[發明專利]SCR脫硝系統催化劑脫硝性能變化規律的測量方法

無效

• 申請號: 201310405380.2
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103472183A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 李德波
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: G01N31/10
• 分類號: G01N31/10
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

技術領域

本發明涉及電力工程技術領域，特別是涉及一種SCR脫硝系統催化劑脫硝性能變化規律的測量方法。

背景技術

選擇性催化還原法脫硝技術，主要是以TiO₂為載體的V₂O₅基工業催化劑，包括V₂O₅/TiO₂、V₂O₅/TiO₂-SiO₂、V₂O₅-WO3/TiO₂和V₂O₅-MoO₃/TiO₂，其操作溫度在280-420℃之間，脫硝效率可達到85%以上，可有效地減少氮氧化物排放，滿足日益嚴格的環保要求，在火力發電中得到了廣泛應用。近年來低溫SCR脫硝催化劑的研發進展很快，形成了以活性炭為載體，以V₂O₅、Fe₂O₃和MnO_x等為活性組分的各種催化劑，但這些催化劑均尚未經過工業驗證。在國內，為了滿足越來越嚴格的NO_x排放標準，SCR脫硝技術已經成為火電廠氮氧化物控制的主流技術。

催化劑是電廠SCR煙氣脫硝系統的核心，它約占其投資的1/3，催化劑結構和組成的選擇對電站安全經濟運行至關重要，而且在運行過程中，由于其催化劑的失效而需要的定期更換費用占運行成本的主要部分，安裝SCR脫硝系統后，也會對鍋爐系統的結構設計及安全經濟運行帶來影響。因此，需要預測現場服役過程中催化劑的脫硝性能變化規律，為電廠SCR脫硝系統運行調節方案的制定提供指導依據。

發明內容

基于此，有必要提供一種SCR脫硝系統催化劑脫硝性能變化規律的測量方法，從而可以為電廠SCR脫硝系統運行調節方案的制定提供了依據。

一種SCR脫硝系統催化劑脫硝性能變化規律的測量方法，包括如下步驟：

搭建SCR催化劑活性檢測實驗臺，該實驗臺包括：

微量水泵、汽化器、混合器、預熱器、加熱電爐、NO氣體標準氣瓶、O₂氣體標準氣瓶、N₂氣體標準氣瓶、NH₃氣體標準氣瓶、反應器和煙氣分析儀；其中，微量水泵、汽化器、預熱器、反應器通過導管連接；混合器通過導管連接NO氣體標準氣瓶、O₂氣體標準氣瓶和N₂氣體標準氣瓶，分別接入NO氣體、O₂氣體和N₂氣體；反應器通過導管連接NH₃氣體標準氣瓶，接入NH₃氣體；汽化器產生H₂O氣體，反應器置于加熱電爐中；

實驗操作過程如下：

從現場服役的整塊催化劑中切出試樣塊，將試樣塊放置在反應器中，設定各次實驗的實驗參數，包括：反應器內部溫度、實驗氣體導入量以及氨氮比；

實驗時，先通入O₂氣體和N₂氣體，啟動加熱電爐以恒定升溫速率將反應器內部加熱至設定溫度，待溫度保持穩定后通入NO氣體，待NO的濃度穩定后，記錄煙氣分析儀錄得的NO氣體濃度；然后通入NH3氣體在反應器中進行反應，待反應后的NO氣體濃度趨于穩定后，記錄煙氣分析儀錄得的NO氣體濃度；

建立反應器中催化劑的化學反應模型，根據記錄的NO氣體濃度參數，催化劑的結構參數以及化學反應模型計算催化劑的動力學參數，根據動力學參數及其對應的實驗參數繪制出催化劑的脫硝效率變化曲線。

上述SCR脫硝系統催化劑脫硝性能變化規律的測量方法，基于實驗和計算耦合的方式，通過模擬現場服役中的SCR脫硝系統的催化劑化學反應過程，然后根據相關實驗數據計算催化劑的動力學參數，用來預測催化劑的脫硝性能變化規律，從而可以為電廠SCR脫硝系統運行調節方案的制定提供技術支持。

附圖說明

圖1為SCR催化劑活性檢測實驗臺的結構示意圖；

圖2所示為固定床積分的反應器的示意圖；

圖3為波紋催化劑脫服役前硝效率變化曲線；

圖4為波紋催化劑服役后脫硝效率變化曲線；

圖5為蜂窩催化劑服役前的脫硝效率變化曲線；

圖6為蜂窩催化劑服役后的脫硝效率變化曲線。

具體實施方式