂的堵塞，另外硫酸氢铵具有腐蚀性会造成空预器的腐蚀，采取的措施是对空预器进行冲洗，另外一个措施需要减少催化剂的SO2的氧化率和减少氨气的逃逸量。SO3对催化剂的影响可以通过将反应温度控制在最低允许反应温度之上，否则会生成硫酸铵盐或硫酸氢铵。3.6催化剂中毒（2）碱金属或碱土金属元素对催化剂的影响飞灰中含有一定的碱金属或碱土金属元素，如K、Na、Mg、Ca等。碱金属和碱土金属主要是造成催化剂中V-OH的氢键被替换，使得催化剂的酸性下降，从而使得催化剂的活性下降。碱金属与活性位的结合程度相对不是很大，如果在有冷凝水存在的情况下催化剂的中毒性能会成倍增加。3.6催化剂中毒（3）砷对催化剂的影响飞灰或烟气中的As会使SCR催化剂中毒，尤其是气相As。As会在催化剂表面沉积，引起催化剂的中毒，As中毒是不可逆的。如果烟气中的As含量较高，催化剂的失活会加速。为了缓解催化剂的As中毒，需要在烟气中喷入一定量的CaO与As结合，减少催化剂的中毒情况。在烟气中As含量较高时，选用含MoO3催化剂。3.6催化剂中毒（4）CaO对催化剂的影响由于CaO能As反应，因此一定量CaO的存在还能够防止催化剂As中毒。

CaO在有SO2和SO3存在的情况下，会生成带粘性的CaSO4，并覆盖在催化剂的表面影响其活性。但一般煤中的CaO含量较低，对催化剂活性影响不大，但是中国部分煤种属于高灰高CaO类型，在催化剂选型设计时需慎重考虑。3.6催化剂中毒（4）3.6催化剂中毒（4）3.6催化剂中毒（4）第四部分脱硝催化剂的设计选型4.1设计选型综述电厂参数

