明晟環(huán)保氨法脫硫：淺談SCR脫硝催化劑檢測

選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是以NH3為還原劑，在V2O5/TiO2催化劑表面與NOx發(fā)生反應(yīng)，生成氮氣和水的過程。由于該技術(shù)具有高脫硝率、裝置簡單、運行可靠、易于維護等優(yōu)點，成為范圍內(nèi)應(yīng)用的煙氣脫硝技術(shù)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國90%以上燃煤機組氮氧化物的減排均采用SCR技術(shù)，脫硝催化劑的裝填量已接近80萬立方米。隨著SCR脫硝裝置的運行，從2016年開始，每年將有10-30萬立方米的脫硝催化劑需進行再生或處置。對于新裝催化劑或再生催化劑如何檢測其性能優(yōu)劣，運行中的催化劑可否繼續(xù)使用，成為當前脫硝行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵性問題。

2.活性與脫硝率的關(guān)聯(lián)

將脫硝率作為考核催化劑是否滿足火電機組脫硝要求的指標并沒錯，但將其列為對催化劑性能的考核有待商榷。火電機組的脫硝裝置常以2+1的模式裝填催化劑，我們可以通過串聯(lián)的方式考核催化劑是否滿足脫硝要求，但我們無法判斷催化劑的衰減率,無法預(yù)估催化劑的是用壽命。同時，在檢測過程中受檢測條件的影響(一般是煙氣量)，脫硝率的數(shù)值會發(fā)生變化，而并非是一個定值。一般認為：催化劑活性是反應(yīng)系統(tǒng)傳質(zhì)和反應(yīng)速率的綜合特征值，其數(shù)值取決于催化劑的材料組分、物理結(jié)構(gòu)、流場條件等。對于一條制造完成的催化劑，其材料組成、物理結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法改變，如果保持流場條件不變其活性值固定不變，活性值的高低代表了催化劑的實際脫硝性能，這也是VGB準則將活性列為催化劑性能考核指標的原因。因此，考核催化劑性能的指標應(yīng)該是活性而不是脫硝率。

3.考察對象

雖然催化劑單元體在SCR反應(yīng)器中以串聯(lián)的方式排布，但在檢測中確不應(yīng)以串聯(lián)的方式進行檢測。原因在于：以串聯(lián)的形式對催化劑進行檢測可以考核的是脫硝率是否滿足，不能考核的是單層催化劑的脫硝能力；無法判斷每層催化劑的具體使用情況，可否繼續(xù)使用和剩余使用時間。VGB檢測準則將單根完整的催化劑單元體作為考察對象，對每一層催化劑進行考核，通過模型對整套系統(tǒng)的脫硝能力進行計算。

4.氨氮比的影響

理論上氨氮摩爾比為1時，才能將煙氣中的NOx*去除，催化劑的性能得到zui大的發(fā)揮。然而，實際工況下一般氨氮摩爾比多為0.80-0.88之間，原因在于氨氮摩爾比為1時不能達到氨逃逸率小于3ppm或更低的目標要求的。當電廠要求脫硝效率達到85%的時候，那么電廠會選擇盡可能低的氨氮摩爾比來控制氨逃逸，只要該氨氮摩爾比高于0.85以抵消其他副反應(yīng)及其他混合不均勻等影響。檢測數(shù)據(jù)表明：隨著氨氮摩爾比的增加脫硝效率在增加，直至氨氮摩爾比為1及超過1，脫硝效率趨于穩(wěn)定，不再增加。因此，只有氨氮摩爾比為1時才能獲得催化劑活性的值。

5.結(jié)論

綜上所述，對脫硝催化劑性能的考核，應(yīng)該以檢測活性為主，將單根完整的催化劑單元體作為檢測對象，檢測條件應(yīng)該以催化劑實際運行工礦為參考，在氨氮摩爾比為1.00的條件下完成。

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