生物質(zhì)鍋爐煙氣特點(diǎn)

1、二氧化硫和氮氧化物的濃度在生物質(zhì)燃燒過程中表現(xiàn)出較低但波動(dòng)較大的特點(diǎn)。當(dāng)以純生物質(zhì)燃燒時(shí)，二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）的濃度在120～250 mg/m3之間波動(dòng)。然而，如果燃料中摻雜了模板、木材、樹皮等雜質(zhì)，煙氣中的SO2和NOx濃度則會(huì)在250～600 mg/m3之間波動(dòng)。

2、生物質(zhì)中氫元素含量較高，導(dǎo)致煙氣中含水量也相對較高，達(dá)到15%～30%。

3、生物質(zhì)煙塵含有較高比例的堿金屬，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)8%以上。

4、對于生物質(zhì)鍋爐，采用SNCR脫硝技術(shù)的效率在10%～25%之間，而循環(huán)流化床鍋爐的SNCR脫硝效率可達(dá)40%～60%。然而，這些方法的脫硝效率不穩(wěn)定，并且難以穩(wěn)定地達(dá)到低于50mg/Nm3的超低排放要求。

5、由于SNCR脫硝效率較低，通常需要結(jié)合SCR脫硝技術(shù)以提高脫硝效率。然而，生物質(zhì)燃料本身含有K、Na、Ca等堿性物質(zhì)，在燃燒后形成的飛灰進(jìn)入SCR系統(tǒng)可能導(dǎo)致催化劑表面吸附、堵塞和中毒失活的問題。

6、另外，由于生物質(zhì)鍋爐尾部煙氣溫度低、含濕量大，若在鍋爐尾部安裝催化劑，水會(huì)吸附在催化劑表面活性位點(diǎn)，降低脫硝反應(yīng)速度和脫硝活性。在低溫條件下，含濕量較大會(huì)使得飛灰更容易粘附在催化劑表面，從而導(dǎo)致堿中毒現(xiàn)象更為迅速。

目前，為了避免堿金屬對催化劑的不利影響，生物質(zhì)鍋爐通常采用除塵脫硫后再進(jìn)行脫硝。煙氣經(jīng)過除塵脫硫后，通過GGH、熱風(fēng)爐或蒸汽加熱器等方式將煙氣溫度升高，然后采用常規(guī)SCR催化劑進(jìn)行脫硝。然而，這種方法的投資和運(yùn)行成本都較高。如果在生物質(zhì)鍋爐煙氣除塵前采用SCR脫硝技術(shù)，可以有效降低脫硝的成本和能源消耗，但必須解決催化劑中毒失活、堵塞和磨蝕的問題。

針對這一問題，研發(fā)人員開發(fā)了一種高效抗堿金屬的脫硝催化劑，可將燃煤鍋爐的SCR煙氣脫硝技術(shù)直接應(yīng)用于生物質(zhì)鍋爐。該抗堿金屬脫硝催化劑能夠在生物質(zhì)鍋爐的煙氣中直接進(jìn)行脫硝，具有較好的性能。

堿金屬對脫硝催化劑的影響及處理方案

一、 鈉、鉀等可溶性堿金屬鹽對脫硝催化劑的影響

可溶性堿金屬鹽，如鈉、鉀等，對脫硝催化劑的影響較大。這些堿金屬與催化劑的活性中心發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致催化劑中毒失活。具體而言，這些堿金屬會(huì)減少催化劑的酸位數(shù)量，降低活性位的穩(wěn)定性，從而影響催化劑的活性。此外，在潮濕的環(huán)境下，堿金屬對催化劑的影響更為嚴(yán)重。

二、 氧化鈣對脫硝催化劑的影響

氧化鈣（CaO）在飛灰中的含量較高，可能引起催化劑的失活。氧化鈣可能通過堵塞催化劑微孔、中和酸位、生成CaSO4等方式影響催化劑的性能。其中，氧化鈣的堿性使得其與催化劑表面的酸位發(fā)生反應(yīng)，阻礙了催化反應(yīng)的進(jìn)行。

為了應(yīng)對堿金屬和氧化鈣對催化劑的不利影響，研發(fā)人員采取了一系列處理方案：

（1）增加催化劑表面酸性：通過引入ⅥB、ⅠB、Ⅷ副族過渡金屬元素以及稀土金屬等，增加催化劑的酸位，提高氨的吸附位點(diǎn)和堿金屬抗性。

（2）添加抗堿金屬助劑：引入抗堿金屬助劑，如釩、鉬、鉭、鋁等，可以降低堿金屬對催化劑的影響。

（3）改進(jìn)催化劑結(jié)構(gòu)：通過改進(jìn)催化劑的結(jié)構(gòu)，如提高催化劑的比表面積、孔徑分布等，減緩堿金屬對催化劑的影響。

（4）優(yōu)化催化劑配方：通過優(yōu)化催化劑的配方，選用更合適的催化劑成分，提高其抗堿性能。

綜合采用上述處理方案，可以有效降低堿金屬和氧化鈣對脫硝催化劑的不良影響，提高催化劑的穩(wěn)定性和脫硝性能。