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・10・
华 电 技 术
第 32卷
图
3
平板式和蜂窝式催化剂耐磨损比较
考虑砷中毒的影响 。众所周知 , SCR 催化剂布置在
省煤器和空气预热器之间 ,在该区间 , A s
2
O
3
以蒸汽
形式 存 在 。当 烟 气 通 过 催 化 剂 表 面 时 , 其 中 的
A s
2
O
3
蒸汽会吸附到催化剂表面并渗透进入催化剂
内部 ,与催化剂中的 V
2
O
5
活性物质反应 ,生成一种
对脱硝反应无活性的聚合物 (催化剂砷中毒机理如
图 4所示 )
[ 4 ]
。
图
4
脱硝催化剂砷中毒机理
20世纪 80 年代 , SCR 脱硝催化剂进入欧洲时
遇到了液态排渣炉砷中毒的难题 ,庄信万丰雅佶隆
公司 (以下简称雅佶隆公司 )进行了深入研究 ,开发
出了耐砷中毒的平板式催化剂 。具体措施主要是在
催化剂中添加大量 MoO
3
作为助催化剂 ,当 A s
2
O
3
蒸汽通过催化剂时会优先与 MoO
3
结合 ,降低 A s
2
O
3
与 V
2
O
5
结合的概率 ,从而有效延长催化剂的使用
寿命
[ 5 ]
,而蜂窝式催化剂由于采用纯陶瓷结构 ,无
法添加大量 MoO
3
,否则 ,会造成催化剂机械能力下
降 ,所以 ,在高砷烟气脱硝中平板式催化剂是唯一选
择 。图 5 为 WO
3
/ TiO
2
基蜂窝式催化剂 与 MoO
3
/
TiO
2
基平板式催化剂在不同砷浓度情况下的失活
情况 ,平板式催化剂在抗砷中毒方面明显优于蜂窝
式催化剂 。
2. 4 抗中毒性能强
脱硝催化剂的毒物大多来源于飞灰 ,如飞灰中
的 CaO , K
2
O , N a
2
O 等 ,所以 ,催化剂的失活速度主
要取决于飞灰在催化剂表面的沉积速度 。由于平板
式催化剂自身通流面积较大 ,并且采用薄型不锈钢
筛网板作为担体 ,当烟气流经催化剂表面时 ,催化剂
会发生持续不断的振动 ,飞灰不易在催化剂表面沉
积 ,所以 ,平板式催化剂的抗中毒能力比蜂窝式催化
图
5
WO
3
/ TiO
2
基催化剂与
MoO
3
/ TiO
2
基平板式催化剂砷中毒性能比较
剂好很多 。
在高尘 、
高砷烟气条件下 ,蜂窝式催化剂为了应
付更多的催化剂中毒 ,必须提高设计余量 ,增加催化
剂体积 ,才能保证在催化剂寿命末期 ,达到脱硝催化
剂的性能保证值 。
2. 5 灵活的催化剂添加更换策略
平板式催化剂采用不锈钢筛网板作为担体 ,具
有更大的机械强度 ,催化剂单元可以直接叠加 ,所以
平板式催化剂具有比蜂窝式催化剂更加灵活的添加
更换策略 。虽然 SCR 空间布置仍按照“2 + 1”
方案
进行 ,但是 ,在运行时可根据需要采用更加灵活的
“1. 5 + 0. 5 + 0. 5”
的方案 。该方案具有以下 2 个
优点 :
(1)使用寿命长 。由于初装为 1. 5 层 ,可避免
多余的 0. 5层催化剂在 24 000 h内飞灰的冲刷和中
毒影响 ,最大限度延长催化剂的使用寿命 ,降低脱硝
催化剂添加和更换的均化成本 ,减少投资运行费用 。
(2)压降低 。平板式催化剂通流面积较大 ,再
加上当初只使用 1. 5层的体积 ,压降明显低于蜂窝
式催化剂的方案 ,可节省电耗 ,降低运行成本 。
3
平板式催化剂在高尘 、
高砷烟气条件下应
用案例
雅佶隆公司平板式催化剂在世界范围内高尘燃
煤烟气条件下得到广泛应用 ,在我国也取得了不俗
的业绩 。高尘 、
高砷的典型案例包括某电厂 2 ×660
MW SCR 烟气脱硝工程的催化剂业绩 。该项目脱硝
系统以液氨为还原剂 , SCR 反应器布置在省煤器和
空气预热器之间 ,为单炉双反应器 ,系统无烟气旁路
和省煤 器旁 路 。烟 气流 量为 单 炉 1 889 640 m
3
/ h
(BMCR 工况 ) ,灰尘质量浓度高达 41. 4 g /m
3
,入口
NO
x
质量浓度 450mg/m
3
,煤中砷的质量分数最高为
0. 004%。性能保证值 ,脱硝率不小于 75% ;氨逃逸
率 , ≤3 ×10
- 6
; SO
2
/ SO
3
转化率 , < 1% ;催化剂层压
降 , 210 Pa;催化剂寿命 , 24 000 h;机械寿命 ,不少于