今天講高溫工況下脫硝催化劑相關選擇因素。

脫硝催化劑

高溫工況

SCR催化劑適用的溫度一般為320～420℃,但是即便在此溫度范圍內的高溫段,仍然需要較多的催化劑用量才能達到基本的脫硝性能。

一般來說,煙氣溫度在350℃以下時,催化劑的設計用量幾乎不因溫度發(fā)生變化,催化劑用量主要取決于SCR系統(tǒng)入口NOX濃度、煙氣流量、要求的脫硝效率等參數(shù)。當煙氣溫度超過350℃時,隨著溫度的增加,催化劑設計用量隨溫度的變化呈線性遞增,特別是溫度超過400℃時,體積比350℃時增加了近15%。

高溫是導致催化劑燒結的最大因素,而燒結會使催化劑的比表面積減少,從而使脫硝活性下降。如圖1曲線b所示,隨著溫度的增加,催化劑的失活速度明顯加快。催化劑主要成分中,V2O5的活性最高,但其抗高溫燒結的能力最低。

WO3或MoO3活性相對較低,但是具有優(yōu)異的抗中毒和抗燒結能力,所以優(yōu)化配方時要減少V2O5的含量,增加WO3或MoO3的含量,能在一定程度上有效提高催化劑對高溫的耐受性。但配方的改變,降低了催化劑的活性,要滿足相同的性能要求,就要采用較多的體積。

另一方面,在高溫中催化劑失活加快,還必須留有較充足的催化劑儲備體積。這兩個因素共同作用,導致高溫項目的催化劑用量一般都較多。需要強調的是,雖然通過配方優(yōu)化,可以在一定程度上提高SCR催化劑在高溫段的抗燒結能力,但是由于SCR催化劑本身的化學物理性能局限,其在高溫煙氣中的失活仍不可避免。

對于高溫工況,首先應考慮通過設備改造來調節(jié)煙氣溫度,設法使溫度降低。如果無法進行設備改造,應考慮適當降低對催化劑的化學壽命要求。因為在高溫項目中,預留了一定量的催化劑儲備體積,這部分催化劑在初始的

16000小時并沒有發(fā)揮出所有的活性,但是過早置于煙氣中卻已經遭受高溫煙氣對其的損害,造成一定程度的失活和化學壽命的損耗。這時,可以考慮初期化學壽命為16000小時,待16000小時終結時,只需添加不多的附加層用量,即可滿足剩余8000小時的運行。

另一方面,應選擇活性組分均勻分布的均質催化劑,因為這類催化劑在生產時,其活性組分溶液都經過老化處理,老化處理可在一定程度上拓寬催化劑反應溫度窗口。