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為什麽新疆脫硝催化劑下層比上層磨損還嚴重?

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為什麽新疆脫硝催化劑下層比上層磨損還嚴重?

發布日期:2018-07-09 00:00 來源:https://www.zwwdjpj.com 點擊:

燃煤電廠SCR技術尾氣脫硝工藝一般采用高塵布置,即高溫煙氣從鍋爐出來後,直接進入SCR反應器進行脫硝處理,再經靜電除塵、脫硫塔脫硫後排放。煤燃燒後產生的大量固體顆粒物隨著高速流動的氣流進入SCR反應器後對催化劑進行長期的衝蝕,造成催化劑磨損及壽命減少。高溫煙氣攜帶大量顆粒物進入SCR反應器與催化劑發生碰撞,在“馬格努斯效應”下將使催化劑壁厚逐漸減小而造成磨損,甚至導致催化劑的坍塌,如圖所示。新疆脫硝催化劑" style="text-indent: 32px; white-space: normal;">新疆脫硝催化劑磨損與流場分、煙氣特性、飛灰特性等因素有關。

1.新疆脫硝催化劑流場分布

SCR催化劑在應用中受到嚴重磨損,主要原因是脫硝係統設計不合理,導致進入催化劑上端的煙氣流場分布不均,部分催化劑單元受到高濃度飛灰的長時間衝蝕。爐SCR脫硝係統反應器內,橫梁兩側下方的催化劑磨損程度明顯較其它部分催化劑嚴重,且橫梁前後兩側催化劑的磨損特點不一樣;冷態試驗與豎直模擬結果表明,當氣流撞擊橫梁後,在催化劑入口分成兩股不同方向的氣流。其中,橫梁前側氣流高速向下,對該處的催化劑進行縱向衝刷,最終導致其呈針狀結構;橫梁後側的氣流受渦流影響,對該處的催化劑進行斜向的衝刷,最終導致其被掏空。

2.煙氣特性

煙氣的流速對催化劑的磨損有很大的影響。煙氣流速越高,相同質量飛灰攜帶的動能就越大,在與催化劑壁麵撞擊時,加劇了催化劑的磨損。設計時,蜂窩催化劑與平板催化劑的迎風流速應為4.4~4.6m/s和5.2~5.3m/s,且氣體在催化劑通道內的流速應控製在6~7m/s以內。但是由於邊界效應的存在,反應器中的氣流壁麵流速要低於中心流速,因此導致反應器中部的催化劑磨損程度要高於邊緣催化劑。這一問題同樣可歸結於流場分布的不均,通過改善導流板的分布可將催化劑的磨損程度降低。隨著脫硝係統長時間的運行,煙氣中的飛灰逐漸在催化劑表麵沉積,導致孔道阻塞,減少了氣流通過的截麵積,使得未被覆蓋的孔道內氣體流速增加而加速催化劑的磨損。

3.飛灰特性

飛灰自身的特性對催化劑的磨損也有很大影響。飛灰中的Si02/Al203比值越大,說明飛灰的硬度越大,對催化劑的磨損也就越嚴重;而不規則多邊形飛灰顆粒對催化劑的磨損也要強於球形飛灰顆粒。與此同時,飛灰顆粒的大小對催化劑磨損性能影響同樣大,顆粒徑越大的飛灰對催化劑的磨損越嚴重。

4.催化劑堆積

不僅流場分布、煙氣特性、飛灰特性能影響催化劑的磨損程度,催化劑在反應器中的堆積情況也能影響其受磨損狀態。下層催化劑的磨損程度要比上層催化劑更嚴重,且下層催化劑比表麵積的下降程度和活性惰化速度都要高於上層。催化劑多層安裝時,下層催化劑要比上層催化劑磨損嚴重,同時上層催化劑的尾部也發生了輕微的磨損。一方麵是由於與下層催化劑接觸的氣體流速要高於上層催化劑所接觸的氣體流速;另一方麵是由於催化劑兩層之間可能形成渦流,加速了催化劑的磨損。

SCR催化劑一般分為蜂窩催化劑、平板催化劑、波紋板催化劑,其中蜂窩與平板催化劑在工業中應用較多。相比於V205一WO3/TiO2擠出式蜂窩催化劑,平板催化劑采用金屬基體作為催化劑的載體。抗磨損性能較於優異。為此,當SCR入口的飛灰濃度小於30g/m³時,可優先考慮蜂窩催化劑;當飛灰濃度大於40g/m³時,應優先考慮平板催化劑;而波紋板催化劑由於自身的結構特性,一般僅適用於飛灰濃度不大於10g/m³的低塵煙氣。

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