SCR脫硝催化劑再生技術(shù)在燃煤鍋爐上的應(yīng)用研究

天河（保定）環(huán)境工程有限公司 河北 保定 071000

SCR脫硝系統(tǒng)一般處在燃煤鍋爐省煤器與空預(yù)期之間,由于其催化劑在運行期間會受到無法避免的物理和化學作用影響而降低整體使用壽命及活性性能。所以導致每年燃煤電廠都會產(chǎn)生大量的廢催化劑,這些催化劑若是處理方法不得當,則必定會給周圍環(huán)境及人體健康構(gòu)成較大的危害。因此,為了避免這種情況的發(fā)生,各燃煤電廠就要對SCR脫硝催化劑再生技術(shù)的應(yīng)用給予相應(yīng)的重視。

1 燃煤鍋爐脫硝催化劑失活的具體原因

1.1 堵塞原因 通常,燃煤鍋爐在運行一段時間后,都會產(chǎn)生大量的粉塵,而這些粉塵往往會隨著煙氣進入到SCR脫硝反應(yīng)器中,由于煙氣的流速較小、細度較高,所以一旦流經(jīng)脫硝催化劑時,就會在其表面堆積一定的粉塵,若是不及時的對脫銷系統(tǒng)進行清理,這些粉塵就會隨著鍋爐運行時間的增加形成搭橋,進而導致催化劑通道完全堵塞。另外,煙氣中還含有大量的二氧化硫,其很容易氧化成三氧化硫,并與粉塵游離狀態(tài)下的氧化鈣發(fā)生反應(yīng),形成孔隙度低的硫酸鈣,若是附著在催化劑表面,則必定會降低催化劑的整體活性,使其出現(xiàn)失活現(xiàn)象。

1.2 磨損原因 由于鍋爐省煤器中產(chǎn)生的煙氣含有大量的粉塵,所以一旦附著在催化劑表面時,就會導致催化劑基體出現(xiàn)不同程度的機械磨損,而這種損壞現(xiàn)象是人力不可抗逆的,即便采用再生技術(shù)也無法使其達到一定的復(fù)活性,這種情況下,就會降低催化劑的機械壽命,使其呈現(xiàn)出嚴重的失活現(xiàn)象。

1.3 燒結(jié)原因 按照相應(yīng)的規(guī)定要求,SCR脫硝催化劑的設(shè)計使用溫度一般在295－420℃之間,但若是燃氣鍋爐煙氣溫度控制不合理,則在450℃以上的高溫環(huán)境中,催化劑就會極易出現(xiàn)熱燒結(jié)現(xiàn)象,并且還會導致催化劑中二氧化鈦的平均晶粒尺寸及孔徑變大,而其比表面積、孔容卻開始逐漸減小。另外,若是煙氣溫度超過500℃,則催化劑中的二氧化鈦還會產(chǎn)生明顯的相變反應(yīng),進而使原有銳欽礦向金紅石轉(zhuǎn)化,這樣就會大大降低催化劑的活性,使之法通過再生技術(shù)復(fù)活。

1.4 中毒原因 該失活現(xiàn)象主要是因為煤粉在長期燃燒后,其煙氣中的堿金屬、堿土金屬、砷、氯化氫等導致SCR脫硝催化劑中的反應(yīng)物、產(chǎn)物及雜質(zhì)與五氧化二釩的活性酸性位發(fā)生強烈的化學吸附或化學反應(yīng),這樣就會大大降低催化劑表面的活性位數(shù)量和氨吸附量,進而使之產(chǎn)生明顯的失活現(xiàn)象[1]。