锅炉类型

固态排渣锅炉

液态排渣锅炉

燃料

煤

油

运行工况

负载

循环

是否频繁启动

飞灰循环

其他设备

空气预热器

电除尘器

SCR系统设计模组布置反应器体积SCR旁路备用层吹灰器喷氨系统静态混合器类型

蜂窝式

平板式

节距成分

活性

抗中毒能力

选择性设计

体积

脱硝效率

压降催化剂选择与设计4.1催化剂设计条件基本信息包括：机组容量性能指标烟气条件煤种信息灰分信息炉型：固态排渣炉/液态排渣炉SCR布置：烟道布置、反应器尺寸、有无省煤器旁路/SCR旁路、有无省煤器灰斗等烟气温度/流场/浓度/氨氮比/角度等的偏差脱硝装置的指标4.1催化剂设计条件还原剂液氨NOx脱除率％SCR入口NOx含量Mg/Nm3NH3(干基，6％O2)逃逸率Vol.ppmSO2/SO3转化率％氨耗量Kg/h催化剂阻力（附件层添加前后）Pa最低连续烟温℃最高连续烟温℃最低喷氨温度℃短时最高承受烟温℃催化剂化学寿命h催化剂机械寿命年项目单位锅炉BMCR工况设计煤种校核煤种O2Vol%SO2Vol%H2OVol%SCR入口粉尘浓度g/Nm3SCR入口NOx浓度Mg/Nm3SO3Mg/Nm3SCR入口烟气量Nm3/sSCR入口烟气温度℃现有电厂要求的负荷范围％4.1催化剂设计条件烟气条件表格锅炉不同负荷时的省煤器出口烟气量和温度项目单位BMCRBRLTHA75%THA50%THA煤质设计校核设计校核设计校核设计校核设计校核燃煤量t/h省煤器出口烟气量t/h省煤器出口烟气温度（设计煤种）℃℃4.1催化剂设计条件烟气条件表格4.2体积设计脱硝催化剂的体积直接决定着脱硝催化剂的成本，所以各催化剂厂商为了提高竞争性，会尽量降低催化剂体积。在烟气条件确定的情况下，脱硝催化剂主要受以下因素决定：脱硝催化剂活性：使用高V2O5含量的催化剂，会使的脱硝活性大幅提高，所需体积大幅下降，但同时SO2氧化率会大幅增加；脱硝催化剂节距：节距的减小会使得脱硝催化剂比表面积增加，但同时会增加脱硝催化剂堵塞的概率；脱硝催化剂使用寿命脱硝催化剂性能要求：如脱硝效率、SO2氧化率和氨气逃逸率；烟气成分：部分物质会造成脱硝催化剂逐渐中毒，为了保证脱硝催化剂寿命末期的性能保证值，需要预留一定的系数；粉尘浓度和成分：粉尘浓度高，需要选择大节距和大壁厚的脱硝催化剂，粉尘中的物质，如CaO等会造成催化剂的中毒，需要预留设计值；其他的影响因素：如烧结、堵塞、磨损等。4.2体积设计4.3壁厚设计脱硝催化剂的壁厚对脱硝催化剂的成本有很大影响，所以各催化剂厂商为了提高竞争性，会尽量降低催化剂壁厚。壁厚的选择是一个平衡过程，低壁厚会降低脱硝催化剂的SO2氧化率，但是会降低脱硝催化剂被磨损的可能性，催化剂机械强度下降，寿命缩短，高壁厚会提高催化剂的机械强度，可以承受磨损和再生，但是SO2氧化率会上升，所以脱硝催化剂壁厚的选择需慎重。两种方式解决壁厚问题：平板式催化剂：不锈钢筛网板作为支撑体，机械寿命长，但活性成分较少，活性成分易被磨损；蜂窝式催化剂：顶部加强，可以解决烟尘顶部冲击的问题，但是在高粉尘情况，催化剂内部可能被磨穿，造成断裂4.4节距和成分设计节距设计脱硝催化剂的节距主要是根据粉尘含量、粉尘粒径分布和粉尘粘性等成分设计主要选择活性成分含量，如果V2O5含量过高虽然会提高催化剂脱硝活性，降低所需催化剂体积，但是会增加催化剂的SO2氧化率，需要慎重；其他成分，如WO3提高催化剂的热稳定性，MoO提高催化剂抗As中毒能力，玻璃纤维提高催化剂的机械强度等。4.5类型选择（一）目前商用的电厂脱硝催化剂类型只有平板式催化剂、蜂窝式催化剂和波纹板式催化剂三种类型，其中波纹板式催化剂由于开发时间较晚，再加上自身结构和制备工艺的局限性，一般只能用于粉尘含量较低的场合，其在全球电厂的市场占有率不到10%。绝大多数电厂均采用平板式和蜂窝式催化剂，两者占市场份额的90%以上，是市场的主流。目前平板式催化剂与蜂窝式催化剂在燃煤电厂脱硝中份额相当，板式催化剂在抗灰堵和安全性方面独具优势，从安全性角度会优先选择板式催化剂，但蜂窝式催化剂比表面积大，体积需求量小，从经济性上会优先选择蜂窝式催化剂。