脫硝催化劑的鏈?zhǔn)焦芾砑夹g(shù)-陳進(jìn)生

1、1燃煤電站燃煤電站SCR脫硝脫硝催化劑的鏈?zhǔn)焦芾砑夹g(shù)催化劑的鏈?zhǔn)焦芾砑夹g(shù)陳進(jìn)生陳進(jìn)生 研究員研究員中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所2016年年3月月24日日 廈門(mén)廈門(mén)原煙氣原煙氣NH3凈煙氣凈煙氣NOxN2H2O催化反應(yīng)器催化反應(yīng)器(Reactor)催化劑活性下降催化劑活性下降脫硝催化劑的活性下降問(wèn)題脫硝催化劑的活性下降問(wèn)題催化劑性能診斷催化劑性能診斷催化劑運(yùn)行調(diào)控催化劑運(yùn)行調(diào)控催化劑處置技術(shù)催化劑處置技術(shù)催化劑管理方案催化劑管理方案技術(shù)鏈條技術(shù)鏈條技術(shù)需求技術(shù)需求NH3NOxN2H2O煙氣脫硝催化劑的鏈?zhǔn)焦芾砑夹g(shù)煙氣脫硝催化劑的鏈?zhǔn)焦芾砑夹g(shù)催化劑催化劑再生回用再生回用 燃煤煙

2、氣脫硝是我國(guó)大氣污染治理的重要技術(shù)策略燃煤煙氣脫硝是我國(guó)大氣污染治理的重要技術(shù)策略, 催化催化劑是脫硝的技術(shù)核心劑是脫硝的技術(shù)核心, 催化劑的管理技術(shù)具有很強(qiáng)的鏈?zhǔn)教匦源呋瘎┑墓芾砑夹g(shù)具有很強(qiáng)的鏈?zhǔn)教匦?4催化劑鏈?zhǔn)焦芾砑夹g(shù)催化劑鏈?zhǔn)焦芾砑夹g(shù)鏈?zhǔn)焦芾砑夹g(shù)的鏈?zhǔn)焦芾砑夹g(shù)的定義定義: 催化劑催化劑鏈?zhǔn)芥準(zhǔn)焦芾砉芾砑夹g(shù)即技術(shù)即通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試試, 優(yōu)化運(yùn)行工況優(yōu)化運(yùn)行工況; 通過(guò)通過(guò)監(jiān)測(cè)催化劑活性監(jiān)測(cè)催化劑活性, 預(yù)測(cè)脫硝催化劑的使預(yù)測(cè)脫硝催化劑的使用壽命用壽命, 延長(zhǎng)催化劑的使用壽延長(zhǎng)催化劑的使用壽命命, 確定確定經(jīng)濟(jì)可行的經(jīng)濟(jì)可行的催化劑催化劑更換更換、調(diào)控、調(diào)控、再生再生或或處置處置方案

3、方案.鏈?zhǔn)焦芾砑夹g(shù)的鏈?zhǔn)焦芾砑夹g(shù)的內(nèi)容內(nèi)容：定期開(kāi)展定期開(kāi)展性能測(cè)試性能測(cè)試(B級(jí)檢修后或催化劑更換與再生之后級(jí)檢修后或催化劑更換與再生之后)定期開(kāi)展定期開(kāi)展活性測(cè)試活性測(cè)試(每年定檢或催化劑更換與再生之后每年定檢或催化劑更換與再生之后)運(yùn)行與調(diào)控運(yùn)行與調(diào)控(減少硫銨鹽沉積、延長(zhǎng)催化劑使用壽命減少硫銨鹽沉積、延長(zhǎng)催化劑使用壽命)壽命的預(yù)測(cè)壽命的預(yù)測(cè)(根據(jù)催化劑的活性根據(jù)催化劑的活性, 外觀性能等指標(biāo)預(yù)測(cè)外觀性能等指標(biāo)預(yù)測(cè))加層或更換加層或更換實(shí)施實(shí)施(結(jié)合大小修開(kāi)展結(jié)合大小修開(kāi)展, 避免非計(jì)劃停運(yùn)避免非計(jì)劃停運(yùn))再生與回用再生與回用實(shí)施實(shí)施(結(jié)合大小修開(kāi)展結(jié)合大小修開(kāi)展, 避免非計(jì)劃停運(yùn)避免非

4、計(jì)劃停運(yùn))催化劑終端催化劑終端處置處置(委托有資質(zhì)或催化劑生產(chǎn)廠商委托有資質(zhì)或催化劑生產(chǎn)廠商)5報(bào)告提綱報(bào)告提綱|技術(shù)研究平臺(tái)條件技術(shù)研究平臺(tái)條件|催化劑的性能診斷催化劑的性能診斷|催化劑的運(yùn)行調(diào)控催化劑的運(yùn)行調(diào)控|催化劑的再生技術(shù)催化劑的再生技術(shù)|相關(guān)研究成果業(yè)績(jī)相關(guān)研究成果業(yè)績(jī)6報(bào)告提綱報(bào)告提綱|技術(shù)研究平臺(tái)條件技術(shù)研究平臺(tái)條件|催化劑的性能診斷催化劑的性能診斷|催化劑的運(yùn)行調(diào)控催化劑的運(yùn)行調(diào)控|催化劑的再生技術(shù)催化劑的再生技術(shù)|相關(guān)研究成果業(yè)績(jī)相關(guān)研究成果業(yè)績(jī)各類小型模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)平臺(tái)各類小型模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)平臺(tái)全尺寸模擬全尺寸模擬評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置裝置催化劑活性催化劑活性全尺寸模擬全尺寸模

