催化劑運(yùn)行及壽命管理(遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保)

1、火電廠脫硝催化劑火電廠脫硝催化劑運(yùn)行與壽命管理運(yùn)行與壽命管理江西省工程機(jī)電學(xué)會(huì)江西省工程機(jī)電學(xué)會(huì)陳付國(guó)陳付國(guó)1359419071813594190718重慶遠(yuǎn)達(dá)催化劑制造有限公司重慶遠(yuǎn)達(dá)催化劑制造有限公司當(dāng)前國(guó)內(nèi)當(dāng)前國(guó)內(nèi)SCR系統(tǒng)現(xiàn)狀系統(tǒng)現(xiàn)狀當(dāng)前，國(guó)內(nèi)SCR系統(tǒng)處于“大干快上”階段，設(shè)計(jì)、供貨、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)均存在著明顯不足。 2013年下半年2014年底，將集中進(jìn)入SCR系統(tǒng)的性能驗(yàn)收階段。 從SCR系統(tǒng)已經(jīng)投運(yùn)的機(jī)組來(lái)看，由于經(jīng)驗(yàn)不足、觀念不明晰， SCR系統(tǒng)的運(yùn)行管理（尤其是SCR催化劑壽命管理）問(wèn)題突出。 2014年7月1日后，SCR系統(tǒng)建設(shè)期間存在的問(wèn)題可能集中爆發(fā)，部分機(jī)組

2、可能重走脫硫系統(tǒng)“先建設(shè)、后改造”的老路脫硝裝置投運(yùn)帶給電廠的“兩個(gè)賬本”經(jīng)濟(jì)賬經(jīng)濟(jì)賬： 脫硝工程投資高， 運(yùn)行成本高 脫硝補(bǔ)貼電廠實(shí)施后，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行見效益 催化劑采購(gòu)及更換成本高 安全賬：安全賬： 取消反應(yīng)器旁路帶來(lái)的影響 脫硝裝置運(yùn)行不良的影響 催化劑本身缺陷及運(yùn)行管理不當(dāng)?shù)挠绊?流場(chǎng)設(shè)計(jì)流場(chǎng)設(shè)計(jì)- -脫硝成功與否的首要條件脫硝成功與否的首要條件1 1、進(jìn)行結(jié)構(gòu)和布置設(shè)計(jì)，煙風(fēng)道和反應(yīng)器、進(jìn)行結(jié)構(gòu)和布置設(shè)計(jì)，煙風(fēng)道和反應(yīng)器、AIGAIG、導(dǎo)流、導(dǎo)流和整流裝置等，確定它們的位置和幾何形狀。（對(duì)于改和整流裝置等，確定它們的位置和幾何形狀。（對(duì)于改造機(jī)組，需要因地制宜，非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)）造機(jī)組，需要因地

3、制宜，非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)） 2 2、進(jìn)行、進(jìn)行CFDCFD流場(chǎng)模擬計(jì)算，優(yōu)化原始設(shè)計(jì)。流場(chǎng)模擬計(jì)算，優(yōu)化原始設(shè)計(jì)。 3 3、構(gòu)建物理模型，驗(yàn)證、構(gòu)建物理模型，驗(yàn)證CFDCFD計(jì)算結(jié)果。計(jì)算結(jié)果。 4 4、最終確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。、最終確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 流場(chǎng)設(shè)計(jì)流場(chǎng)設(shè)計(jì)- -脫硝成功與否的首要條件脫硝成功與否的首要條件 流場(chǎng)設(shè)計(jì)流場(chǎng)設(shè)計(jì)-造成的后果造成的后果SCR催化劑板式催化劑波紋板式催化劑蜂窩型催化劑第一步是計(jì)算催化劑基本量K/AV=f（入口（入口NOx，脫硝率，氨逃逸率），脫硝率，氨逃逸率）AV表示面速度，是流經(jīng)催化劑的煙氣量與催化劑反應(yīng)面積之比表示面速度，是流經(jīng)催化劑的煙氣量與催化劑反應(yīng)面積之比K催化劑