4.6类型选择（二）项目蜂窝式催化剂平板式催化剂结构均一结构具有不锈钢筛网板作为担体活性强较强比表面积大较大体积中等较大重量中等较重单价高较高催化剂投资成本高高长期性价比高高防堵性能较强强耐磨损性能强强使用寿命长长4.5类型选择（三）项目蜂窝式催化剂平板式催化剂SO2氧化性强较强耐As中毒－强CaO适应性强强高灰适用性较强强SO2适应性一般较强燃煤高灰占有率较高高适用范围高尘及低尘均适用高尘及低尘均适用优缺点比表面积大，活性高在超高灰（大于30g）应用情况较为困难会发生整体性坍塌应用范围广，可以对工艺改造生产其他类型的催化剂比表面积小，活性小，所需体积量大在超高灰有很好的应用业绩内部有筛板，机械强度较好，不会发生整体性坍塌但是仅能用于燃煤电厂脱硝领域中国市场不同类型脱硝催化剂市场份额中国市场脱硝催化剂厂商市场份额4.6其他品牌选择国产还是进口有无丰富的经验价格一般来说，蜂窝式的催化剂价格在3-3.2万左右，平板式催化剂的价格在3万左右。催化剂设计煤质统计CoalAnalysis0102030405060708090CarbonHydrogenOxygenMoistureVolatileAshSulfurNitrogenChlorine催化剂设计灰分成分分析统计AshAnalysis010203040506070SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2OSO3P2O5LOI(unburnedC)4.7催化剂层数设计根据烟气量、烟气条件和布置空间，合理选择催化剂类型和催化剂量，在运行过程中由于催化剂活性会逐渐下降，一般在SCR反应器中会预留催化剂层，采用的方案有2＋1或3＋1等。在80%脱除效率时：可采用2+1或其他形式的催化剂结构方案，备用层使初期催化剂管理和更换更具经济性，远期又能满足更高的环保要求；在脱硝效率要求高于90%时，可选择3+1布置；为了适应不同排放浓度的需要，可设计2+2布置形式；平板式催化剂可以半层添加方案，如2+0.5+0.5布置方案。4.7催化剂层数设计平板式催化剂半层叠加示意图4.8催化剂模块布置模块布置不同类型的脱硝催化剂模块具有互换性，反应器高度设计按照体积较大的平板式催化剂方案确定；催化剂模块布置根据反应器尺寸进行排列；催化剂模块尺寸可根据需要进行调整。4.8催化剂模块布置4.9催化剂设计4.9催化剂设计4.9催化剂设计4.10催化剂性能曲线4.10催化剂性能曲线4.10催化剂性能曲线4.10催化剂性能曲线4.11催化剂寿命管理4.12催化剂供货4.12催化剂供货第五部分华电集团脱硝催化剂规范5.1华电集团对SCR催化剂的要求（1）中国华电集团公司火电厂烟气脱硝技术导则由中国华电集团公司科技环保部组织制定、中国电力企业联合会和华电电力科学研究院等单位联合编写，并于2010年12月13日颁布执行。其中对脱硝催化剂作了一系列的规定。催化剂选择应遵循在320～425℃范围内，脱硝效率高、抗毒性强、运行可靠的原则，最大程度适应燃料类型和运行条件，同时具有氨逃逸低、SO2/SO3转化率低及便于飞灰通行等特点。催化剂的选型应根据烟气成分、燃料微量元素含量、烟尘浓度、烟尘粒度分布特性等综合性能保证要求考虑。催化剂应采取模块化设计，不同形式的催化剂模块的外形尺寸应相似。催化剂各层模块应规格统一、具有互换性，且应采用钢结构框架，并便于运输、安装、起吊、添加或更换。5.1华电集团对SCR催化剂的要求（2）催化剂机械寿命应按不小于9年考虑；催化剂化学寿命一般按不小于3年（24000小时）考虑；对于高钙(>20%)、高砷（>10μg/g）等特殊项目，催化剂化学寿命可按不小于2年（16000小时）考虑。催化剂在化学寿命内应能有效保证系统脱硝效率及各项技术指标。催化剂层数一般应留有备用层，其层数的配置及寿命管理模式应进行综合技术经济比较，优选最佳模式。基本安装层数应根据催化剂化学、机械性能衰减特性及环保要求确定。对于平板式催化剂可以采取半层添加方案。每一层催化剂均应设计可拆卸的催化剂测试部件，并设有清灰设施和反积灰措施。5.2供应商的选择规定催化剂生产供应商需为成熟、可靠、先进的主流催化剂技术的生产厂家。供货商如为国外厂商，其成功运行业绩不应低于200个火电项目；供货商如果国内厂商，应采用成熟技术，其年产能不应低于6000m3，成功运行业绩不应低于7个。催化剂生产供应商需具备完整可靠的质量管理体系，应通过ISO质量认证，生产设备先进，自动化水平高，具备批量连续生产能力。催化剂生产供应商应具备完整可靠的催化剂质量检测能力和评价手段，催化剂性能应有可靠保证。催化剂生产供应商应在签订合同及提供产品时分别向电厂提供催化剂性能曲线。催化剂生产供应商应在投标时提供双方认可或国家认可的第三方检测机构测试的类似项目的催化剂数据；在交货前提供本项目双方认可或国家认可的第三方检测机构测试的相关催化剂数据。