5、擬評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置裝置催化劑活性催化劑活性脫硝催化劑脫硝催化劑再生裝備再生裝備工藝模擬工藝模擬風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)布袋過(guò)濾布袋過(guò)濾收塵收塵鼓鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)加熱器加熱器超聲波發(fā)生器超聲波發(fā)生器循環(huán)泵循環(huán)泵過(guò)濾過(guò)濾排污排污循環(huán)泵循環(huán)泵過(guò)濾過(guò)濾排污排污空氣空氣再生液再生液空氣空氣循環(huán)泵循環(huán)泵空氣空氣氣力除塵氣力除塵氣氣/水除塵水除塵超聲波清洗超聲波清洗化學(xué)再生化學(xué)再生化學(xué)漂洗化學(xué)漂洗干燥除濕干燥除濕脫硝催化劑脫硝催化劑再生裝備再生裝備實(shí)物圖實(shí)物圖拉曼光譜儀拉曼光譜儀(MS) 掃描電鏡掃描電鏡 透射電鏡透射電鏡 X射線衍射儀射線衍射儀 X射線熒光光譜儀射線熒光光譜儀 表征測(cè)試儀器裝置表征測(cè)試儀器裝置-1傅里葉紅外

6、光譜儀傅里葉紅外光譜儀 MRU煙氣分析儀煙氣分析儀Quantachrome(BET)物理化學(xué)吸附儀物理化學(xué)吸附儀氨氣分析儀氨氣分析儀表征測(cè)試儀器裝置表征測(cè)試儀器裝置-2Micromeritics(BET)Testo煙氣分析儀煙氣分析儀ICP/MS 離子色譜離子色譜板式磨損率儀板式磨損率儀電子力學(xué)壓力機(jī)電子力學(xué)壓力機(jī)-2表征測(cè)試儀器裝置表征測(cè)試儀器裝置-3電子力學(xué)壓力機(jī)電子力學(xué)壓力機(jī)-1紅外氣體分析儀紅外氣體分析儀 表征測(cè)試儀器裝置表征測(cè)試儀器裝置-4物理化學(xué)吸附儀物理化學(xué)吸附儀(TPx)+在線質(zhì)譜在線質(zhì)譜(MS)聯(lián)用系統(tǒng)聯(lián)用系統(tǒng)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)室規(guī)范的實(shí)驗(yàn)室17報(bào)告提綱報(bào)告提綱|技術(shù)研究平臺(tái)條件技術(shù)

7、研究平臺(tái)條件|催化劑的性能診斷催化劑的性能診斷|催化劑的運(yùn)行調(diào)控催化劑的運(yùn)行調(diào)控|催化劑的再生技術(shù)催化劑的再生技術(shù)|相關(guān)研究成果業(yè)績(jī)相關(guān)研究成果業(yè)績(jī)18新鮮催化劑新鮮催化劑判斷新催化劑能否裝入煙氣脫硝反應(yīng)器的重要依據(jù)判斷新催化劑能否裝入煙氣脫硝反應(yīng)器的重要依據(jù).判斷新催化劑質(zhì)量是否符合采購(gòu)協(xié)議的主要依據(jù)判斷新催化劑質(zhì)量是否符合采購(gòu)協(xié)議的主要依據(jù).運(yùn)行催化劑運(yùn)行催化劑直接關(guān)系到脫硝效率與煙氣直接關(guān)系到脫硝效率與煙氣NOx是否達(dá)標(biāo)排放是否達(dá)標(biāo)排放.直接關(guān)系到煙氣脫硝噴氨逃逸率與逃逸量是否超標(biāo)直接關(guān)系到煙氣脫硝噴氨逃逸率與逃逸量是否超標(biāo).直接關(guān)系到煙氣中直接關(guān)系到煙氣中SO2/SO3轉(zhuǎn)化率是否超標(biāo)轉(zhuǎn)

8、化率是否超標(biāo).對(duì)催化劑的再生與更換計(jì)劃具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義對(duì)催化劑的再生與更換計(jì)劃具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義.是煙氣脫硝系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化與調(diào)整的主要依據(jù)是煙氣脫硝系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化與調(diào)整的主要依據(jù).脫硝催化劑檢測(cè)與評(píng)價(jià)的意義脫硝催化劑檢測(cè)與評(píng)價(jià)的意義19檢測(cè)與評(píng)價(jià)的技術(shù)路線檢測(cè)與評(píng)價(jià)的技術(shù)路線催化劑模塊的取樣催化劑模塊的取樣官能團(tuán)官能團(tuán)催化劑實(shí)驗(yàn)樣品制備催化劑實(shí)驗(yàn)樣品制備脫硝效率脫硝效率晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)粒子形貌粒子形貌催化劑總體性能催化劑總體性能化學(xué)成份化學(xué)成份主量元素主量元素微量元素微量元素SO3轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率酸性位酸性位NH3逃逸逃逸微觀表征微觀表征工藝特性工藝特性機(jī)械性能機(jī)械性能機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度抗磨損率抗磨損

