脱硝催化剂常识

燃煤电厂SCR脱硝预除尘技术节能减排意义显著

2018年11月22日 热度:884 ℃

择性催化还原烟气脱硝技术作为控制燃煤电厂N0x的重要技术,对燃煤电厂的发展起着决定性的作用。然而,锅炉尾部烟气中较高浓度的飞灰对于SCR会产生一定的负面作用,包括导致催化剂堵塞、磨损或中毒,降低脱硝效率,缩短催化剂寿命等。因此在SCR之前实现烟气预除尘具有提高SCR脱硝效率、缓解空预器堵塞、降低除尘器工作负荷或设备容量等作用,对于燃煤电厂节能减排意义显著。

飞灰对SCR脱硝系统的影响主要首先体现在催化剂方面。较粗的飞灰容易堵塞催化剂孔道、磨损催化剂材料;较细的飞灰对催化剂的中毒作用比较显著(尤其是当飞灰中的砷、钙等元素的含量较高时),细小的飞灰可以直接堵塞催化剂的微观孔道。

飞灰对空预器的直接影响主要是在硫酸氢铵的促进下引起空预器积灰和结垢。SCR存在氨逃逸,并且会促进烟气中SO2向SO3的转化,氨与SO3反应形成硫酸氢铵,在空预器的中低温段凝结形成粘附性特别强的液态状,大量粘附飞灰于换热表面。环境温度和机组负荷越低,煤的硫含量和SCR的氨逃逸量越高,则空预器堵塞速度越快。

目前燃煤电厂的除尘器以电除尘为主,其他还包括布袋除尘器和电袋除尘器。应用SCR前预除尘技术后,主力除尘器的入口浓度将明显降低。相应地,电除尘器可以采用更少的电场数(比集尘面积),占地和厂用电率下降;对布袋除尘器来说,平均运行压降和清灰频率降低,起到降低厂用电率、延长布袋寿命的作用。

SCR预除尘技术根据其除尘的主要物理机制的不同,主要分为以下几类:(1)烟道/灰斗的空气动力学优化;(2)惯性分离;(3)过滤;(4)离心分离。传统低温段除尘技术(静电/布袋/湿式电除尘器等)设备复杂、高温高尘环境下可靠性差,虽曾有相关尝试和实际应用,但效果不理想。

烟道/灰斗的空气动力学优化,原理是通过流场的改变或优化,充分利用飞灰自身的惯性实现预除尘,具有改造量小、投资省、压损低等优点。

过滤是最为简单直接的除尘机制之一,但由于烟气流速较高,被过滤装置阻拦下来的飞灰不易下落,可能造成过滤压降迅速升高,因此该系统通常必须配置清灰装置。

惯性分离在除尘、除雾等方面应用广泛,实际上基于烟道/灰斗的空气动力学优化的预除尘技术,本身就是着眼于充分利用颗粒的惯性,但其流场尺度较大,若要进一步提高惯性分离效率,则必须在更小的流场尺度上进行分离。

离心分离是广泛应用的除尘技术,在脱除较粗飞灰方面具有技术较成熟、可靠性较高等优点。

基于空气动力学优化、过滤机制、惯性分离或离心分离的SCR预除尘技术具有不同的适用性,在技术选型和设计时需综合考虑飞灰脱除能力、电厂实际飞灰特性、预除尘目标、空间场地、费用周期等多种因素。

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