淺析漳山電廠SCR脫硝失活催化劑再生應(yīng)用
摘要：京能漳山電廠（以下簡稱漳山電廠）#4機(jī)組催化劑取樣發(fā)現(xiàn)脫硝效率較低無法滿足需求。為降低生產(chǎn)成本，漳山電廠實(shí)施催化劑再生工作，在取樣檢測情況下測定催化劑失活原因是催化劑內(nèi)部微孔通道及表層被硫酸鈣顆粒堵塞，通過壓力射流機(jī)沖洗，鼓泡、超聲化學(xué)清洗，去除污垢、灰塵顆粒，最后高溫煅燒。通過再生，共可節(jié)約經(jīng)費(fèi)401萬元，取得很高經(jīng)濟(jì)效益，滿足再生催化劑性能需求。
電廠SCR脫硝催化使用中，化學(xué)性質(zhì)基本決定了其化學(xué)壽命。隨著催化劑的使用，催化劑表面會(huì)堆積污垢，影響脫銷效率，為保證脫銷效率，反應(yīng)器增加催化劑增加費(fèi)用，加大風(fēng)機(jī)能耗，而且催化劑價(jià)格昂貴，分析失活催化劑再生技術(shù)有重要現(xiàn)實(shí)意義，文章以漳山電廠失活催化劑再生為例進(jìn)行分析。
1.漳山電廠催化劑應(yīng)用情況分析
漳山電廠機(jī)組脫硝系統(tǒng)在2008年投入生產(chǎn)，脫硝率可以達(dá)到90%，氨逃逸率能夠控制在3ppm以下。SCR脫銷系統(tǒng)包括催化反應(yīng)器、組件、脫硝供應(yīng)系統(tǒng)等，脫銷工藝原理如下：煙氣溫度在280～420℃情況下加入氨氣，NOx能夠與氨氣結(jié)合在催化劑作用下有選擇性發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)換為氮?dú)夂退，降低煙氣中污染物的含量?/p>
2013年對(duì)催化劑進(jìn)行性能取樣檢測，結(jié)果顯示使用過的催化劑經(jīng)過長期使用和室外放置，脫硝效率不足65%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。在2014年再次取樣檢測，結(jié)果顯示催化劑活性僅僅在0.57，催化劑脫硝性能嚴(yán)重衰竭？疹A(yù)運(yùn)行情況下，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下，發(fā)現(xiàn)A側(cè)空預(yù)差壓以及脫硝噴氨量都存在顯著增加情況，B側(cè)同樣存在這種情況，脫硝噴氨量環(huán)比增加99.62Nm³/h。經(jīng)過分析，其他工藝條件基本無明顯影響，是催化劑活性下降造成空預(yù)差壓升高。在正常生產(chǎn)中，催化劑的活動(dòng)衰減超出正常值后，將會(huì)對(duì)脫硝系統(tǒng)帶來嚴(yán)重隱患。催化劑活性衰減還會(huì)造成第三層假裝，不僅增加脫硝運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，還帶來很大成本問題，增加風(fēng)機(jī)耗能，影響機(jī)組運(yùn)行，因此漳山電廠考慮實(shí)施失活催化劑再生技術(shù)改變活性。
2.SCR脫硝失活催化劑改造應(yīng)用
2.1催化劑失活原因分析
分析催化劑失活原因。在2014年，漳山電廠測定催化劑失活原因，采樣分析，檢測舊催化劑脫銷效率、活性等。并選擇新鮮催化劑作對(duì)比分析。