9、率粘附強(qiáng)度粘附強(qiáng)度表面沉積物表面沉積物催化活性催化活性比表面比表面外觀與裂紋外觀與裂紋蜂窩式脫硝催化劑蜂窩式脫硝催化劑(GB/T31587-2015)火電廠煙氣脫硝催化劑檢測(cè)技術(shù)規(guī)范火電廠煙氣脫硝催化劑檢測(cè)技術(shù)規(guī)范(DL/T1286-2013)新鮮催化劑質(zhì)量評(píng)述新鮮催化劑質(zhì)量評(píng)述21催化劑的比表面積、孔容和孔徑催化劑的比表面積、孔容和孔徑(共共200份份) 蜂窩式催化劑的比表面積為蜂窩式催化劑的比表面積為(59.865.50)m2/g, 平板式催化劑的平板式催化劑的比表面積為比表面積為(84.739.69)m2/g, 前者一般低于后者前者一般低于后者.22蜂窩催化劑的化學(xué)成份蜂窩催化劑的化學(xué)成

10、份 蜂窩式催化劑中蜂窩式催化劑中TiO2含量為含量為76.96%90.88%, WO3為主含量為為主含量為2.46%5.57%, 釩的含量為釩的含量為0.22%1.61%.23板式催化劑的化學(xué)成份板式催化劑的化學(xué)成份 板式催化劑中板式催化劑中TiO2含量為含量為78.74%87.23%, MoO3為主含量為為主含量為2.17%6.19%, 釩的含量為釩的含量為0.80%4.33%.24蜂窩催化劑的磨損強(qiáng)度蜂窩催化劑的磨損強(qiáng)度 催化劑的磨損強(qiáng)度是用于評(píng)價(jià)催化劑對(duì)煙氣中的顆粒物和飛催化劑的磨損強(qiáng)度是用于評(píng)價(jià)催化劑對(duì)煙氣中的顆粒物和飛灰等粒子隨著氣流撞擊、沖刷催化劑表面的抵抗能力灰等粒子隨著氣流撞擊

11、、沖刷催化劑表面的抵抗能力. 新鮮蜂窩新鮮蜂窩式催化劑硬化端的磨損強(qiáng)度為式催化劑硬化端的磨損強(qiáng)度為(0.05950.0334)%/kg, 非硬化端非硬化端的磨損強(qiáng)度為的磨損強(qiáng)度為(0.11860.0475)%/kg.25蜂窩催化劑的抗壓強(qiáng)度蜂窩催化劑的抗壓強(qiáng)度 試樣在發(fā)生破壞前單位面積上所能承受的最大壓力為催化劑的試樣在發(fā)生破壞前單位面積上所能承受的最大壓力為催化劑的抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度, 蜂窩式催化劑徑向抗壓強(qiáng)度為蜂窩式催化劑徑向抗壓強(qiáng)度為(0.8270.178)MPa, 軸軸向抗壓強(qiáng)度為向抗壓強(qiáng)度為(3.7901.141)Mpa.26板式催化劑的磨損強(qiáng)度板式催化劑的磨損強(qiáng)度 相同轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)數(shù)相

12、同轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)數(shù), 在在1.0kg/個(gè)砝碼的條件下個(gè)砝碼的條件下, 磨損強(qiáng)度為磨損強(qiáng)度為747.17435.08mg/100U, 而在而在0.5kg/個(gè)砝碼的條件下個(gè)砝碼的條件下, 磨損強(qiáng)度磨損強(qiáng)度為為(146.3263.95)mg/100U.27板式催化劑的粘附強(qiáng)度板式催化劑的粘附強(qiáng)度 其剝離率的范圍為其剝離率的范圍為(0.53380.3097)%, 一般判定值一般判定值1.5%是合是合格產(chǎn)品格產(chǎn)品, 因此檢測(cè)的板式催化劑粘附強(qiáng)度合格率總體較好因此檢測(cè)的板式催化劑粘附強(qiáng)度合格率總體較好.運(yùn)行催化劑質(zhì)量評(píng)述運(yùn)行催化劑質(zhì)量評(píng)述(以波紋板為例以波紋板為例)29 波紋板式催化劑以陶瓷纖維為基材波紋板式

13、催化劑以陶瓷纖維為基材, 機(jī)械強(qiáng)度較低機(jī)械強(qiáng)度較低, 易被煙氣易被煙氣中的飛灰所磨損中的飛灰所磨損. 而且每個(gè)通道斷面均有而且每個(gè)通道斷面均有2個(gè)呈銳角形狀的結(jié)構(gòu)個(gè)呈銳角形狀的結(jié)構(gòu), 使其容易被飛灰堵塞使其容易被飛灰堵塞. 通流率僅為通流率僅為40.17%和和41.27%.波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)- -外觀外觀30波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)- -工藝特性工藝特性樣品樣品脫硝效率脫硝效率(%)SO2/SO3(%)活性系數(shù)活性系數(shù)K(m/h)新鮮新鮮96.20.9631.79運(yùn)行運(yùn)行91.30.9523.7431試樣名稱試樣名稱比表面積比表面積(m2/g)孔容

