防止脫硝催化劑金屬中毒、催化劑表面污堵的技術(shù)措施

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:脫硝催化劑堵塞主要有兩個(gè)原因造成，飛灰的沉積與氨鹽的沉積。解決該問(wèn)題需要良好的SCR系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)與工況條件的分析選擇合適的催化劑。

飛灰中的大顆粒灰（俗稱爆米花灰，），一般由于燃料特性和鍋爐燃燒情況造成，顆粒直徑大，需要在進(jìn)入SCR反應(yīng)器前收集掉。預(yù)防該問(wèn)題就需要合理設(shè)計(jì)SCR入口煙道結(jié)構(gòu)，以改善煙氣流速。

在反應(yīng)器入口垂直煙道下部設(shè)有“天鵝頸”結(jié)構(gòu)，當(dāng)煙氣進(jìn)入“天鵝頸”后會(huì)發(fā)生急速膨脹并有短暫的停滯，降低煙氣對(duì)固體顆粒的攜帶能力，因此煙氣中的大顆粒在天鵝頸及煙道上升段內(nèi)會(huì)依靠自身重力降落到天鵝頸下的灰斗，然后用倉(cāng)泵排出。減少經(jīng)過(guò)催化劑的煙塵量，可以有效的降低催化劑堵灰、磨損的可能性。

此外，催化劑模塊頂部金屬柵網(wǎng)和反應(yīng)器上方的碎灰裝置能阻擋煙氣中的大直徑飛灰，防止其進(jìn)入催化劑通道，造成催化劑堵塞。

解決小顆?；业某练e問(wèn)題，從SCR系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，首先反應(yīng)器裝置采取垂直流設(shè)置；同時(shí)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)合適的煙氣流速；并安裝防積灰裝置捕捉或破碎大粒徑灰分，如催化劑上的防積灰網(wǎng)，整流裝置等；最重要的是通過(guò)SCR正確的煙道內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和規(guī)劃（諸如導(dǎo)流板，整流層的合理設(shè)計(jì)），計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)和冷態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)，來(lái)獲得催化劑表面煙氣流量與飛灰的均衡分布。

與專業(yè)的流場(chǎng)模擬公司合作，精心設(shè)計(jì)流場(chǎng)，使得速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、氨濃度分布場(chǎng)都非常均勻，能夠保證高脫硝效率。在流場(chǎng)模擬的同時(shí)，在物模實(shí)驗(yàn)臺(tái)上作了積灰模擬實(shí)驗(yàn)，分析積灰特性并做了相應(yīng)的優(yōu)化，可以有效防止積灰，并使進(jìn)入催化劑上表面的氣流垂直于煙道截面，從而降低灰塵對(duì)催化劑的磨損。

從催化劑的角度，要綜合考慮實(shí)際的工況與灰量，根據(jù)多年實(shí)際運(yùn)行累積數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證結(jié)果選擇合適的孔距與開(kāi)孔尺寸，將飛灰沉積的問(wèn)題最小化。再有，無(wú)論對(duì)于何種型式的何種規(guī)格的催化劑而言，只要燃煤中的灰分在10%以上，灰顆粒在催化劑表面的的聚集就不可避免。

因此，在每層催化劑上都布置了多臺(tái)蒸汽吹灰器及聲波吹灰器，根據(jù)煤質(zhì)的變化以及實(shí)際運(yùn)行的效果等因素，根據(jù)運(yùn)行情況選擇合理的吹灰頻率，也是防止該問(wèn)題的重要措施。

氨鹽沉積的問(wèn)題可以通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和運(yùn)行SCR系統(tǒng)來(lái)解決。氨鹽形成的原理是，NH3與SO3在一定的低溫下形成粘性雜質(zhì)覆蓋催化劑表面導(dǎo)致其失效。因此首先要設(shè)計(jì)合適的催化劑體積，避免NH3的逃逸，同時(shí)設(shè)計(jì)合理的催化劑配方，降低SO2到SO3轉(zhuǎn)化率，同時(shí)合理的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，特別是混合裝置的設(shè)計(jì)，使催化劑表面煙氣濃度達(dá)到均布。

運(yùn)行上，注意停止噴氨的溫度，使SCR運(yùn)行溫度在氨鹽形成之上，同時(shí)選擇合適的氨氮摩爾比，就能避免氨鹽沉積的問(wèn)題。

總之，對(duì)于燃煤的SCR系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和選擇合理的催化劑配方，可減少反應(yīng)器中的固定間距處煙氣不通和堵灰情況。同時(shí)在每層催化劑上方設(shè)有足夠數(shù)量的性能優(yōu)良的吹灰器，可完全避免催化劑堵灰。

每年的年度大修停機(jī)時(shí)，建議對(duì)催化劑層進(jìn)行凈化，以避免飛灰的硬化阻塞部分催化劑層。不建議用高壓空氣對(duì)催化劑進(jìn)行凈化，因?yàn)檫@樣會(huì)損傷到催化劑。

催化劑中毒措施

煙氣中的成分，特別是粉塵中的堿金屬（K、Na）、堿土金屬（CaO和MgO等）和P2O5和煙氣中的As2O3蒸汽等都會(huì)使得催化劑活性下降。

（1）堿金屬中毒

粉塵中的K和Na等堿金屬會(huì)與活性位V2O5發(fā)生類似于酸堿中和反應(yīng)，使得催化劑活性位喪失，活性下降。

在正常運(yùn)行情況下，催化劑保持干燥狀態(tài)，因?yàn)楣坦谭磻?yīng)速度緩慢，堿金屬中毒不明顯。這種類型的催化劑失活的速度主要取決于催化劑表面的堿金屬的表面濃度，而堿金屬的表面濃度主要取決于飛灰在催化劑表面的沉積速度、停留時(shí)間和沉積量。通過(guò)有效及時(shí)的清除催化劑表面的積灰，可以減緩催化劑的堿金屬中毒。

當(dāng)催化劑表面有液體水生成時(shí)，需要重點(diǎn)考慮催化劑的堿金屬中毒。因?yàn)閴A金屬會(huì)在水中溶解，加速向催化劑內(nèi)部擴(kuò)散，并與活性位發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致催化劑活性位快速喪失。在有液體水生成的情況下，催化劑的堿金屬失活效應(yīng)要大得多。在鍋爐的冷啟動(dòng)和冷卻過(guò)程中特別需要防止凝結(jié)水的生成，在露點(diǎn)附近需要快速升溫。

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