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(yùn)行期間會(huì)受到無法避免的物理和化學(xué)作用影響而降低整體使用壽命及活性性能。所以導(dǎo)致每年燃煤電廠都會(huì)產(chǎn)生大量的廢催化劑,這些催化劑若是處理方法不得當(dāng),則必定會(huì)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(duì)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(yùn)行一段時(shí)間后,都會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵,而這些粉塵往往會(huì)隨著煙氣進(jìn)入到SCR脫硝反應(yīng)器中,由于煙氣的流速較小、細(xì)度較高,所以一旦流經(jīng)脫硝催化劑時(shí),就會(huì)在其表面堆積一定的粉塵,若是不及時(shí)的對(duì)脫銷系統(tǒng)進(jìn)行清理,這些粉塵就會(huì)隨著鍋爐運(yùn)行時(shí)間的增加形成搭橋,進(jìn)而導(dǎo)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(huì)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(shí),就會(huì)導(dǎo)致催化劑基體出現(xiàn)不同程度的機(jī)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(dá)到一定的復(fù)活性,這種情況下,就會(huì)降低催化劑的機(jī)械壽命,使其呈現(xiàn)出嚴(yán)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(jì)使用溫度一般在295－420℃之間,但若是燃?xì)忮仩t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(huì)極易出現(xiàn)熱燒結(jié)現(xiàn)象,并且還會(huì)導(dǎo)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(huì)產(chǎn)生明顯的相變反應(yīng),進(jìn)而使原有銳欽礦向金紅石轉(zhuǎn)化,這樣就會(huì)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?yàn)槊悍墼陂L(zhǎng)期燃燒后,其煙氣中的堿金屬、堿土金屬、砷、氯化氫等導(dǎo)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(qiáng)烈的化學(xué)吸附或化學(xué)反應(yīng),這樣就會(huì)大大降低催化劑表面的活性位數(shù)量和氨吸附量,進(jìn)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(shí),必須對(duì)失活催化劑清洗的專用復(fù)合再生配方進(jìn)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(shí),還要選擇適宜的去除劑,如：滲透促進(jìn)劑、乳化劑、勻染劑、有機(jī)酸、無機(jī)酸等,這樣才能將堵塞的催化劑通道完全疏通開,對(duì)流失的活性成分進(jìn)行合理的補(bǔ)充,進(jìn)而更好的提高催化劑的活性,促進(jìn)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(dòng)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(gè)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(yùn)行質(zhì)量,使其在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上,保持長(zhǎng)久穩(wěn)定的運(yùn)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(shí)驗(yàn)室來對(duì)失活的催化劑樣本進(jìn)行周密的檢驗(yàn)分析,并將最終的分析結(jié)果與強(qiáng)大數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì),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(jìn)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(duì)預(yù)處理后的失活催化劑樣本進(jìn)行物理化學(xué)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(xué)物質(zhì)全部清理干凈,進(jìn)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(jìn)的熱處理設(shè)備對(duì)物理化學(xué)處理后的失活催化劑樣本進(jìn)行全面的熱處理,并按照相應(yīng)的規(guī)范要求,嚴(yán)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(jìn)而確保整個(gè)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(duì)特定催化后的催化劑樣本進(jìn)行最終的再生處理,可采用特制的熱處理裝置來進(jìn)行,進(jìn)而通過該裝置所具備的高強(qiáng)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(dá)到相應(yīng)的質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.7 對(duì)活性復(fù)活的再生催化劑進(jìn)行全面的檢測(cè),主要看其機(jī)械性能與化學(xué)性能是否達(dá)到相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),若單個(gè)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(yùn)用,不僅可以提高燃煤鍋爐的節(jié)能性和環(huán)保性,而且對(duì)于廢棄催化劑的控制也有著極大的推動(dòng)作用。因此,各燃煤電廠必須對(duì)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(xiàng),這樣才能充分發(fā)揮再生處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì),滿足脫銷催化劑的活性提升需求。