鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠低溫SCR催化劑再生介紹

摘要：本文介紹了鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣低溫SCR脫硝催化劑失效原因分析、再生過(guò)程及注意事項(xiàng)，并對(duì)再生系統(tǒng)優(yōu)化提出了建議。

關(guān)鍵詞低溫SCR 催化劑 再生

鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠2003年建成投產(chǎn)，配置2臺(tái)225噸/日爐排爐垃圾焚燒線(xiàn)、1套6.5MW汽輪發(fā)電機(jī)組，2016年煙氣處理系統(tǒng)技改，增加低溫SCR脫硝系統(tǒng)，目前煙氣處理系統(tǒng)流程為：SNCR脫硝+半干法脫酸+活性炭吸附+干法脫酸+布袋除塵+SCR脫硝。

一、鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠低溫SCR脫硝簡(jiǎn)介

鹽田廠SCR脫硝設(shè)計(jì)運(yùn)行溫度180±5℃，設(shè)計(jì)脫硝效率大于68%，還原劑為濃度25%的氨水，氨逃逸<5mg/Nm3，采用低溫蜂窩催化劑，2+1層布置，每層安裝4個(gè)模塊，并留有4個(gè)測(cè)試塊，催化劑壽命不低于3年。系統(tǒng)設(shè)有SGH蒸汽-煙氣加熱器，將布袋除塵器出口煙氣由155℃左右加熱到180±5℃，SCR反應(yīng)器入口設(shè)有經(jīng)CFD數(shù)模的煙氣整流裝置；氨水先經(jīng)噴槍霧化，再由加熱后的自然空氣汽化噴入煙氣中，氨氣噴入口附近設(shè)有噴氨格柵保證煙氣、氨氣混合均勻；設(shè)有在線(xiàn)聲波清灰系統(tǒng)，運(yùn)行中定時(shí)進(jìn)行催化劑清灰；2套SCR脫硝裝置設(shè)有1套催化劑在線(xiàn)熱再生系統(tǒng)。SCR脫硝入口煙氣條件如下：

因?yàn)镾CR設(shè)計(jì)運(yùn)行溫度180℃，處于硫銨生成溫度區(qū)間，如圖1所示，為減少硫銨對(duì)脫硝效率的影響，延長(zhǎng)再生周期，要求SCR入口煙氣SO2≦30mg/Nm3，煙塵≦10mg/Nm3。

二、脫硝效率下降原因分析

鹽田廠SCR脫硝2017年3月投入運(yùn)行，6月通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收，脫硝效率在80%以上，NOx排放濃度均值低于50mg/Nm3（11% O2）。2018年3月開(kāi)始，SCR脫硝效率開(kāi)始有明顯的下降趨勢(shì)，鹽田廠先后排查了SCR入口煙氣指標(biāo)、在線(xiàn)儀表準(zhǔn)確性等，均未發(fā)現(xiàn)明顯異常。6月8-12日，分別對(duì)2#、1#線(xiàn)SCR催化劑進(jìn)行熱再生，因?yàn)樾氏陆档木唧w原因不明確，另外再生系統(tǒng)密封及保溫性不足，再生后效果不明顯。為查找原因，鹽田廠將不同運(yùn)行時(shí)間的催化劑測(cè)試元件送往催化劑廠家進(jìn)行檢測(cè)分析。

2.1、催化劑成分分析

催化劑廠家對(duì)運(yùn)行不同時(shí)間后催化劑的主要成分、微量成分進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如圖1、圖2所示。

圖1：催化劑主要成分變化[2]

圖2：催化劑微量成分變化[3]

依據(jù)圖1的檢測(cè)結(jié)果，運(yùn)行不同時(shí)間后催化劑主要成分沒(méi)有明顯變化，依據(jù)圖2的檢測(cè)結(jié)果，運(yùn)行不同時(shí)間后催化劑中Ca2+、Fe、SO3均有增加，其中SO3增加比例較大，說(shuō)明催化劑在使用過(guò)程中有硫銨生成并沉積下來(lái)，脫硝效率下降極有可能是硫銨污染造成的。