14、孔容(cm3/g)平均孔徑平均孔徑(nm)新鮮新鮮62.150.216.66運(yùn)行運(yùn)行38.080.189.34波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)- -孔結(jié)構(gòu)孔結(jié)構(gòu)32波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)-主量元素主量元素33波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)-微量元素微量元素34 舊催化劑樣品的舊催化劑樣品的TiO2晶體結(jié)構(gòu)的衍射峰與新催化劑樣品的衍晶體結(jié)構(gòu)的衍射峰與新催化劑樣品的衍射峰一致射峰一致, 這說(shuō)明催化劑在運(yùn)行過(guò)程中受溫度波動(dòng)影響較小這說(shuō)明催化劑在運(yùn)行過(guò)程中受溫度波動(dòng)影響較小.波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)-XRD10203040506070

15、80 2() Used Fresh35 和新鮮催化劑樣品相比和新鮮催化劑樣品相比, 舊催化劑樣品的還原峰向高溫區(qū)域遷舊催化劑樣品的還原峰向高溫區(qū)域遷移移, 這表明其表面氧化物的活性明顯降低這表明其表面氧化物的活性明顯降低, 催化劑的氧化還原能催化劑的氧化還原能力下降力下降.波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)-表面還原特性表面還原特性30040050060070080090004080120 信號(hào)值(mV)溫 度(C ) Fresh U sed84036舊催化劑樣品僅在舊催化劑樣品僅在1430 cm-1處出現(xiàn)較為明顯的峰處出現(xiàn)較為明顯的峰, 且強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)且強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于新鮮的催化劑樣品低于

16、新鮮的催化劑樣品. 這表明舊催化劑樣品的這表明舊催化劑樣品的Brnsted酸性強(qiáng)酸性強(qiáng)度已經(jīng)很低度已經(jīng)很低, 應(yīng)是煙氣引入的堿金屬或堿土金屬的毒化作用所致應(yīng)是煙氣引入的堿金屬或堿土金屬的毒化作用所致.波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)波紋板催化劑的檢測(cè)評(píng)價(jià)-原位紅外漫反射原位紅外漫反射2000180016001400120010000.000.020.040.06 Kubelka Munk波數(shù)(cm-1) 150-Fresh 50-Fresh 150-U sed 50-U sed37催化劑的壽命催化劑的壽命預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)(K/K0)1.00.60.50.70.80.90700014000210002800035

17、000(運(yùn)行時(shí)間h)A預(yù)測(cè)24000hB預(yù)測(cè)27000h廠家的閾值0.69真實(shí)的閾值0.66首次檢測(cè)二次檢測(cè)定期定期(至少每年至少每年1次次)對(duì)催化劑取樣檢測(cè)對(duì)催化劑取樣檢測(cè), 獲得獲得K/K0值值, 根據(jù)兩次以上的檢測(cè)根據(jù)兩次以上的檢測(cè)結(jié)果結(jié)果, 參考廠家提供的閾值參考廠家提供的閾值(可能沒(méi)有可能沒(méi)有)和實(shí)驗(yàn)得到的真實(shí)閾值和實(shí)驗(yàn)得到的真實(shí)閾值, 繪制運(yùn)行時(shí)間繪制運(yùn)行時(shí)間與與K/K0值關(guān)系曲線圖值關(guān)系曲線圖.38(K/K0)1.00.90.80.70.60.50100002000030000 h某電廠催化劑使用某電廠催化劑使用19870.8h后的后的K/K0值曲線圖值曲線圖催化劑廠家提供的K/

18、K0變化理想曲線某電廠四個(gè)催化劑樣品的K/K0值24000預(yù)測(cè)的K/K0變化曲線廠家的閾值0.69催化劑的壽命催化劑的壽命預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)39報(bào)告提綱報(bào)告提綱|技術(shù)研究平臺(tái)條件技術(shù)研究平臺(tái)條件|催化劑的性能診斷催化劑的性能診斷|催化劑的運(yùn)行調(diào)控催化劑的運(yùn)行調(diào)控|催化劑的再生技術(shù)催化劑的再生技術(shù)|相關(guān)研究成果業(yè)績(jī)相關(guān)研究成果業(yè)績(jī)硫銨鹽調(diào)控硫銨鹽調(diào)控41 脫硝副反應(yīng)生成的脫硝副反應(yīng)生成的NH4HSO4和和(NH4)2SO4是粘性很強(qiáng)的物質(zhì)是粘性很強(qiáng)的物質(zhì), 在排煙在排煙溫度下降的情況會(huì)在空預(yù)器冷端的傳熱元件上凝固下來(lái)溫度下降的情況會(huì)在空預(yù)器冷端的傳熱元件上凝固下來(lái), 造成空預(yù)器冷造成空預(yù)器冷端積鹽與結(jié)垢端

19、積鹽與結(jié)垢, 并影響空預(yù)器的正常運(yùn)行并影響空預(yù)器的正常運(yùn)行.硫銨鹽調(diào)控硫銨鹽調(diào)控V2O5SO2V2O4SO32SO2+O2V2O42VOSO4SO32VOSO4V2O5SO2SO3 硫銨鹽調(diào)控硫銨鹽調(diào)控某電廠某電廠3爐空預(yù)器堵灰照片爐空預(yù)器堵灰照片硫銨鹽調(diào)控硫銨鹽調(diào)控日期日期負(fù)荷負(fù)荷總風(fēng)量總風(fēng)量 (t/h)空預(yù)器空預(yù)器熱一次熱一次風(fēng)量風(fēng)量A側(cè)側(cè)(t/h)空預(yù)器空預(yù)器熱一次熱一次風(fēng)量風(fēng)量B側(cè)側(cè)(t/h)A空預(yù)空預(yù)器煙氣器煙氣阻力阻力 (Pa)B空預(yù)空預(yù)器煙氣器煙氣阻力阻力 (Pa)A空預(yù)空預(yù)器一次器一次風(fēng)阻力風(fēng)阻力 (Pa)B空預(yù)空預(yù)器一次器一次風(fēng)阻力風(fēng)阻力 (Pa)A空預(yù)空預(yù)器二次器二次風(fēng)阻力