4、活性值，是一個(gè)同時(shí)體現(xiàn)催化反應(yīng)系統(tǒng)傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)速率的綜合性催化劑活性值，是一個(gè)同時(shí)體現(xiàn)催化反應(yīng)系統(tǒng)傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)速率的綜合性特征值特征值第二步是催化劑活性第二步是催化劑活性Kf(溫度、溫度、O2、H2O、Ugs、V2O5、長(zhǎng)度、長(zhǎng)度、幾何比表面積、微觀結(jié)構(gòu)幾何比表面積、微觀結(jié)構(gòu)) K0催化劑初始活性催化劑初始活性 Kn催化劑當(dāng)前活性催化劑當(dāng)前活性 Kn/K0=. 第三步第三步和和 伽瑪（伽瑪（）催化劑設(shè)計(jì)余度，由裝置類型、產(chǎn)品選型和性能催化劑設(shè)計(jì)余度，由裝置類型、產(chǎn)品選型和性能要求決定。堵塞余度由反應(yīng)器的布置方式和灰的特點(diǎn)決定。分布不要求決定。堵塞余度由反應(yīng)器的布置方式和灰的特點(diǎn)決定。分布不

5、均時(shí)的余度由流體條件和煙氣的均勻性決定。均時(shí)的余度由流體條件和煙氣的均勻性決定。 貝塔（貝塔（）催化劑劣化速率，是煤組成、產(chǎn)品、長(zhǎng)度、催化催化劑劣化速率，是煤組成、產(chǎn)品、長(zhǎng)度、催化劑層數(shù)、灰負(fù)荷和劑層數(shù)、灰負(fù)荷和Ugs的函數(shù)：的函數(shù)： =(煤成分、產(chǎn)品特性、長(zhǎng)度、催化劑層數(shù)、灰負(fù)荷和煤成分、產(chǎn)品特性、長(zhǎng)度、催化劑層數(shù)、灰負(fù)荷和Ugs)第四步催化劑最終體積第四步催化劑最終體積催化劑活性催化劑活性選擇依據(jù)選擇依據(jù)檢測(cè)方法幾何特性幾何特性第一部分物理特性物理特性第二部分化學(xué)特性化學(xué)特性第三部分長(zhǎng)度長(zhǎng)度、孔徑孔徑、孔數(shù)孔數(shù)、間距間距、外形尺寸外形尺寸、內(nèi)壁厚度內(nèi)壁厚度、外壁外壁厚度幾何比表面積、開孔率

6、厚度幾何比表面積、開孔率、翹曲度翹曲度工藝特性工藝特性第四部分抗壓強(qiáng)度、磨損抗壓強(qiáng)度、磨損強(qiáng)度強(qiáng)度、比表面積、孔容孔徑比表面積、孔容孔徑晶相結(jié)構(gòu)、主要化學(xué)成份、晶相結(jié)構(gòu)、主要化學(xué)成份、微量元素微量元素脫硝效率、脫硝效率、SO2/SO3轉(zhuǎn)化率、轉(zhuǎn)化率、氨逃逸和壓降氨逃逸和壓降催化劑檢測(cè)方法催化劑檢測(cè)方法催化劑失活催化劑失活u失活催化劑種類：可可再再生生不不可可再再生生了解最低運(yùn)行溫度了解吹灰器的目的和吹灰頻率了解系統(tǒng)啟動(dòng)流程了解噴氨系統(tǒng)的控制了解停機(jī)過(guò)程中針對(duì)催化劑的主要步驟16催化劑運(yùn)行催化劑運(yùn)行-使用者的重視程度使用者的重視程度運(yùn)行溫度低溫時(shí)，SO3與NH3和H2O反應(yīng)生成NH4HSO4低于

7、設(shè)計(jì)溫度時(shí)的運(yùn)行最大時(shí)間不得超過(guò)10小時(shí)三個(gè)溫度：最低連續(xù)噴氨運(yùn)行溫度，停止噴氨運(yùn)行溫度，最高連續(xù)運(yùn)行溫度。高溫對(duì)催化劑損害17吹灰器依照吹灰供應(yīng)商的要求進(jìn)行吹灰操作。當(dāng)發(fā)現(xiàn)催化劑層的壓降增加時(shí)，可能需要增加吹灰器的吹灰頻率。在停機(jī)前和停機(jī)過(guò)程中，需要運(yùn)行吹灰以將停留在催化劑表面的灰分減到最少。18初始啟動(dòng)依照SCR系統(tǒng)操作手冊(cè)采用正常的啟動(dòng)和停機(jī)程序。建議溫升速率不超過(guò)60oC/minSCR系統(tǒng)中不得有液態(tài)水，但是煙氣或空氣中的水蒸氣沒(méi)有關(guān)系油漬不能進(jìn)入SCR系統(tǒng)只有當(dāng)煙氣溫度高于最低噴氨溫度之后，才能夠進(jìn)行噴氨操作。這樣做的目的是為了避免在催化劑的表面生成硫酸鹽或硝酸鹽。運(yùn)行過(guò)程的記錄觀察

