今天講其他惡劣工況下脫硝催化劑相關選擇因素。

脫硝催化劑

1.高含硫工況

燃用高硫份煤種時,會導致煙氣中SO2含量增加,即使能保持1%的SO2氧化率,氧化生成的SO3總量仍會較高。SO3會和還原劑氨(NH3)反應生成(NH4)HSO4(ABS)和(NH4)2SO4(AS)。硫酸氫銨是一種極其粘稠的物質(zhì),粘附在設備表面極難清除。

如果粘附在催化劑表面,又會繼續(xù)粘附飛灰顆粒,導致SCR催化劑積灰堵塞。硫酸銨是一種干態(tài)的粉狀物質(zhì),當生成量較多時,會增加煙氣中的飛灰濃度,加劇催化劑的磨損,并使催化劑積灰堵塞的風險增大。為了消除或減少(NH4)HSO4對設備的粘附和腐蝕,只能在(NH4)HSO4的露點溫度ADP以上噴入NH3,以使生成的(NH4)HSO4呈氣態(tài),隨煙氣流出SCR系統(tǒng)。

根據(jù)拉烏爾定律,煙氣中(NH4)HSO4的露點溫度和氣相中SO3、NH3的平衡分壓有關,煙氣中SO3濃度越高,平衡分壓越大,則(NH4)HSO4的露點溫度越高。而SCR系統(tǒng)的最低噴氨溫度一般要高于(NH4)HSO4的露點溫度,最終導致了SCR系統(tǒng)運行溫度提高。如果實際煙氣溫度不高或稍高于要求的最低噴氨溫度,則會導致操作彈性降低。

此種工況進行催化劑設計時,一般不會造成催化劑用量增加,但由于最低噴氨溫度較高,致使SCR反應器的布置難度增加,或者需要加裝省煤器旁路,以提高SCR進口溫度。在進行催化劑選型時,應選取具有低SO2氧化率配方設計的催化劑或板式催化劑。

2.垃圾焚燒爐、摻燒生物質(zhì)燃料工況

垃圾焚燒發(fā)電和摻燒市政污泥是解決環(huán)境污染和能源危機的較好方案,但是由此也給SCR催化劑的設計、運行提出了更高的要求。因為,垃圾和污泥中的P、Na、K、CaO等使催化劑中毒的元素含量是普通煤質(zhì)中的數(shù)十倍,代用燃料的強毒性使得即使燃用時間很短,也會給催化劑帶來較大危害。

我國普遍存在城市生活垃圾和工業(yè)垃圾、市政污泥和工業(yè)污泥不嚴格分類的情況,造成使用這一類代用燃料時,煙氣及飛灰成分復雜不明確,包含了許多未知的催化劑毒物,極大地限制了對催化劑的化學壽命評價和經(jīng)濟性分析。依據(jù)國外經(jīng)驗,進行此類工況的催化劑設計選型時,對催化劑的失活要著重考慮,應留有較多的設計裕量和儲備體積。