下面對(duì)失活催化劑流程進(jìn)行具體分析。射流清洗步驟開展中，去除掉的物質(zhì)主要是孔道堵塞物、浮沉，采用專用射流清洗劑沖洗，嚴(yán)格控制沖洗壓力。去離子水清洗步驟中，主要是清除掉負(fù)壓吸塵遺留下的粉塵，將化學(xué)藥劑添加到去離子水中，完全浸潤催化劑表面污垢，清洗，為下階段的處理提供便利。接下來為超聲波化學(xué)清洗，這是最為關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，根據(jù)之前取樣檢測結(jié)果，分析失活機(jī)理，結(jié)果顯示硫酸鈣污垢、堿金屬是主要原因，根據(jù)這些物質(zhì)的化學(xué)特點(diǎn)，采用專用中性清洗藥劑，去除掉堿金屬例子，如鉀離子、鈉離子等，同時(shí)浸潤，促使硫酸鈣污垢出現(xiàn)溶脹進(jìn)而去除，為提高污垢去除效果，采用超聲波技術(shù)輔助去除。失活催化劑經(jīng)過上階段的清洗、化學(xué)清洗、超聲清洗后，表面已經(jīng)處于清潔狀態(tài)，但是同時(shí)也引起了部分活
性物質(zhì)下降，通過取樣，考慮配置再生液配方配制專用再生液，促使催化劑表面均勻吸附氧化助劑、其他活性成分。之后活化劑實(shí)施高溫煅燒，進(jìn)一步促進(jìn)催化劑基體與活性物質(zhì)粘附緊密，延長使用壽命。
SCR脫硝催化劑再生中，考慮到環(huán)保要求，所有再生活性液廢液統(tǒng)一回收，廢水主要成分為粉煤灰，需要進(jìn)行處理。采用重金屬捕集和沉淀的方法，廢水經(jīng)過酸液調(diào)節(jié)pH，加入捕集劑，初沉淀后，設(shè)置瀑布形式，加入絮凝劑進(jìn)一步沉淀去除粉煤灰。
漳山電廠SCR脫硝失活催化劑改造過程中，需要經(jīng)過去離子水清洗、化學(xué)清洗、蒸汽等步驟，因此選擇開闊地點(diǎn)，建清洗泵站，隔離外界與清理場所。在廠房內(nèi)部，設(shè)置這些裝備。
經(jīng)過再生改造實(shí)驗(yàn)，改造后，先采用去離子水清洗，需要經(jīng)過1~2小時(shí)時(shí)間，然后采用化學(xué)方法，估計(jì)過程花費(fèi)時(shí)間0.5~1小時(shí)，活化步驟時(shí)間耗費(fèi)估計(jì)2~4小時(shí)，干燥時(shí)間需要耗時(shí)2~4小時(shí)，每天平均產(chǎn)能20~25立方催化劑。SCR脫硝系統(tǒng)再生催化劑工626立方，估計(jì)在30d內(nèi)完成，另外機(jī)組催化劑拆除時(shí)間花費(fèi)20d，現(xiàn)場交叉同時(shí)開展現(xiàn)場再生和拆除工作，催化劑再生改造工耗時(shí)40天時(shí)間。
2.3失活催化劑再生改造效果
對(duì)再生后的催化樣品進(jìn)行催化劑脫銷活性測定，比較失活樣品、再生樣品和新鮮樣品脫硝活性。結(jié)果顯示再生催化劑的活性與新鮮催化劑基本一致，與失活催化劑樣品相比，增加了20%以上，這是因?yàn)榇呋瘎┍砻嫘纬闪蛩岣钚，活性升高?/p>
3取得效益分析
漳山電廠對(duì)#4機(jī)組失活催化劑再生改造，水洗過程去除了大部分中毒物質(zhì)，改善催化劑微觀形貌，有利于增加催化劑中心的數(shù)量和酸性。電廠脫硝生產(chǎn)中，如果不采用再生技術(shù)，增加一層催化劑，按照3.2萬元/立方采購成本計(jì)算，單層催化劑采購費(fèi)用節(jié)省了313×3.2為1002萬元。風(fēng)機(jī)耗能方面煙氣阻力增加壓力在231Pa，節(jié)省能耗231kw，通過催化劑再生再造，使用壽命得到延長，估計(jì)在2.4萬小時(shí)，節(jié)省風(fēng)機(jī)耗能213萬元。
結(jié)語
漳山電廠根據(jù)催化劑實(shí)際情況，開展再生催化劑改造，應(yīng)用結(jié)果顯示性能良好，電廠經(jīng)過再生改造節(jié)約401萬元經(jīng)費(fèi)，節(jié)省催化劑采購費(fèi)用1002萬元，風(fēng)機(jī)耗能節(jié)省213萬元，創(chuàng)造很大經(jīng)濟(jì)效益。
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