[01294945]燃煤电站锅炉SCR脱硝催化剂现场再生活化关键技术研究与应用

1. 首次提出了SCR脱硝催化剂现场活化再生概念 成果所提出的SCR脱硝催化剂现场活化再生概念是指催化剂无需搬离脱硝反应器直接在反应器内对催化剂进行活化的工艺,这样可以避免了催化剂的装载、长途运输等工序,可以有效弥补催化剂离线再生的不足。 2. 开发了SCR脱硝催化剂现场快速再生活化工艺 （1）开发了脱硝催化剂在线活化工艺 利用锅炉停炉或大修期间在脱硝反应器内对催化剂进行活化。首先利用吹灰器对失活脱硝催化剂进行预处理,再采用活化液对脱硝催化剂现场喷淋,对脱硝催化剂进行活性物质重新负载,并对喷淋后的催化剂进行干燥、烘焙,固化活性物,从而实现脱硝催化剂的现场活化。 （2）开发了活性成分在线负载方法 采用高温蒸汽喷吹后,仍然存留于表面的顽固性附着物无需强行清除,直接在表面进行喷淋、烘焙处理,使活性物达到固化温度,并覆盖在顽固性附着物表面,形成新的催化层。 （3）开发了活性物现场固化技术 活性物固化分为两个阶段：烘干与焙烧。烘干是在脱硝催化剂反应器中通入锅炉一次风,同时控制脱硝催化剂的升温速度,利用工业热风干燥经活化再生液洗涤后的脱硝催化剂。焙烧是在空气电加热器出口端生成高温空气,以此加热焙烧烘干后的脱硝催化剂,热解活性成分前驱体,使之反应生成V2O5、WO3、MOO3等活性成分,以此补充原脱硝催化剂因烧结、中毒和磨蚀等原因损失的活性成分。 3. 研制了SCR脱硝催化剂现场快速再生活化液 根据活化液组分对脱硝催化剂脱硝效率、SO2/SO3转化率、脱硝催化剂活性系数的影响,得到了SCR脱硝催化剂再生活化液配方：水（75.8%）、偏钒酸铵（1%）、仲钼酸铵（5.7%）、草酸（76%）、渗透剂（0.5%）。 4. 优化了SCR脱硝催化剂现场再生操作参数 （1）优化了现场活化温度及干燥条件 对失活SCR脱硝催化剂在不同活化液温度条件下进行活化处理,并综合宏观及微观分析方法研究脱硝催化剂的活化效果,最终得到较优的现场活化温度。通过改变干燥温度及时间对脱硝催化剂进行活化,得到了较优的干燥方式：分段干燥：80℃-15min,105℃-15min。 （2）优化了烘焙温度及时间 采用失活脱硝催化剂样品通过改变脱硝催化剂活化过程的烘焙温度,综合脱硝催化剂活性分析、微观组织结构分析等评价脱硝催化剂活化效果,得到最佳烘焙温度为600℃,最优的烘焙时间为10min。 5. 研究了活化液对金属的腐蚀特性及防腐方法 研究发现： ①腐蚀时间越长,试样腐蚀程度越严重; ②活化温度越高腐蚀越严重,特别当活化温度从70℃增加到85℃时,质量损失率急剧增长; ③45#钢在酸性活化液中较Q235更耐腐蚀。在活化液中添加缓蚀剂0.3%的Lan-826缓蚀剂可以有效的缓解活化液对碳素钢材料的腐蚀作用,降低腐蚀速率。 6. 开发了SCR脱硝催化剂现场再生成套装备 （1）开发了脱硝催化剂的吹扫、清洗与活化喷淋协同技术及装备 吹扫、清洗与活化喷淋协同工作由往复摆动装置完成,摆动装置一方面可以实现喷管的摆动,吹扫、喷淋面积大,避免吹扫喷淋时存在死角,活化效果好,另一方面,由于喷管的摆动,使得喷管工作面积大,对于一定面积脱硝催化剂的活化,可以减少喷管及喷嘴的数量。 （2）优化了活化液供给、循环系统 活化液经运输槽车运往电厂的活化液储存罐进行储存,实现活化液的供给。只需在厂区添加活化液储存罐及相应的配套设备、管道,,即可实现活化液的供给与循环。 （3）开发了压板弹簧式无浸渍石墨SCR脱硝催化剂吹扫密封 由于摆动装置中的喷管与原有SCR脱硝反应器间的需要密封,开发了压板弹簧式无浸渍石墨密封装置,喷管外壁上从内向外依次设置无浸渍石墨、动环和动环座,在动环座的外侧设置压板,并通过螺钉固定在SCR外壳上,同时在SCR外壳与动环座之间设置密封圈。 7. SCR脱硝催化剂现场再生技术成果应用及推广 2012年2月,本成果在广东电网公司电力科学研究院进行了中试实验,实验表明：再生后催化剂活性恢复至新鲜催化剂的94%以上,抗毒性提高了60%。 2013年4月22日至5月16日,本成果逐步应用于厦门华夏国际电力发展有限公司 3、4号机（2×300MW）SCR装置每一层蜂窝式催化剂进行现场再生。应用表明：再生后催化剂的相对活性K/K0值从0.56恢复至0.88,SO2/SO3转化率为0.95%,氨逃逸为2.3μL/L,应用表明脱硝活性得到明显恢复,再生成本约为购置新催化剂成本的4%,节省210万元。 2014年1月25日至2月15日对华能玉环电厂2号机（1000MW）SCR装置上层的蜂窝式催化剂进行再生。应用表明：再生后催化剂的相对活性K/K0值从0.51恢复至0.94,SO2/SO3转化率为0.94%,氨逃逸为0.6μL/L,催化剂再生后接近新催化剂水平,再生成本约为购置新催化剂成本的40%,节省850万元。