8、運(yùn)行過(guò)程的記錄觀察如果催化劑上游設(shè)備發(fā)生水管破裂，需注意不得將水濺入催化劑煙氣中的氨和NOx必須混合均勻。觀察煙氣量，流速變化對(duì)催化劑磨損有較大影響:催化劑層的壓降，氨注入量和氨逃逸需要每天記錄，可以通過(guò)灰分中氨濃度反應(yīng)氨逃逸率。23運(yùn)行過(guò)程的記錄觀察運(yùn)行過(guò)程的記錄觀察對(duì)數(shù)據(jù)的分析有利于SCR系統(tǒng)的運(yùn)行控制催化劑的設(shè)計(jì)依照技術(shù)協(xié)議中的煤質(zhì)參數(shù)若燃用其他煤質(zhì)，則催化劑的性能可能會(huì)受影響如果燃用了新的煤種，請(qǐng)聯(lián)系催化劑設(shè)計(jì)方.脫硝運(yùn)行脫硝運(yùn)行重點(diǎn)關(guān)注數(shù)據(jù)的變化并且接受數(shù)據(jù)的變化脫硝運(yùn)行中每年必做的檢測(cè)：脫硝性能試驗(yàn)效率，氧化率，NH3逃逸，壓降催化劑的性能測(cè)試中試煤質(zhì)成分檢測(cè)灰分成分檢測(cè)催化劑壽命

9、管理催化劑壽命管理 廣義上講，SCR催化劑管理應(yīng)涵蓋SCR催化劑從設(shè)計(jì)選型到再生/更換以至廢棄處理的全壽命過(guò)程，故我們定義催化劑壽命管理。 1. 什么是好的催化劑，如何確認(rèn)買到的是合格的催化劑。 2. 如何經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行管理催化劑，規(guī)避安全隱患，降低成本。 InitialL1L2L1L2AddL3ReplaceReplace 催化劑壽命管理是一個(gè)系統(tǒng)工程，它需要用戶（電廠）和催化劑廠家共同經(jīng)營(yíng)維護(hù)，用戶和催化劑廠家從不同的角度記錄和分析脫硝催化劑使用過(guò)程中的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，不斷對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，確保脫硝系統(tǒng)和催化劑合理長(zhǎng)期運(yùn)行。催化劑的壽命管理是脫硝系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵。 催化劑使用用戶應(yīng)該

10、做的工作為：（1）記錄運(yùn)行中的數(shù)據(jù)：NOx濃度，效率，溫度，壓降，負(fù)荷變化，噴氨量，煤質(zhì)資料，灰分分析資料，流場(chǎng)變化數(shù)據(jù)等。（2）合理使用吹灰器（3）合理控制噴氨溫度，關(guān)注脫硝下游設(shè)備腐蝕情況。（4）定期將運(yùn)行記錄的數(shù)據(jù)傳送給催化劑廠家，系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)與催化劑有偏差時(shí)，及時(shí)通知催化劑廠家。（5）第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，對(duì)脫硝系統(tǒng)性能進(jìn)行檢測(cè)。 催化劑廠家應(yīng)該做的工作為：（1）關(guān)注產(chǎn)品使用過(guò)程中的數(shù)據(jù)變化，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。（2）定期進(jìn)行回訪，了解系統(tǒng)和催化劑運(yùn)行狀態(tài)。（3）停機(jī)時(shí)，進(jìn)行取樣檢測(cè)，并將檢測(cè)報(bào)告提交給用戶。（4）根據(jù)催化劑檢測(cè)結(jié)果，對(duì)脫硝系統(tǒng)和催化劑的運(yùn)行提出合理化的建議，并預(yù)期催化劑后期的運(yùn)行狀態(tài)。（5）配合用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。（6）建立催化劑使用檔案，并將資料提交用戶。 了解脫硝和催化劑的運(yùn)行狀態(tài) 合理運(yùn)行脫硝系統(tǒng) 為催化劑的加裝和換裝提供依據(jù) 為煤質(zhì)改變提供依據(jù) 為鍋爐負(fù)荷調(diào)整提供依據(jù)SCRSCR存在的問(wèn)題存在的問(wèn)題系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面 催化劑選型、用量不當(dāng) 節(jié)距太小、催化劑體積不夠 煙氣流速設(shè)計(jì)不合理加劇