20、風(fēng)阻力 (Pa)B空預(yù)空預(yù)器二次器二次風(fēng)阻力風(fēng)阻力 (Pa)10.24600MW2368198246126412231360156165065110.30600MW2342208239141213301489152877776011.15600MW2388217242142614281555165380182911.28600MW2286213235147515191547170179584912.03600MW2327229246149415471733183083389212.08600MW2267232249143715101841191879387712.11600MW23732212

21、321623176116591828922101812.15600MW23852382461694201419152152989108112.30600MW22332552351661207521072427921110101.15600MW226827023818002412239428671005123701.30600MW22292452191722228620002430948118202.14600MW2222251223192925912345286510501312至至2014年年12月底，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間月底，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間40493.8hr。統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)期間，期間，#3機(jī)機(jī)組鍋爐組鍋爐

22、A、B空預(yù)器煙氣阻力平均增加空預(yù)器煙氣阻力平均增加1017Pa硫銨鹽調(diào)控硫銨鹽調(diào)控主要成分主要成分沉積物含量沉積物含量(%)飛灰含量飛灰含量 (%)SiO234.4242.88Al2O327.7215.84CaO5.755.15MgO2.170.98SO35.220.64TiO21.410.92Fe2O37.947.64Cl7.290.02F0.87K2O0.5041.44Na2O0.310.73 沉積物沉積物與飛灰的主要成分類似與飛灰的主要成分類似；沉積物；沉積物中中硫、硫、Cl含量明顯高于飛灰十含量明顯高于飛灰十倍甚至幾十倍，應(yīng)該是含硫酸鹽和氯鹽所致倍甚至幾十倍，應(yīng)該是含硫酸鹽和氯鹽所致；

23、 K、Na這類可溶性鹽在沉積物中含量明顯低于飛灰，這類可溶性鹽在沉積物中含量明顯低于飛灰，Al、Ca、Mg這這類易類易生成難溶生成難溶鹽的物質(zhì)在沉積物中含量明顯高于飛灰。鹽的物質(zhì)在沉積物中含量明顯高于飛灰。硫銨鹽調(diào)控硫銨鹽調(diào)控NH4ClAl2 ( Al2.8Si1.2 ) O9.54 SiO2通過(guò)通過(guò)XRD譜圖表征，譜圖表征，#3爐空預(yù)器沉積物中檢測(cè)出了爐空預(yù)器沉積物中檢測(cè)出了NH4Cl的的XRD特征峰，證實(shí)沉積物特征峰，證實(shí)沉積物中中含含氯化銨；氯化銨；可能可能沉積物中的沉積物中的硫銨鹽結(jié)晶性不太好，所以硫銨鹽結(jié)晶性不太好，所以未被檢測(cè)未被檢測(cè)到。到。物相結(jié)構(gòu)物相結(jié)構(gòu)樣品樣品NH4+（mg/

24、g）SO42-（mg/g）Cl-（mg/g）#3爐空預(yù)器沉積物爐空預(yù)器沉積物(20150302)83.4791.04100.8#3爐運(yùn)行飛灰爐運(yùn)行飛灰(20150302)0.0184.1760.4333所所采集的空預(yù)器沉積物中硫酸根、銨根、氯含量大大超過(guò)采集的空預(yù)器沉積物中硫酸根、銨根、氯含量大大超過(guò)飛灰，甚至飛灰，甚至NH4+、Cl-高出飛灰高出飛灰3個(gè)數(shù)量級(jí)個(gè)數(shù)量級(jí)。這可以進(jìn)一步這可以進(jìn)一步證實(shí)空預(yù)器沉積物中含有大量的證實(shí)空預(yù)器沉積物中含有大量的NH4Cl、硫銨、硫銨鹽鹽，與，與XRF和和XRD的測(cè)試結(jié)果相一致。的測(cè)試結(jié)果相一致。離子分析離子分析熱重分析熱重分析 第一第一階段的階段的失重是

25、失重是NH4Cl和和(NH4)2SO4分解共同造成的，而第二階段分解共同造成的，而第二階段的的失重是失重是由于由于(NH4)2SO4 和和NH4HSO4分解造成的。所以，當(dāng)溫度低于分解造成的。所以，當(dāng)溫度低于240時(shí)，銨鹽有可能會(huì)大量沉積。時(shí)，銨鹽有可能會(huì)大量沉積。參考：參考：NH4Cl加熱至加熱至100時(shí)開(kāi)始分解，時(shí)開(kāi)始分解，在在230 oC時(shí)完全熱分解。時(shí)完全熱分解。(NH4)2SO4在在213時(shí)開(kāi)時(shí)開(kāi)始分解，始分解，419時(shí)分解完全。時(shí)分解完全。失重失重17.22%：120-255失重失重1.58%：255-380NH3/NOX摩爾比過(guò)大；摩爾比過(guò)大；注入注入氨量分布不均勻；氨量分布不均

