燃煤电厂脱硝催化剂再生技术简介及市场分析

作者:十博 发布时间:2021-02-25 21:28

  北极星大气网讯:随着社会经济的不断发展,人类对电力需求的不断增大,燃煤发电所带来的空气污染日益严重。2011 年3月十一届全国人大四次会议明确提出“十二五”氮氧化物减排10%的约束性指标,NOx 排放的控制工作势在必行。

  催化剂在脱硝过程中并不参加化学反应,但是在实际运行中,由于系统烟气复杂的成分,运行条件的变动等因素,催化剂会随着时间的延长逐渐老化,燃煤电厂钒基催化剂(五氧化二钒V2O5)一般设计寿命为三到五年,而更有研究显示,低品质煤或是生物质煤混合燃料,则将使催化剂失活速率加快3~4 倍。脱硝催化剂老化失活主要分为物理失活和化学中毒两大类。物理失活包括有催化剂端面及孔道堵塞、催化剂微孔堵塞、催化剂烧结等。化学中毒主要有碱金属及碱土金属中毒(如K、Na、Ca元素)、磷元素中毒和砷元素中毒等。

  1.1 催化剂中毒:催化剂中毒现象的发生主要是由于原烟气中或多或少的有害化学成分作用于催化剂活性成分造成的,砷、碱金属(主要是K、Na)是引起的催化剂中毒主要成分。这些物质附着或直接和催化剂的活性位发生反应使其钝化、持久作用从而使催化剂中毒。

  1.2 催化剂微孔堵塞催化剂微孔堵塞主要是由于铵盐及飞灰的小颗粒沉积在催化剂微孔中,阻碍NOx、NH3、O2 到达催化剂活性表面,从而引起催化剂钝化。

  1.3 高温引起的烧结、活性组分挥发长时间暴露于450℃以上的高温环境中可引起催化剂活性位置(表面)烧结,导致催化剂颗粒增大,比表面积减小,一部分活性组分挥发损失,因而使催化剂活性降低。

  针对以上不同的催化剂失活中毒情形,通过分析催化剂失活的原因,采取相应的工艺手段消除催化剂失活因素,能使催化剂恢复到原来活性的90%以上,恢复了活性就意味着催化剂可以重新使用。常用的再生工艺手段主要包括人工清灰、化学清洗、深度清洗,酸洗和活性添加等方式。失活SCR催化剂再生工艺如图1 所示。

  2.1 催化剂失活原因诊断。失活催化剂在再生之前,首先需对其失活原因进行分析,通过对失活催化剂样品组分含量、比表面积、晶型结构、表面沉积物、强度、活性等物理性能及化学性能的检测,揭示催化剂失活的本征原因并确定催化剂的再生方案。

  2.2 吹扫。采用压缩空气、真空等物理作用松散催化剂表面以及孔道内的飞灰,以将催化剂孔道内外的飞灰吹扫干净。

  2.3 松散。通过外力场作用(超声清洗、鼓泡清洗)来清洗催化剂表面和孔道内的飞灰,从而对催化剂表面进行全面高强度的精密清洗。

  2.4 复孔。复孔是指通过化学添加剂处理催化剂,以进一步去除催化剂微孔内的中毒元素,以保证催化剂活性位恢复,使催化剂表面洁净。2.5 活化。活化是对催化剂中流失的活性组分进行补充,通过合理的活化液配方保证活性组分均匀有效的负载在催化剂表面,以恢复催化剂的活性。

  2.6 干燥、煅烧。干燥和煅烧可以去除催化剂的水分,同时在高温下负载的活性组分会发生反应,使负载的在催化剂表面的活性组分形成有活性的化合状态,并均匀的分散在催化剂表面,从而保证失活催化剂恢复足够的活性。

  2.7 对于再生催化剂一般有下列的目标要求:(1)再生后的催化剂物理堵塞小于5%。(2) 修复受损的模块单元体和外部包装。(3) 更换受损的催化剂单元体。(4)物理、化学性能恢复到接近新的催化剂的水平。(5)机械强度能够承受运输和催化剂能够达到预期的使用寿命。(6)脱硝率、SO2/SO3 转化率、氨逃逸率和压降的性能保证。

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