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我國普遍存在城市生活垃圾和工業(yè)垃圾不嚴(yán)格分類,城市污泥和工業(yè)污泥不嚴(yán)格分類的情況,這樣就造成使用這一類代用燃料時(shí),煙氣及飛灰成分復(fù)雜不明確,包含了許多未知的催化劑毒物,極大限制了對(duì)催化劑的化學(xué)壽命評(píng)價(jià)和經(jīng)濟(jì)性分析。 依據(jù)國外經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行此類工況的催化劑設(shè)計(jì)選型時(shí),對(duì)催化劑的失活要著重考慮,留有較多的設(shè)計(jì)裕量和儲(chǔ)備體積。在高溫工況下,催化劑燒結(jié)失活的速率加快,催化劑用量也會(huì)增加;煙氣溫度在350℃以下時(shí),催化劑的設(shè)計(jì)用量幾乎不因溫度發(fā)生變化,催化劑用量主要取決于SCR系統(tǒng)入口NOX濃度、煙氣流量、要求的脫硝效率等參數(shù)。當(dāng)煙氣溫度超過350℃時(shí),隨著溫度的增加,催化劑設(shè)計(jì)用量隨溫度的變化呈線性遞增,特別是溫度超過400℃時(shí),體積比350℃時(shí)增加了近15%。高硫份工況下,應(yīng)特別注意硫胺的生成,防止催化劑的和下游設(shè)備的堵塞;燃用高硫份煤種時(shí),會(huì)導(dǎo)致煙氣中SO2含量增加,即使仍能保持1%的SO2氧化率,但是氧化生成的SO3總量仍會(huì)較高。SO3會(huì)和還原劑氨NH3 反 應(yīng) 生 成 (NH4)HSO4(ABS) 和 (NH4)2SO4(AS)。
SCR脫硝裝置中的核心是脫硝催化劑,由于催化劑的失活會(huì)導(dǎo)致脫硝效率明顯下降,催化劑需定期進(jìn)行更換、再生或處置。脫硝反應(yīng)器安裝在省煤器和空氣預(yù)熱器之間,處于高溫高塵區(qū)域,這就意味著脫硝流場不均勻、積灰等問題將一直存在?;趯?duì)SCR脫硝反應(yīng)的了解,催化劑作為重要的參與反應(yīng)物,對(duì)整個(gè)SCR 脫硝反應(yīng)產(chǎn)生了重要的影響,不但解決了反應(yīng)需要,同時(shí)也提高了脫硝質(zhì)量,使整個(gè)SCR 脫硝反應(yīng)達(dá)到實(shí)際要求,提高脫硝效果。如果實(shí)際煙氣溫度不高或稍高于要求的低噴氨溫度,則會(huì)導(dǎo)致操作彈性降低。 此種工況進(jìn)行催化劑設(shè)計(jì)時(shí),一般不會(huì)造成催化劑用量增加,但由于低噴氨溫度較高,致使SCR反應(yīng)器的布置難度增加,或者需要加裝省煤器旁路,以提高SCR進(jìn)口溫度。在進(jìn)行催化劑選型時(shí),應(yīng)選取具有低SO2氧化率配方設(shè)計(jì)的催化劑。
CaO會(huì)導(dǎo)致催化劑失活速率加快,因此需要較大的設(shè)計(jì)裕量。催化劑壁厚的選擇與飛灰的濃度及飛灰的硬度有關(guān)。研究表明,當(dāng)飛灰中SiO2與Al2O3的含量比在2:1左右時(shí),此時(shí)飛灰硬度較大,飛灰對(duì)催化劑的沖擊磨損較嚴(yán)重。研究表明,催化劑內(nèi)壁的磨失減薄是造成催化劑磨損強(qiáng)度下降的主要原因,內(nèi)壁磨失量占催化劑總磨失量的60%左右。
SO3會(huì)和還原劑氨NH3 反 應(yīng) 生 成 (NH4)HSO4(ABS) 和 (NH4)2SO4(AS)。是一種極其粘稠的物質(zhì),粘附在設(shè)備表面極難清除。如果粘附在催化劑表面,又會(huì)繼續(xù)粘附飛灰顆粒,導(dǎo)致SCR催化劑積灰堵塞。硫酸銨是一種干態(tài)的粉狀物質(zhì),當(dāng)生成量較多時(shí),會(huì)增加煙氣中的飛灰濃度,加劇催化劑的磨損,并使催化劑積灰堵塞的風(fēng)險(xiǎn)增大。了消除或減少(NH4)HSO4對(duì)設(shè)備的粘附和腐蝕,只能在(NH4)HSO4的溫度ADP以上噴入NH3,以使生成的(NH4)HSO4呈氣態(tài),隨煙氣流出SCR系統(tǒng)。