26、勻；煙氣煙氣流速不均勻；流速不均勻；反應(yīng)區(qū)反應(yīng)區(qū)煙氣溫度過(guò)低；煙氣溫度過(guò)低；催化劑催化劑老化、煙氣量或老化、煙氣量或NOX濃度超過(guò)設(shè)計(jì)值；濃度超過(guò)設(shè)計(jì)值；催化劑催化劑堵塞或堵塞或破損破損.氨逃逸率小于一定氨逃逸率小于一定值值, 形成形成的硫銨鹽的硫銨鹽少少, 一般一般不構(gòu)成不構(gòu)成威脅威脅.低硫低硫煤煤(1%)氨氨逃逸率逃逸率6ppm。中硫中硫煤煤(13%)氨氨逃逸率逃逸率4ppm。高硫高硫煤煤(3%)氨氨逃逸率逃逸率2ppm。硫銨鹽調(diào)控硫銨鹽調(diào)控50報(bào)告提綱報(bào)告提綱|技術(shù)研究平臺(tái)條件技術(shù)研究平臺(tái)條件|催化劑的性能診斷催化劑的性能診斷|催化劑的運(yùn)行調(diào)控催化劑的運(yùn)行調(diào)控|催化劑的再生技術(shù)催化劑的再

27、生技術(shù)|相關(guān)研究成果業(yè)績(jī)相關(guān)研究成果業(yè)績(jī)新鮮催化劑新鮮催化劑失活催化劑失活催化劑再生后催化劑再生后催化劑物理物理清洗清洗熱風(fēng)熱風(fēng)干燥干燥化學(xué)化學(xué)清洗清洗活性活性修復(fù)修復(fù)化學(xué)化學(xué)漂洗漂洗催化劑再生工藝催化劑再生工藝單一稀酸配方單一稀酸配方以疏通受鈣中毒為主的微孔以疏通受鈣中毒為主的微孔, 恢復(fù)酸性位為目的恢復(fù)酸性位為目的.主要成份主要成份: 稀酸稀酸, 微孔滲透劑微孔滲透劑 等等.復(fù)合稀酸配方復(fù)合稀酸配方以疏通微孔以疏通微孔和恢復(fù)酸性位為目的和恢復(fù)酸性位為目的, 兼顧活性修補(bǔ)兼顧活性修補(bǔ)為目的為目的.主要成份主要成份: 稀酸稀酸, 微孔滲透劑微孔滲透劑, 草酸草酸, 偏釩酸銨等偏釩酸銨等.協(xié)同處

28、理配方協(xié)同處理配方以疏通微孔以疏通微孔和恢復(fù)酸性位為目的和恢復(fù)酸性位為目的.主要成份主要成份: 稀堿稀堿+稀酸稀酸, 微孔滲透劑微孔滲透劑 等等.新型有機(jī)配方新型有機(jī)配方以疏通微孔以疏通微孔和恢復(fù)酸性位為目的和恢復(fù)酸性位為目的, 兼顧活性修補(bǔ)兼顧活性修補(bǔ)為目的為目的.主要成份主要成份: EDTA, OP(n), 滲透劑滲透劑JFC, 平加加平加加O, 偏釩酸銨偏釩酸銨,仲仲鎢酸銨鎢酸銨等等.催化劑再生配方催化劑再生配方催化劑再生的氣提催化劑再生的氣提-沉淀沉淀-循環(huán)清洗裝置循環(huán)清洗裝置 催化劑再生新技術(shù)研發(fā)催化劑再生新技術(shù)研發(fā)配方藥劑配方藥劑催化劑催化劑循環(huán)循環(huán)排氣排氣排污排污氣液分離器氣液分

29、離器空氣空氣 -Al2(SO4)3, -TiO2 再生前后再生前后Al2(SO4)3的衍射峰存在明顯變化的衍射峰存在明顯變化脫硝催化劑失活機(jī)理脫硝催化劑失活機(jī)理高含鋁的影響高含鋁的影響脫硝催化劑失活機(jī)理脫硝催化劑失活機(jī)理高含鋁的影響高含鋁的影響 研究發(fā)現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn): 少數(shù)廠商在催化劑生產(chǎn)過(guò)程采用部分少數(shù)廠商在催化劑生產(chǎn)過(guò)程采用部分Al2O3替代價(jià)格昂貴替代價(jià)格昂貴的的TiO2載體載體, 導(dǎo)致催化劑在運(yùn)行過(guò)程中嚴(yán)重失活導(dǎo)致催化劑在運(yùn)行過(guò)程中嚴(yán)重失活.Al2O3+3SO3=Al2(SO4)3含鋁催化劑含鋁催化劑運(yùn)行后變形破損催化劑運(yùn)行后變形破損催化劑內(nèi)部晶格扭曲導(dǎo)致的外觀變形內(nèi)部晶格扭曲導(dǎo)致的外觀變

