明晟環(huán)保氨法脫硫：淺談SCR脫硝催化劑檢測(cè)
選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是以NH3為還原劑，在V2O5/TiO2催化劑表面與NOx發(fā)生反應(yīng)，生成氮?dú)夂退倪^(guò)程。由于該技術(shù)具有高脫硝率、裝置簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，成為范圍內(nèi)應(yīng)用的煙氣脫硝技術(shù)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)90%以上燃煤機(jī)組氮氧化物的減排均采用SCR技術(shù)，脫硝催化劑的裝填量已接近80萬(wàn)立方米。隨著SCR脫硝裝置的運(yùn)行，從2016年開(kāi)始，每年將有10-30萬(wàn)立方米的脫硝催化劑需進(jìn)行再生或處置。對(duì)于新裝催化劑或再生催化劑如何檢測(cè)其性能優(yōu)劣，運(yùn)行中的催化劑可否繼續(xù)使用，成為當(dāng)前脫硝行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。
2.活性與脫硝率的關(guān)聯(lián)
將脫硝率作為考核催化劑是否滿足火電機(jī)組脫硝要求的指標(biāo)并沒(méi)錯(cuò)，但將其列為對(duì)催化劑性能的考核有待商榷。火電機(jī)組的脫硝裝置常以2+1的模式裝填催化劑，我們可以通過(guò)串聯(lián)的方式考核催化劑是否滿足脫硝要求，但我們無(wú)法判斷催化劑的衰減率,無(wú)法預(yù)估催化劑的是用壽命。同時(shí)，在檢測(cè)過(guò)程中受檢測(cè)條件的影響(一般是煙氣量)，脫硝率的數(shù)值會(huì)發(fā)生變化，而并非是一個(gè)定值。一般認(rèn)為：催化劑活性是反應(yīng)系統(tǒng)傳質(zhì)和反應(yīng)速率的綜合特征值，其數(shù)值取決于催化劑的材料組分、物理結(jié)構(gòu)、流場(chǎng)條件等。對(duì)于一條制造完成的催化劑，其材料組成、物理結(jié)構(gòu)已經(jīng)無(wú)法改變，如果保持流場(chǎng)條件不變其活性值固定不變，活性值的高低代表了催化劑的實(shí)際脫硝性能，這也是VGB準(zhǔn)則將活性列為催化劑性能考核指標(biāo)的原因。因此，考核催化劑性能的指標(biāo)應(yīng)該是活性而不是脫硝率。
3.考察對(duì)象
雖然催化劑單元體在SCR反應(yīng)器中以串聯(lián)的方式排布，但在檢測(cè)中確不應(yīng)以串聯(lián)的方式進(jìn)行檢測(cè)。原因在于：以串聯(lián)的形式對(duì)催化劑進(jìn)行檢測(cè)可以考核的是脫硝率是否滿足，不能考核的是單層催化劑的脫硝能力；無(wú)法判斷每層催化劑的具體使用情況，可否繼續(xù)使用和剩余使用時(shí)間。VGB檢測(cè)準(zhǔn)則將單根完整的催化劑單元體作為考察對(duì)象，對(duì)每一層催化劑進(jìn)行考核，通過(guò)模型對(duì)整套系統(tǒng)的脫硝能力進(jìn)行計(jì)算。
4.氨氮比的影響
理論上氨氮摩爾比為1時(shí)，才能將煙氣中的NOx*去除，催化劑的性能得到zui大的發(fā)揮。然而，實(shí)際工況下一般氨氮摩爾比多為0.80-0.88之間，原因在于氨氮摩爾比為1時(shí)不能達(dá)到氨逃逸率小于3ppm或更低的目標(biāo)要求的。當(dāng)電廠要求脫硝效率達(dá)到85%的時(shí)候，那么電廠會(huì)選擇盡可能低的氨氮摩爾比來(lái)控制氨逃逸，只要該氨氮摩爾比高于0.85以抵消其他副反應(yīng)及其他混合不均勻等影響。檢測(cè)數(shù)據(jù)表明：隨著氨氮摩爾比的增加脫硝效率在增加，直至氨氮摩爾比為1及超過(guò)1，脫硝效率趨于穩(wěn)定，不再增加。因此，只有氨氮摩爾比為1時(shí)才能獲得催化劑活性的值。
5.結(jié)論
綜上所述，對(duì)脫硝催化劑性能的考核，應(yīng)該以檢測(cè)活性為主，將單根完整的催化劑單元體作為檢測(cè)對(duì)象，檢測(cè)條件應(yīng)該以催化劑實(shí)際運(yùn)行工礦為參考，在氨氮摩爾比為1.00的條件下完成。
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