2 燃煤鍋爐中SCR催化劑再生處理技術(shù)的應(yīng)用方案

2.1 再生配方 在采用催化劑再生處理技術(shù)時,必須對失活催化劑清洗的專用復(fù)合再生配方進行合理的選擇,如：蜂窩式配方、板式配方、波紋式配方等。與此同時,還要選擇適宜的去除劑,如：滲透促進劑、乳化劑、勻染劑、有機酸、無機酸等,這樣才能將堵塞的催化劑通道完全疏通開,對流失的活性成分進行合理的補充,進而更好的提高催化劑的活性,促進燃煤鍋爐的節(jié)能性能[2]。

2.2 再生工藝設(shè)備 目前,各燃煤電廠所采用的SCR催化劑再生成套設(shè)備都屬于集成創(chuàng)新設(shè)備,具備一定的自動化程度及靈活的操作性和節(jié)能性,可以大大滿足中央集中控制需求。從組成結(jié)構(gòu)來看,其主要包括七個關(guān)鍵系統(tǒng),如：除塵系統(tǒng)、清洗再生系統(tǒng)、脫水系統(tǒng)、凈化水系統(tǒng)、預(yù)烘干系統(tǒng)、鍛燒系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)。且這些系統(tǒng)均具有較成熟工藝性能,可以全程監(jiān)控燃煤鍋爐的運行質(zhì)量,使其在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上,保持長久穩(wěn)定的運行,因此,在相關(guān)領(lǐng)域中,應(yīng)用率也是十分明顯[3]。

2.3 再生處理工藝流程

2.3.1 要通過專門的實驗室來對失活的催化劑樣本進行周密的檢驗分析,并將最終的分析結(jié)果與強大數(shù)據(jù)庫進行比對,以便在確保一致的基礎(chǔ)上,制定出最佳的再生處理工藝方案。

2.3.2 要將失活的催化劑樣本放入到除塵車間中作進一步的預(yù)處理,以便使其表面的松散飛灰可以得到徹底的清除。

2.3.3 要對預(yù)處理后的失活催化劑樣本進行物理化學處理,以便可以將其表面覆蓋的催化劑活性部位和通道中的化學物質(zhì)全部清理干凈,進而為催化劑活性的最大化復(fù)活打下良好的基礎(chǔ)。

2.3.4 要利用先進的熱處理設(shè)備對物理化學處理后的失活催化劑樣本進行全面的熱處理,并按照相應(yīng)的規(guī)范要求,嚴格控制加熱溫度,使其能夠滿足催化劑微孔結(jié)構(gòu)的處理需求,這樣才能為后續(xù)再生處理工藝創(chuàng)造良好的條件。

2.3.5 要采用具有特定催化物質(zhì)的活性植入裝置來置放熱處理后的失活催化劑樣本,以便讓其吸收足夠的活性物質(zhì),進而確保整個催化劑基體都能發(fā)揮出相應(yīng)的活性作用,這樣才能減少廢棄催化劑的產(chǎn)生,提高燃煤電廠鍋爐燃燒的節(jié)能性和環(huán)保性。

2.3.6 對特定催化后的催化劑樣本進行最終的再生處理,可采用特制的熱處理裝置來進行,進而通過該裝置所具備的高強升溫和降溫工藝來將活性物質(zhì)均勻的覆蓋在催化劑表面,并使其牢固貼附,這樣才能有效確保催化劑的活性,使之達到相應(yīng)的質(zhì)檢標準。

2.3.7 對活性復(fù)活的再生催化劑進行全面的檢測,主要看其機械性能與化學性能是否達到相應(yīng)的檢測標準,若單個模塊通道的疏通率超過98%,則證明該催化劑活性復(fù)活成功。

結(jié)束語

SCR脫硝催化劑再生處理技術(shù)的運用,不僅可以提高燃煤鍋爐的節(jié)能性和環(huán)保性,而且對于廢棄催化劑的控制也有著極大的推動作用。因此,各燃煤電廠必須對該技術(shù)的應(yīng)用給予高度重視,掌握其具體應(yīng)用要求及注意事項,這樣才能充分發(fā)揮再生處理技術(shù)的優(yōu)勢,滿足脫銷催化劑的活性提升需求。