30、形催化劑堿熱失活的催化劑堿熱失活的SEM掃描圖掃描圖(a)Fresh, (b)J-0.5, (c)R-800, (d)L-800 經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)K浸漬的催化劑在浸漬的催化劑在800 處理下粒子聚集程度明顯低于處理下粒子聚集程度明顯低于沒(méi)有經(jīng)過(guò)沒(méi)有經(jīng)過(guò)K浸漬的催化劑浸漬的催化劑.脫硝脫硝催化劑催化劑失活失活機(jī)理機(jī)理K元素的影響元素的影響 K中毒后的催化劑活性會(huì)出現(xiàn)明顯下降中毒后的催化劑活性會(huì)出現(xiàn)明顯下降, 但但K的沉積可以阻礙高溫下的沉積可以阻礙高溫下V的的聚合聚合, 從而提高了催化劑的熱穩(wěn)定性從而提高了催化劑的熱穩(wěn)定性. 在在 SO2存在下存在下, 新鮮和鉀中毒催化劑上新新鮮和鉀中毒催化劑上新Brn

31、sted酸性位的形成示意圖酸性位的形成示意圖. 其中其中: (a) 新鮮催化劑上新鮮催化劑上, 硫酸鹽主要與硫酸鹽主要與Ti結(jié)合結(jié)合; (b) 在鉀中毒的催化劑上在鉀中毒的催化劑上, 硫硫酸鹽主要與酸鹽主要與V結(jié)合結(jié)合.催化劑催化劑的硫化處理的硫化處理-B酸的生成酸的生成機(jī)理機(jī)理催化劑活性催化劑活性恢復(fù)的機(jī)理恢復(fù)的機(jī)理-EDTA再生法再生法61報(bào)告提綱報(bào)告提綱|技術(shù)研究平臺(tái)條件技術(shù)研究平臺(tái)條件|催化劑的性能診斷催化劑的性能診斷|催化劑的運(yùn)行調(diào)控催化劑的運(yùn)行調(diào)控|催化劑的再生技術(shù)催化劑的再生技術(shù)|相關(guān)研究成果業(yè)績(jī)相關(guān)研究成果業(yè)績(jī) 科研人員科研人員: 研究員研究員1名名, 高工高工1名名, 助研助

32、研2名名, 研究實(shí)習(xí)員研究實(shí)習(xí)員1名名.江長(zhǎng)水江長(zhǎng)水, ,高級(jí)高級(jí)工程師工程師. .尹麗倩尹麗倩, ,助理助理研究員研究員, ,碩士碩士. .王金秀王金秀, ,助理助理研究員研究員, ,博士博士. .陳進(jìn)生陳進(jìn)生, ,研究研究員員, ,高工高工, ,博導(dǎo)博導(dǎo). .陳衍婷陳衍婷, ,研究研究實(shí)習(xí)員實(shí)習(xí)員, ,碩士碩士脫硝催化劑研究團(tuán)隊(duì)脫硝催化劑研究團(tuán)隊(duì)(12名名)于艷科于艷科苗紀(jì)法苗紀(jì)法余維佳余維佳 研究生研究生: 博士博士2名名, 碩士碩士3名名, 本科本科3名名.馬騰飛馬騰飛陳君懷陳君懷獲資助的科研項(xiàng)目獲資助的科研項(xiàng)目國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題電站煙氣脫硝催化劑再生與電站煙氣脫

33、硝催化劑再生與回用的關(guān)鍵技術(shù)與示范回用的關(guān)鍵技術(shù)與示范中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類類)課題課題固定源固定源脫硝催化劑的失活再生及機(jī)理研究脫硝催化劑的失活再生及機(jī)理研究福建省科技計(jì)劃工業(yè)引導(dǎo)性重點(diǎn)項(xiàng)目福建省科技計(jì)劃工業(yè)引導(dǎo)性重點(diǎn)項(xiàng)目煙氣脫硝催化煙氣脫硝催化劑再生關(guān)鍵技術(shù)研究劑再生關(guān)鍵技術(shù)研究寧波市科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目寧波市科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目SCR煙氣脫硝催化劑的全煙氣脫硝催化劑的全過(guò)程管理技術(shù)研究過(guò)程管理技術(shù)研究中國(guó)華電集團(tuán)公司科技項(xiàng)目中國(guó)華電集團(tuán)公司科技項(xiàng)目煙氣脫硝過(guò)程硫銨鹽的煙氣脫硝過(guò)程硫銨鹽的生成與防控技術(shù)研究生成與防控技術(shù)研究燃煤脫硝電站委托的技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目燃煤

34、脫硝電站委托的技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目煙氣煙氣SCR脫硝催脫硝催化劑性能檢測(cè)與評(píng)價(jià)化劑性能檢測(cè)與評(píng)價(jià)(近近300項(xiàng)項(xiàng))專利名稱專利名稱專利號(hào)專利號(hào)類別類別一種用于煙氣脫硝催化劑活性復(fù)蘇的工藝和裝置一種用于煙氣脫硝催化劑活性復(fù)蘇的工藝和裝置ZL200910113056.7發(fā)明發(fā)明一種用于煙氣脫硝催化劑活性檢測(cè)的方法和裝置一種用于煙氣脫硝催化劑活性檢測(cè)的方法和裝置ZL200910113055.2發(fā)明發(fā)明一種用于煙氣脫硝催化劑再生后的烘干裝置一種用于煙氣脫硝催化劑再生后的烘干裝置ZL201320287440.0 實(shí)用新型實(shí)用新型一種用于煙氣脫硝催化劑再生工藝模擬的試驗(yàn)裝置一種用于煙氣脫硝催化劑再生工藝模擬的試驗(yàn)