2.2、催化劑活性分析

催化劑廠家對(duì)運(yùn)行不同時(shí)間后催化劑模擬實(shí)際生產(chǎn)條件進(jìn)行了再生，檢測(cè)了再生前后催化劑活性及脫硝效率，結(jié)果如表2所示。

通過(guò)對(duì)催化劑測(cè)試塊的成分檢測(cè)、再生前后脫硝效率及活性分析，可以判定SCR脫硝效率下降是硫銨污染引起的，根據(jù)硫胺的理化性質(zhì)，可以通過(guò)加熱再生進(jìn)行恢復(fù)。

三、催化劑再生

3.1、再生系統(tǒng)介紹

鹽田廠SCR脫硝系統(tǒng)配置了催化劑在線(xiàn)熱再生裝置，主要針對(duì)硫銨污染進(jìn)行催化劑再生，再生系統(tǒng)流程如圖3所示。

反應(yīng)器及煙道內(nèi)的煙氣經(jīng)過(guò)電加熱器加熱后，從SCR反應(yīng)器底部進(jìn)入，不斷地內(nèi)部循環(huán)加熱，升溫到350℃-400℃后，循環(huán)保溫一定的時(shí)間，待硫銨分解為氣態(tài)的硫氧化物及氨氣，將再生廢氣排入布袋除塵器入口，同時(shí)補(bǔ)充環(huán)境空氣，持續(xù)置換一段時(shí)間，同時(shí)檢測(cè)廢氣中硫氧化物和氨氣的含量，待硫氧化物和氨氣含量穩(wěn)定后，逐步降溫到常溫，再生結(jié)束。

3.2、再生操作

為了保證再生效果，對(duì)再生系統(tǒng)加熱器及保溫進(jìn)行完善，參照催化劑廠家提供的再生操作溫度控制曲線(xiàn)（圖4），2018年10月5日，鹽田廠開(kāi)始進(jìn)行催化劑再生，并根據(jù)再生過(guò)程中的實(shí)際情況，對(duì)再生不同階段的時(shí)間、溫度進(jìn)行了調(diào)整。

圖4催化劑再生溫度控制曲線(xiàn)[5]

3.3、再生效果及需要注意的問(wèn)題

①SCR催化劑再生投運(yùn)后脫硝效率逐漸回升，7天內(nèi)脫硝效率達(dá)75%左右，已滿(mǎn)足SCR運(yùn)行要求，但沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果（80%以上）。

②再生設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間備用，存在溫度檢測(cè)不準(zhǔn)確、加熱器控制故障、人工檢測(cè)不熟練等因素，影響再生進(jìn)度。

③再生系統(tǒng)設(shè)計(jì)廢氣不能徹底排放，且置換時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，部分硫銨在降溫過(guò)程中再次沉積在催化劑表面，影響了再生效果。

④催化劑再生溫度需結(jié)合各家催化劑理化性能，確認(rèn)承受再生溫度范圍，避免損傷催化劑。

四、結(jié)論

4.1、垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣低溫SCR脫硝催化劑再生前，應(yīng)進(jìn)行催化劑成分、活性分析，找到真正的原因，制定針對(duì)性的再生方案。

4.2、由硫銨引起的SCR脫硝效率下降，可以通過(guò)配置在線(xiàn)加熱再生設(shè)備進(jìn)行再生解決。

4.3、再生系統(tǒng)設(shè)備要定期維護(hù)，保證在再生時(shí)儀表檢測(cè)準(zhǔn)確、閥門(mén)關(guān)閉嚴(yán)密、保溫效果好。

4.4、再生風(fēng)在反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)均勻分布，反應(yīng)器內(nèi)再生廢氣排放徹底對(duì)再生效果影響較大，需要從設(shè)計(jì)方面改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣SCR低溫脫硝系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)。

[2]、[3] 、[4]鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠的抽出催化劑評(píng)價(jià)及加熱再生試驗(yàn)。

[5]鹽田鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣SCR低溫脫硝催化劑再生方案。

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