脱硝催化剂常识

脱硫脱硝等废气处理100问答(四)

2018年09月26日 热度:758 ℃

第一篇 基 础 原 理

SCR脱硝过程中氨的氧化机理及危害?

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氨的氧化将一部分氨转化为其它的氮化合物。可能的反应有:4NH3+5O2→4NO+6H2O4NH3+3O2→2N2+6H2O2NH3+2O2→N2O+3H2O

影响氨氧化反应的因素有:催化剂成分、烟气中各组分和氨的浓度、反应器温度等。一般认为在钒催化剂上,当温度超过399℃时,氨的氧化对脱硝过程才有显著影响。

其危害:首先,达到给定的NOx脱除率需要的氨供给率将增加,需要添加额外的还原剂以替换被氧化的氨;第二,氨的氧化减少了催化剂内表面吸附的氨,可能影响NOx脱除,可能导致催化剂体积不足;此外,由于氨不是被氧化就是与NOx反应或者作为氨逃逸从反应器中排出,因此氨的氧化使SCR工艺过程的物料平衡变得复杂。因此,SCR烟气脱硝系统需要安装氨逃逸的测量仪器。

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SCR脱硝过程中SO2氧化的机理及危害?

SCR催化剂的氧化特性使燃用含硫煤的锅炉的脱硝反应器也会将SO2氧化为SO3:2SO2+O2→2SO3。SO2氧化率受烟气中SO2浓度、反应器温度、催化剂质量、催化剂的结构设计及配方的影响。

SO3的产生率正比于烟气中SO2的浓度。增加反应温度也会加快SO2的氧化,当温度超过371℃时,氧化速率将迅速增加。

SO2氧化速率也与反应器中催化剂的体积成正比,因此,为获得高的脱硝效率和低的氨逃逸而设计的反应器也会产生更多的SO3。

SO3与催化剂组分及烟气组分反应,形成固体颗粒沉积在催化剂表面或内部,缩短催化剂寿命。SCR反应器产生的SO3增加了烟气中SO3的本底浓度。

SCR脱硝过程中铵盐(如硫酸氢铵和硫酸铵)的形成机理及危害.

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约在320℃以下,SO3和逃逸的氨反应,形成硫酸氢铵和硫酸铵:NH3+SO3+H2O→NH4HSO42NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4

这些物质从烟气中凝结并沉积,可以使催化剂失活;造成SCR系统的下游设备沾污和腐蚀,增加空气预热器的压降并降低其传热性能;使飞灰及脱硫装置副产物不适合于特定的用途。

降低上述影响是将氨逃逸量维持在低水平以及控制燃用含硫燃料锅炉SCR装置的SO2氧化率。铵盐沉积开始的温度是氨和SO3浓度的函数,为了避免催化剂沾污,在满负荷条件下,SCR系统运行温度应该维持在320℃以上。

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影响SCR脱硝性能的因素有哪些?

影响SCR脱硝性能的几个关键因素有:反应温度、烟气速度、催化剂的类型、结构和表面积以及烟气/氨气的混合效果。

催化剂是SCR系统中的主要部分,其成分组成、结构、寿命及相关参数直接影响SCR系统的脱硝效率及运行状况。

不同的催化剂适宜的反应温度也差别各异。反应温度不仅决定反应物的反应速度,而且决定催化剂的反应活性。如果反应温度太低,催化剂的活性降低,脱硝效率下降,则达不到脱硝的效果。

此外催化剂在低温下持续运行,还将导致催化剂的永久性损坏;如果反应温度太高,则NH3容易被氧化,生成NOx的量增加,甚至会引起催化剂材料的相变,导致催化剂的活性退化。在相同的条件下,反应器中的催化剂表面积越大,NO的脱除效率越高,同时氨的逸出量也越少。

NH3输入量必须既保证SCR系统NOx的脱除效率,又保证较低的氨逃逸率。只有气流在反应器中速度分布均匀及流动方向调整得当,NOx转化率、氨逃逸率和催化剂的寿命才能得以保证。

采用合理的喷嘴格栅,并为氨和烟气提供足够长的混合烟道,是使氨和烟气均匀混合的有效措施,可以避免由于氨和烟气的混合不均所引起的一系列问题。

运行中影响催化剂寿命的因素有哪些?

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因为我厂SCR催化剂是在未经除尘的烟气中工作,故寿命会受到下列因素的影响:

1)、烟气携带的飞灰中含有Na、K、Ca、Si、As等时,会使催化剂“中素”或受污染,从而降低催化剂的效能。

2)、飞灰对催化剂反应器的磨损。

3)、飞灰使催化剂反应器通道堵塞。

4)、烟气温度降低,氨分子与SO3和H2O反应生成(NH4)2SO4或NH4HSO4,这是种有黏性的物质,会附着在催化剂表面,易引起污染积灰进而堵塞催化剂的通道和微孔。

5)、烟气温度过高会使催化剂烧结或失效。

来源:火电技术

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