35、裝置ZL201320287491.3 實(shí)用新型實(shí)用新型一種用于煙氣脫硝催化劑在線清洗再生的裝置一種用于煙氣脫硝催化劑在線清洗再生的裝置ZL201320287456.1 實(shí)用新型實(shí)用新型一種用于煙氣脫硝催化劑活性評(píng)價(jià)的裝置一種用于煙氣脫硝催化劑活性評(píng)價(jià)的裝置ZL201420032178.X 實(shí)用新型實(shí)用新型一種用于煙氣脫硝催化劑再生的氣提一種用于煙氣脫硝催化劑再生的氣提-沉淀沉淀-循環(huán)清洗循環(huán)清洗裝置裝置ZL201320638015.1 實(shí)用新型實(shí)用新型一種煙氣脫硝催化劑再生的協(xié)同清洗裝置一種煙氣脫硝催化劑再生的協(xié)同清洗裝置ZL201420067057.9 實(shí)用新型實(shí)用新型一種用于平板式煙氣脫硝

36、催化劑磨損強(qiáng)度檢測(cè)的裝置一種用于平板式煙氣脫硝催化劑磨損強(qiáng)度檢測(cè)的裝置 ZL201420133325.2 實(shí)用新型實(shí)用新型研究成果研究成果-系列專利系列專利研究成果研究成果-系列專利系列專利Xuesong Shang, Jinsheng Chen*, et al. Effective approaches for honeycomb monolith V2O5 WO3/TiO2 catalyst regeneration used in coal-fired power plant. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2012,

37、18: 513-519.Xuesong SHANG, Jinsheng CHEN,* et al. Effective regeneration of thermally deactivated commercial V-W-Ti catalysts. Frontiers of Chemical Science and Engineering, 2012, 6 (1): 38-46.Chen Jinsheng, Shang xuesong. Evaluation of Flue Gas Denitration Catalyst. Electricity, 2011, 22 (5): 51-54

38、. YU Yan-ke, CHEN Jin-sheng*, et al. The deactivation mechanism of De-NOx catalyst (V2O5-WO3/TiO2) used in coal fired power plant. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 2012, 40 (11): 13591365.Yanke Yu, Jinsheng Chen*, et al. Regeneration of deactivated commercial SCR catalyst by alkali washing.

39、 Catalysis Communications, 2013, 39: 78-81.Yanke Yu, Jinsheng Chen*, et al. Promotive Effect of SO2 on the Activity of Deactivated Commercial SCR Catalyst: An in situ DRIFT Study. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2014, 53, 16229-16234.研究成果研究成果-國(guó)際論文國(guó)際論文 Jianrong Li, Jinsheng Chen*, et al.

40、 Fe-Mn-Ce/ceramic powder composite catalyst for highly volatile elemental mercury removal in simulated coal-fired flue gas. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2014, 53, 16229-16234.Yanke Yu, Jinsheng Chen*, et al. New insight into the effect of potassium on commercial SCR catalyst: pro

41、motion of thermal stability. Water, Air, & Soil Pollution, 2015, 226: 410.Yanke Yu, Jinsheng Chen*, et al. Deactivation mechanism and feasible regeneration approaches for the used commercial NH3-SCR catalysts. Environmental Technology, 2016, 37 (7): 828-836.Yanke Yu, Jinsheng Chen*, et al. The perfo

42、rmances of CuSO4/TiO2 catalyst in the process of the selective catalytic reduction of NOx by ammonia, Chinese Journal of Catalysis, 2016, 37: 281-287.Yanke Yu, Jinsheng Chen*, et al. Regeneration of commercial SCR catalysts deactivated by Pb and other inorganic elements. Journal of Environmental Sci

43、ences. (Accepted).研究成果研究成果-國(guó)際論文國(guó)際論文 陳進(jìn)生陳進(jìn)生, 商雪松商雪松, 等等. 煙氣脫硝催化劑的性能檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)研究煙氣脫硝催化劑的性能檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)研究. 中國(guó)中國(guó)電力電力, 2010, 43 (11): 6469.商雪松商雪松, 陳進(jìn)生陳進(jìn)生*, 等等. SCR脫硝催化劑失活及其原因探討脫硝催化劑失活及其原因探討. 燃料化學(xué)學(xué)燃料化學(xué)學(xué)報(bào)報(bào), 2011, 39 (6): 465470. 商雪松商雪松, 陳進(jìn)生陳進(jìn)生*, 等等. 商業(yè)商業(yè)SCR脫硝催化劑脫硝催化劑K2O中毒后再生：中毒后再生：(NH4)2SO4溶液溶液. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào)燃料化學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 40 (6): 750756.商雪松商雪松, 陳進(jìn)生陳進(jìn)生, 等等. 不同運(yùn)行時(shí)間煙氣脫硝催化劑性能對(duì)比分析不同運(yùn)行時(shí)間煙氣脫硝催化劑性能對(duì)比分析. 中國(guó)中國(guó)電力電力, 2012, 45 (1): 45-49, 68.商雪松商雪松, 陳進(jìn)生陳進(jìn)生, 等等. 商業(yè)商業(yè)SCR煙氣脫硝催化