催化剂生产供应商需具备良好的运行业绩，售后服务体系完善，包括设计配合、安装指导、催化剂性能检测等内容。5.3催化剂技术要求规定(一)催化剂模块应包括催化剂单元、密封材料、模块外框、外包装材料等。催化剂所用外购件、原材料均应符合相应标准的要求，并附有合格证或质保书。催化剂应质地均匀，蜂窝式催化剂由纯陶瓷材料整体性挤出，干燥煅烧后得到；平板式催化剂采用不锈钢筛网板作为基材在其表面双层碾压活性材料，经煅烧等热处理后得到。催化剂外观质量蜂窝式催化剂结构完整性要求参照表4-1。板式催化剂不应有裂纹和裂缝。催化剂表面应平整光滑，不得有锋棱、尖角，毛刺；不得有剥离、气泡和裂纹等缺陷。催化剂截面单元为方形截面，其中蜂窝式催化剂断面形状为方形阵列布局，平板式催化剂断面为平行褶皱板结构。5.3催化剂技术要求规定(二)催化剂物理性能催化剂单元长度不宜大于1300mm。蜂窝式催化剂单元截面尺寸宜采用150mm×150mm规格，平板式催化剂单元截面尺寸宜采用450mm×450mm规格。蜂窝式催化剂模块单元数应采用72个（12×6），平板式催化剂模块单元数应为16个（2×4×2）。催化剂模块的截面要求1910mm×950mm，高度不宜超过1500mm。催化剂节距的选择烟尘浓度大于40g/m3，蜂窝式催化剂孔数应不大于18孔，节距不小于8.2mm，壁厚不小于0.8mm；平板式催化剂板间距不小于6.7mm，板厚不小于0.7mm。烟尘浓度在20g/m3到40g/m3之间时，蜂窝式催化剂孔数应不大于20孔，节距不小于7.4mm，壁厚不小于0.7mm；平板式催化剂板间距不小于6.0mm，板厚不小于0.7mm。烟尘浓度小于20g/m3，蜂窝式催化剂孔数应不大于22孔，节距不小于6.9mm，壁厚不小于0.6mm；平板式催化剂板间距不小于5.6mm，板厚不小于0.6mm。蜂窝状催化剂前段硬化长度不小于20mm。项目质量指标破损催化剂单元单侧端面及每条催化剂单侧壁面：破损处的宽度应不超过一个开孔，长度应在10～20mm之间，破损数量不超过两处。裂纹催化剂单元单侧端面的细小裂纹（除上述提到的破损之外）：裂纹数量不超过10处每条催化剂单侧壁面：细小裂纹的宽度≤，长度不超过催化剂总长度的一半，裂缝数量不超过5处。裂缝催化剂单元单侧端面：裂缝的贯穿程度不应超过开孔的一半，裂缝数量不超过两处。表4-1蜂窝式催化剂结构完整性要求5.3催化剂技术要求规定(三)催化剂化学性能催化剂的初始反应活性k0应不低于35Nm/h；SO2/SO3转化率应不高于1%；氨逃逸应不高于2.28mg/m3（标准状态，干基，过剩空气系数1.4）。催化剂抗压强度催化剂轴向抗压强度不应小于2.5Mpa；径向抗压强度不应小于0.8Mpa。磨损率未硬化催化剂的磨损率不应大于0.15%/kg，硬化催化剂磨损率不应大于0.08%/kg。5.3催化剂技术要求规定(四)催化剂模块要求催化剂单体采用模块化组装，组装箱体采用Q235碳钢焊接，框架结构。框架外形尺寸严格按照设计图纸施工，公差应不大于±5mm，板面平面度不大于1.0mm，相邻板边垂直度不大于2mm，框架边缘不应有裂纹、锐边和毛刺。所有部位的焊缝不应有裂纹，气孔、弧坑和夹渣等缺陷。框架外表面应涂有防腐涂层，涂刷应均匀，色泽一致，无皱皮、流坠和气泡，附着良好。催化剂模块表面应用耐高温不褪色颜料标注工程名称、模块外形尺寸、模块重量、烟气流向等信息。催化剂模块上表面应有防灰滤网。催化剂模块应安装吊耳，方便现场安装起吊。催化剂模块应布置紧凑，并留有必要的膨胀间隙。催化剂模块内应设计有效防止烟气短路的密封装置，其材质宜选陶瓷纤维棉或耐高温硅酸铝垫片，密封装置的寿命应不低于催化剂的使用寿命。催化剂模块之间应设计有效防止烟气短路的密封系统，密封装置的寿命不低于催化剂的机械寿命。5.4催化剂寿命管理用户应定期对催化剂测试块进行催化剂性能检测，检测机构选择参见4.2.5要求。投运前两年，每年至少检测1次；两年后，每半年至少检测1次。对于300MW及以下机组，每个SCR反应器每层催化剂至少抽取1块测试块进行检测；对于600MW及以上机组，每个SCR反应器每层催化剂至少抽取2块测试块进行检测。每个SCR反应器具有可抽取测试块的模块数量至少占总模块数的10%，而且具有可抽取测试块的模块应均匀分布在每层催化剂层。催化剂质量检测的主要指标见表4-2。根据催化剂性能检测结果，分析实际情况下催化剂劣化的原因，确定是否对催化剂进行清洗或确定催化剂添加/更换的体积量和时间，优化调整喷氨系统、锅炉运行参数等。测试分析内容催化剂