脱硝催化剂再生及寿命管理

脱硝催化剂再生及寿命管理无锡利信能源科技有限公司2017年9月江苏·无锡内容概要一、背景二、脱硝催化剂的失活与再生三、催化剂再生的注意事项四、脱硝催化剂的寿命管理一、背景SCR法烟气脱硝工艺，催化剂是核心，是获得较高脱硝效率的关键。随着燃煤电厂SCR装置的大规模投运以及超低排放改造的开展，脱硝催化剂陆续达到化学寿命期，面临催化剂补充、更换或再生的问题。对失活催化剂进行更换：面临着新催化剂的采购和废催化剂的处置，以及催化剂再生两种方案的选择。催化剂再生的费用是采购新催化剂的1/3。催化剂进行再生有效减少了废弃脱硝催化剂产生的污染问题，同时使其重新具备利用价值。具有显著的经济效益和社会效益。活性物质：V2O52%加快反应速度，缩短反应时间催化剂载体：TiO280%锐钛矿结构，使活性V很好地分散。助剂：WO3约5%左右，增加催化剂的活性和热稳定性。MoO3：一方面提高催化剂活性，另一方面防止As中毒。结构组分：玻璃纤维（增强），聚环氧乙烯等（粘结剂）蜂窝型催化剂板式催化剂波纹式催化剂一、背景二、脱硝催化剂的失活与再生4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O副反应：2SO2+O2→2SO36二、脱硝催化剂的失活与再生流道堵塞（飞灰颗粒的堵塞）流道畅通堵塞壁面覆盖微孔堵塞（细小颗粒）表面覆盖层（形成覆盖层的主要化学成分：SiO2，Al2O3，Fe2O3，SO3，CaO等）微孔壁面壁面覆盖层细微颗粒二、脱硝催化剂的失活与再生碱/碱土金属中毒（Na、K、Ca）：与活性成分发生作用使催化剂钝化。微孔磷中毒：磷含量高的煤，在还原性气氛（低氮燃烧器）中燃烧将形成PX3物质，该物质会毒化V2O5。壁面活性位砷中毒：气态砷(As2O3)凝结在催化剂微孔里，进一步氧化成固态砷(As2O5)造成催化剂微孔的堵塞；砷与钒结合形成V-As结构的惰性物质。二、脱硝催化剂的失活与再生磨损烧结（＞450℃）正常:40-70m2/g烧结:20-30m2/g二、脱硝催化剂的失活与再生二、脱硝催化剂的失活与再生在化学反应过程中，催化剂仅对化学反应过程进行选择性的加速，催化剂自身并不发生变化或消耗。一、环保的要求二、再生技术的把关催化剂何时进行再生哪些催化剂能进行再生性能指标怎么确定对再生厂家的选择再生的损耗与补充三、脱硝催化剂再生的注意事项几个注意点：三、脱硝催化剂再生的注意事项环保政策要求（环办函[2014]990号）《固体废物污染环境防治法》《国家危险废物名录》对危废经营资质、转移的规范要求催化剂再生的管理三、脱硝催化剂再生的注意事项再生前的评估技术人员亲临现场查看、取样、对催化剂的运行状态进行现场评估（积灰、磨损、空预器堵塞情况等）根据机组停运或检修计划，及时完成反应器内催化剂堵塞、磨损情况检查（每年至少一次），并绘制反应器内各层催化剂的堵塞、磨损示意图，示意图应详细标明反应器内每个模块堵塞面积、平均磨损面积及深度。催化剂再生的管理严把立项关（准确评估，经济论证）◆对不可再生且不具备持续使用价值的脱硝催化剂可进行报废处理。是否可再生？三、脱硝催化剂再生的注意事项脱硝率、氨逃逸率、SO2/SO3转换率三项指标同时满足保证值的催化剂使用时间。化学寿命三、脱硝催化剂再生的注意事项三、脱硝催化剂再生的注意事项由于各厂家的SCR脱硝催化剂的组分构成元素、配比、结构、比表面积等都存在一定的差异，必须对催化剂的失活原因和失活程度等有准确的诊断，结合原催化剂的相关特性，制定适合的催化剂再生方法。对失活催化剂样品进行SEM、BET、XRD、XRF等理化测试，确定失活具体原因。再生的小试、中试三、脱硝催化剂再生的注意事项XRDSEM脱硝催化剂的实验室检测尤为重要。制定针对性的再生工艺。对再生工艺的把关三、脱硝催化剂再生的注意事项再生催化剂的性能指标要求（对照JB/T12129-2015《燃煤烟气脱硝失活催化剂再生及处理方法》）指标要求催化剂活性K/K0≮90%SO2/SO3转化率0.5%（单层）氨逃逸率3ppm脱硝效率满足设计要求抗压强度≮40N/cm2（横向）≮200N/cm2（纵向）机械寿命5年三、脱硝催化剂再生的注意事项技术及考核指标：活性、脱硝效率、氨逃逸及转化率之间的平衡问题如何看待活性K？从用户来说，活性的优先级应小于脱硝效率、氨逃逸及转化率。SO2/SO3转化率SO2SO3硫酸的制造工艺V205再生中，保证催化剂机械强度（工艺：轻拿轻放、温度控制曲线）催化剂拆装施工单位相当重要！对再生过程的把关再生中，催化剂的损耗与补充（催化剂再生中的损耗百分比，对新催化剂的选型，保证与原催化剂在性能上的一致性）根据催化剂损耗检查，按10%~20%估算可再生率三、脱硝催化剂再生的注意事项项目组织项目经理再生车间生产经理材料采购环保专工生产调度设备运维组安全专员西安热工院方案经理质量控制项目拆装现场经理环保专员运输经理施工人员安全专员质量控制技术指导新建成的再生车间脱硝催化剂工厂再生设备工厂再生配套环保设施四、脱硝催化剂的全寿命管理催化剂活性损失是一个不可避免的过程优化催化剂的运行效果，降低催化剂失活速率延长催化剂的使用寿命废弃催化剂的处理脱硝催化剂的设计及选型脱硝催化剂现场监造脱硝催化剂安装前性能检测脱硝催化剂运行管理脱硝催化剂定期检验脱硝催化剂再生及更换管理废弃催化剂的处理原因：意义：主要内容四、脱硝催化剂的全寿命管理SCR催化剂活性评价流程◆对失效催化剂进行再生，是对资源循环再利用，减少二次污染，也是降低脱硝运行费用的重要途径，比新增节约三分之二左右费用。四、脱硝催化剂的全寿命管理四、脱硝催化剂的全寿命管理对脱硝系统定期检测并调整预备试验摸底测试网格法测量SCR反应器入口截面NO、O2分布SCR反应器出口截面NO、O2分布喷氨格栅入口截面烟气流速分布反应器入口截面流速、温度分布反应器出口截面烟气流速分布测量50%、75%、100%机组负荷磨煤机不同组合下的参数电除尘灰样分析灰中氨结束语1、国内外多个案例表明，催化剂进行再生技术上是可行的。2、催化剂再生厂家参差不齐，要选择技术过硬的厂家3、对再生中各注意事项要严格把关4、进行催化剂的寿命管理，延长催化剂使用时间5、再生后，进行脱硝调整试验。催化剂的再生效果如何好，只有在对脱硝系统喷氨格栅优化调整后才能体现出来