[發明專利]一種電廠SCR脫硝系統中催化劑活性的修正方法

有效

• 申請號: 201210016400.2
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102565274A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 廖永進;陸繼東;曾庭華;謝新華;楊青山;劉智湘;溫智勇;黃秋雄
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院;華南理工大學
• 主分類號: G01N31/10
• 分類號: G01N31/10;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本發明涉及一種催化劑活性的修正方法，具體是指一種電廠SCR脫硝系統中催化劑活性的修正方法。

背景技術

Selective?Catalytic?Reduction簡稱SCR。SCR脫硝技術是指在催化劑和氧氣存在的條件下，在280～420℃較低的溫度范圍內，還原劑，如NH₃、尿素和氨水等，“有選擇性”地與煙氣中的NOx反應并生成無毒無污染的N₂和H₂O來減少NOx排放的技術。

SCR脫硝技術能有效地減少氮氧化物，滿足日益嚴格的環保要求，而且其技術相對成熟，可達到85％以上的脫硝率，已經在國外得到了廣泛應用。在國內，為了滿足愈來愈嚴格的NOx排放標準，SCR技術正在成為火電廠煙氣脫硝的主流技術。催化劑是SCR煙氣脫硝系統中最關鍵的核心設備，其活性及使用壽命直接影響著系統脫硝性能和運行成本。因此，SCR系統運行優化的重要工作內容之一就是催化劑的管理。只有通過有效地管理，才能保證SCR系統的性能并有效降低運行成本。在催化劑管理過程中，準確掌握催化劑活性狀況是其它所有工作的基礎。

目前，催化劑活性主要通過對催化劑樣塊活性的實驗室檢測值代表，由于取樣代表性保證具有局限性，實驗室活性檢測裝置內反應條件與現場實際工況存在明顯差異，檢測結果難以真實反應催化劑在現場條件下的活性。因此，如何通過對實驗室催化劑活性檢測值進行修正，以更真實的反應現場催化劑活性，從而有效提高催化劑管理效果，是保證SCR脫硝系統乃至整個鍋爐系統安全經濟運行中亟待解決的關鍵問題。

從已有的專利和文獻資料看，尚無對催化劑活性修正的報道。目前，催化劑活性主要通過催化劑樣塊的實驗室檢測獲取。催化劑活性檢測裝置示意圖如圖1所示。實驗模擬裝置包括以下四部分：模擬配氣瓶組、氣體混合加熱器、模擬反應器以及煙氣分析系統，具體的部件包括氣瓶1、流量計2、混合加熱器3、模擬反應爐4、混合器5、三通閥6、煙氣分析儀7、溫控儀8、熱電偶9等部件通過管道連接。其中，模擬反應器為圓柱形的不銹鋼管式電加熱爐。模擬煙氣中O₂、NO、SO₂的質量濃度和過量空氣系數等指標采用煙氣分析儀在線測量。

具體的實驗步驟如下所示：

(1)將催化劑放入反應器內，連接系統管路，確保反應器密封；

(2)通入N2，調節氣體流量，檢查系統確保無泄漏，接入煙氣分析儀器，調節旁路閥門的開度，使測試旁路的氣體流量滿足煙氣分析儀的進氣量要求；

(3)開始加熱，溫度到達預設值后，按配比通入SO2、NO、O2，調節煙氣線速度到實驗要求，待氣流穩定后，開啟煙氣分析儀測試功能，待讀數穩定后，記錄數據；

(4)通入還原劑NH3，調節氣量至NH3/NO＝1.0，待煙氣分析儀數據穩定后，記錄反應后的煙氣中NO含量，SO2與SO3濃度；

(5)結束試驗，數據處理，計算催化劑活性。

上述采用催化劑取樣，人工配氣，進行實驗室活性檢測的方法，由于其取樣代表性及模擬氣氛與現場實際條件存在差異，難以反映催化劑在現場的真實活性。具體分析如下：

(1)催化劑取樣代表性問題。采用實驗室活性檢法，催化劑樣品的活性被認為代表了該層催化劑的活性。在現場，由于煙氣流速、飛灰含量、煙氣組分、溫度的截面分布并不均勻，致使不同位置催化劑的失活原因及失活速率并不相同。而催化劑樣塊是在催化劑填裝時布置好的，即取樣點位置是相對固定的，因此取樣的代表性有一定局限性。而且，煙氣流速、飛灰含量、煙氣組分、溫度的截面分布隨著燃用煤質、鍋爐負荷、燃燒方式等運行條件變化而變化，取樣點的代表性會隨之發生變化。

(2)現場條件的模擬問題。采用實驗室活性檢測法，用氣瓶配制模擬煙氣，一般僅包括氣相組分，無法模擬飛灰的影響。而且在現場煙氣流速、氨氮混合比、煙氣組分、溫度的截面分布不均勻，并嚴重影響系統性能，但在實驗室小型試驗臺中反應器尺寸很小，無法模擬截面分布不均帶來的影響。

綜上分析，實驗室僅能在一定程度上反應催化劑活性的相對大小，與其催化劑在現場的真實活性會有較大誤差。

發明內容

本發明的目的是在深入分析實驗室催化劑活性檢測優缺點的基礎上提供一種電廠SCR脫硝系統中催化劑活性的修正方法，旨在修正實驗室活性檢測因取樣代表性問題和反應條件過于理想化所引入的誤差，以提高催化劑活性檢測的準確性。