scr脫硝催化劑檢測與再生技術(shù)-20141231

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1、火電廠SCR脫硝催化劑檢測與再生項目可行性分析武漢大學(xué)節(jié)能環(huán)保工業(yè)研究院2014年12月31日火電廠SCR脫硝催化劑檢測與再生項目可行性分析1、項目背景我國是世界上煤炭消耗量最大的國家。煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物(NOx)是產(chǎn)生二次氣溶膠,導(dǎo)致空氣污染(霧霾)的主要因素之一。我國火力發(fā)電廠用煤占總用煤量的50%,脫除火力發(fā)電廠排出煙氣中的氮氧化物對控制大氣污染有重要意義。因此,自2010年開始,我國火電廠開始大規(guī)模建設(shè)煙氣脫硝工程。到目前為止,全國已有70%火電廠建設(shè)了煙氣脫硝裝置;到2015年,根據(jù)環(huán)保部的要求,全國所有火電機組均須建設(shè)煙氣脫硝裝置。我國火電行業(yè)的

2、煙氣脫硝工程大部分采用選擇性催化還原工藝(SelectiveCatalyticReduction,SCR),其技術(shù)核心是SCR脫硝催化劑。SCR脫硝催化劑的主要成份有V2O5、WO3和TiO2,其中,V2O5是活性組份,TiO2是催化劑載體,WO3則為催化助劑。由于上述稀有金屬氧化物價格昂貴,所以脫硝催化劑的市場售價經(jīng)過幾次降價后仍高達¥30,000~35,000元/m3。一臺600MW機組的脫硝工程約需500~600m3催化劑,總價在1,500~2,000萬元之間,占整個脫硝工程總投資的1/3左右。因此,脫硝催化劑的使用壽命是決定煙氣脫硝系統(tǒng)運行成本的主要因素。脫硝

3、催化劑的使用壽命取決于其機械壽命和化學(xué)壽命。機械壽命是指催化劑的結(jié)構(gòu)和強度能夠保證催化劑活性的運行時間,與催化劑的結(jié)構(gòu)和脫硝裝置的運行條件密切相關(guān);催化劑的化學(xué)壽命是指在保證脫硝裝置的脫銷效率、氨的逃逸和SO2/SO3轉(zhuǎn)化率的性能指標的前提下,催化劑的連續(xù)使用時間,與煙氣成分和脫硝性能指標要求有關(guān)。目前使用中的催化劑的機械壽命均在9年以上,而其化學(xué)壽命只有24000小時,相當于3年之內(nèi)失活。所以在催化劑的壽命管理環(huán)節(jié)中,再生工藝是延長催化劑使用壽命,14降低脫硝系統(tǒng)運行費用有效途徑。一般情況下,脫硝催化劑的再生費用是更換費用的40~50%,可使煙氣脫硝系統(tǒng)的運行費用降

4、低30%以上。脫硝催化劑的化學(xué)壽命24000小時,大約可以運行3年。2012年之后投運的脫硝裝置,其中的脫硝催化劑將在2015年之后逐漸失活,為延長脫銷催化劑的使用壽命,這些催化劑需要再生。所以脫硝催化劑再生市場將迅速形成。但是,目前國內(nèi)的脫銷催化劑的再生技術(shù)尚不成熟,盡管做了一些嘗試,但是成功率不高。因此,失活脫硝催化劑的再生技術(shù)、催化劑性能檢測技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用對于脫硝系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,降低成本有重要意義。2、SCR脫硝催化劑性能檢測與再生技術(shù)2.1技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)的大部分脫硝工程是在2010年之后建設(shè)的,且以2012年以后建設(shè)的居多。截至2013年底,全國火電裝機容

5、量約8.8億千瓦,其中已建設(shè)煙氣脫硝工程的機組約6億千瓦,運行SCR催化劑將達到50萬立方米。到2015年底,全國火電機組裝機將達到近10億千瓦。運行SCR催化劑將達到80萬立方米。短短4年時間,全國的火電機組幾乎都裝上了煙氣脫硝裝置,其中使用的脫銷催化劑的價值就達到300億人民幣。脫銷催化劑不但價格昂貴,且其運行和管理過程的技術(shù)要求高,需要大量專業(yè)技術(shù)管理人才。但是在這么短的時間內(nèi),電力生產(chǎn)專業(yè)人員對于脫硝催化劑的性能以及運行管理技術(shù)了解不多,只能依靠供貨商的技術(shù)服務(wù)維持運行。在火電廠煙氣脫硝工程大量上馬的幾年間,脫硝催化劑生產(chǎn)廠家大部分是引進國外技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)脫硝

6、催化劑,缺少技術(shù)積淀,研發(fā)能力較差,沒有成熟的技術(shù)支撐。尤其是脫硝催化劑全周期壽命管理中的催化劑性能檢測與再生技術(shù)尚處于發(fā)展階段。目前國內(nèi)的催化劑性能檢測在各省電科院、催化劑生產(chǎn)廠家均有開展,其機械性能和物理化學(xué)性能的測定較為成熟,但是對于工藝性能的檢測大多數(shù)僅是在微型試驗裝置上進行,檢測結(jié)果的代表性和準確性均較差,而檢測結(jié)果的代表性和準確性均較好的中式試驗裝置在國內(nèi)尚未普遍使用。最近提出的《火電廠煙氣脫硝催化劑檢測技術(shù)規(guī)范(DL/T1286-2013)》,對推進催化劑性能檢測技術(shù)的規(guī)范起重要作用。142.2脫硝催化劑性能檢測與再生技術(shù)的內(nèi)容⑴脫硝催化劑的檢測與評估技

7、術(shù):該項技術(shù)包括通過對運行中的脫硝催化劑的壓降、脫硝效率、SO2/SO3轉(zhuǎn)化率、NOx/NH3摩爾比和氨逃逸濃度等指標的定期檢測和評估,分析催化劑失活的主要成因、確定催化劑再生的可行性、預(yù)測催化劑的潛能或壽命,制定脫硝系統(tǒng)運行和維護管理方案,提高脫硝系統(tǒng)的運行和催化劑的使用效率,延長脫硝催化劑的使用壽命;⑵脫硝催化劑的再生技術(shù):該項技術(shù)通過化學(xué)和物理手段使已失活的脫硝催化劑恢復(fù)活性,并可以重新使用,從而達到延長脫硝催化劑使用壽命,降低脫硝系統(tǒng)運行成本的目的。主要過程包括:失活催化劑從脫硝裝置中移出,去除脫硝催化劑表面的積灰,采用復(fù)合化學(xué)配方和外加物理

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