SCR脱硝催化剂再生技术在燃煤锅炉上的应用研究

天河（保定）环境工程有限公司 河北 保定 071000

SCR脱硝系统一般处在燃煤锅炉省煤器与空预期之间,由于其催化剂在运行期间会受到无法避免的物理和化学作用影响而降低整体使用寿命及活性性能。所以导致每年燃煤电厂都会产生大量的废催化剂,这些催化剂若是处理方法不得当,则必定会给周围环境及人体健康构成较大的危害。因此,为了避免这种情况的发生,各燃煤电厂就要对SCR脱硝催化剂再生技术的应用给予相应的重视。

1 燃煤锅炉脱硝催化剂失活的具体原因

1.1 堵塞原因 通常,燃煤锅炉在运行一段时间后,都会产生大量的粉尘,而这些粉尘往往会随着烟气进入到SCR脱硝反应器中,由于烟气的流速较小、细度较高,所以一旦流经脱硝催化剂时,就会在其表面堆积一定的粉尘,若是不及时的对脱销系统进行清理,这些粉尘就会随着锅炉运行时间的增加形成搭桥,进而导致催化剂通道完全堵塞。另外,烟气中还含有大量的二氧化硫,其很容易氧化成三氧化硫,并与粉尘游离状态下的氧化钙发生反应,形成孔隙度低的硫酸钙,若是附着在催化剂表面,则必定会降低催化剂的整体活性,使其出现失活现象。

1.2 磨损原因 由于锅炉省煤器中产生的烟气含有大量的粉尘,所以一旦附着在催化剂表面时,就会导致催化剂基体出现不同程度的机械磨损,而这种损坏现象是人力不可抗逆的,即便采用再生技术也无法使其达到一定的复活性,这种情况下,就会降低催化剂的机械寿命,使其呈现出严重的失活现象。

1.3 烧结原因 按照相应的规定要求,SCR脱硝催化剂的设计使用温度一般在295－420℃之间,但若是燃气锅炉烟气温度控制不合理,则在450℃以上的高温环境中,催化剂就会极易出现热烧结现象,并且还会导致催化剂中二氧化钛的平均晶粒尺寸及孔径变大,而其比表面积、孔容却开始逐渐减小。另外,若是烟气温度超过500℃,则催化剂中的二氧化钛还会产生明显的相变反应,进而使原有锐钦矿向金红石转化,这样就会大大降低催化剂的活性,使之法通过再生技术复活。

1.4 中毒原因 该失活现象主要是因为煤粉在长期燃烧后,其烟气中的碱金属、碱土金属、砷、氯化氢等导致SCR脱硝催化剂中的反应物、产物及杂质与五氧化二钒的活性酸性位发生强烈的化学吸附或化学反应,这样就会大大降低催化剂表面的活性位数量和氨吸附量,进而使之产生明显的失活现象[1]。

2 燃煤锅炉中SCR催化剂再生处理技术的应用方案

2.1 再生配方 在采用催化剂再生处理技术时,必须对失活催化剂清洗的专用复合再生配方进行合理的选择,如：蜂窝式配方、板式配方、波纹式配方等。与此同时,还要选择适宜的去除剂,如：渗透促进剂、乳化剂、匀染剂、有机酸、无机酸等,这样才能将堵塞的催化剂通道完全疏通开,对流失的活性成分进行合理的补充,进而更好的提高催化剂的活性,促进燃煤锅炉的节能性能[2]。

2.2 再生工艺设备 目前,各燃煤电厂所采用的SCR催化剂再生成套设备都属于集成创新设备,具备一定的自动化程度及灵活的操作性和节能性,可以大大满足中央集中控制需求。从组成结构来看,其主要包括七个关键系统,如：除尘系统、清洗再生系统、脱水系统、净化水系统、预烘干系统、锻烧系统、污水处理系统。且这些系统均具有较成熟工艺性能,可以全程监控燃煤锅炉的运行质量,使其在节约成本的基础上,保持长久稳定的运行,因此,在相关领域中,应用率也是十分明显[3]。

2.3 再生处理工艺流程

2.3.1 要通过专门的实验室来对失活的催化剂样本进行周密的检验分析,并将最终的分析结果与强大数据库进行比对,以便在确保一致的基础上,制定出最佳的再生处理工艺方案。

2.3.2 要将失活的催化剂样本放入到除尘车间中作进一步的预处理,以便使其表面的松散飞灰可以得到彻底的清除。

2.3.3 要对预处理后的失活催化剂样本进行物理化学处理,以便可以将其表面覆盖的催化剂活性部位和通道中的化学物质全部清理干净,进而为催化剂活性的最大化复活打下良好的基础。

2.3.4 要利用先进的热处理设备对物理化学处理后的失活催化剂样本进行全面的热处理,并按照相应的规范要求,严格控制加热温度,使其能够满足催化剂微孔结构的处理需求,这样才能为后续再生处理工艺创造良好的条件。

2.3.5 要采用具有特定催化物质的活性植入装置来置放热处理后的失活催化剂样本,以便让其吸收足够的活性物质,进而确保整个催化剂基体都能发挥出相应的活性作用,这样才能减少废弃催化剂的产生,提高燃煤电厂锅炉燃烧的节能性和环保性。

2.3.6 对特定催化后的催化剂样本进行最终的再生处理,可采用特制的热处理装置来进行,进而通过该装置所具备的高强升温和降温工艺来将活性物质均匀的覆盖在催化剂表面,并使其牢固贴附,这样才能有效确保催化剂的活性,使之达到相应的质检标准。

2.3.7 对活性复活的再生催化剂进行全面的检测,主要看其机械性能与化学性能是否达到相应的检测标准,若单个模块通道的疏通率超过98%,则证明该催化剂活性复活成功。

结束语

SCR脱硝催化剂再生处理技术的运用,不仅可以提高燃煤锅炉的节能性和环保性,而且对于废弃催化剂的控制也有着极大的推动作用。因此,各燃煤电厂必须对该技术的应用给予高度重视,掌握其具体应用要求及注意事项,这样才能充分发挥再生处理技术的优势,满足脱销催化剂的活性提升需求。