LYWS-7脱硝催化剂
洛阳万山高新技术应用工程有限公司
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LYWS-7脱硝催化剂
一、烟气脱硝项目背景
中国氮氧化物污染形势严峻，北京、广州、上海和深圳等大城市二氧化氮浓度普遍较高，小时浓度超标时有发生且呈逐渐增加之势；NOX排放的快速增长部分抵消了我国在SO2 减排方面的努力，酸雨性质由**型向**/**复合型转变，**根离子对酸雨的比率上升到1/3；此外，氮氧化物是**生成的重要前驱物，是形成区域微细颗粒污染和灰霾的重要原因，它是我国珠江三角洲、长江三角洲等经济发达地区大气能见度日趋下降，灰霾天数不断增加的诱因之一。
电厂是我国的氮氧化物排放源。为了控制氮氧化物污染，国家和某些省(市)制定了更加严格的电厂排放标准，如北京规定新建锅炉100mg/m3的排放标准，上海新建锅炉200mg/m3排放标准，广州要求2010年亚运会前电厂**部安装烟气脱硝设施。国家环保部在《关于印发〈2009&**sh;2010年**国污染防治工作要点〉的通知》中要求：京津冀、长三角和珠三角地区，新建火电厂必须同步建设脱硝装置，2015年年底前，现役机组**部完成脱硝改造。2009年6月，国家环保部发布了GB13223&**sh;2009《火电厂大气污染物排放标准》新标准的征求意见稿，规定重点地区为200mg/m3和非重点地区为400mg/m3的氮氧化物排放标准。面对日趋严格的氮氧化物排放标准，火电厂加装烟气脱硝装置势在必行。
选择性催化还原SCR法烟气脱硝具**高、选择性好、运行稳定**等优点，在世界范围内**使用。截至2008年底，我国已建、在建或拟建的57450MW烟气脱硝机组中，SCR法占96%，非选择性催化还原SNCR法占4%，SCR法是我国将来烟气脱硝的主流技术。催化剂是SCR法脱硝系统的核心，占总成本的30%～50%，直接决定着SCR法脱硝系统的性能和投资运行成本。
我国火电厂以燃煤为主，我国燃煤具有灰分含量高、成分复杂多变等特点，而且SCR法脱硝系统几乎**部采用无旁路的结构。如何根据我国燃煤烟气条件选择合适的催化剂方案，对于**SCR法脱硝系统的安****性，提高脱硝性能，降低初投资和运行成本等具有重要作用。本公司引进的LYWS-7催化剂特点和优势，以国内某烟气脱硝项目为例，探讨其在高尘、高**燃煤烟气条件下的适应性，寻找适合高尘燃煤烟气条件下的催化剂方案。
二、LYWS-7催化剂的特点
电厂烟气脱硝的主流催化剂是蜂窝式催化剂。蜂窝式催化剂采用整体挤出烧制的制备工艺，LYWS-7脱硝催化剂以薄型不锈钢筛网板为基材，在不锈钢筛网板表面双面加压涂覆与蜂窝式催化剂类似的活性成分，随后制作出褶皱形状，机械手将单板组装成催化剂单元，LYWS-7脱硝催化剂催化剂单元煅烧后组装得到催化剂模块。由于LYWS-7脱硝催化剂采用不锈钢筛网板作为支撑担体，使用加压涂覆工艺，断面为平行褶皱板结构，所以，LYWS-7脱硝催化剂在防止飞灰堵塞、磨损和抗中**等方面具有很大的优势，在燃煤烟气脱硝占据很大的市场份额。
1 耐飞灰堵塞
我国燃煤烟气粉尘质量浓度普遍很高，通常大于30g/m3，极端情况甚至会超过50g/m3。由于我国烟气脱硝系统均采用无旁路设置，一旦发生催化剂严重堵塞，必须停炉处理。为了**锅炉连续稳定运行，对脱硝催化剂的防堵塞性能提出了较高的要求。
图1 LYWS-7催化剂与蜂窝式催化剂制备工艺的比较
脱硝催化剂的堵塞分为大颗粒飞灰堵塞和细灰搭桥堵塞。对大于催化剂节距的大颗粒飞灰(特别是爆米花飞灰)，不管是蜂窝式催化剂还是LYWS-7催化剂，只要被烟气携带到催化剂表面均会导致催化剂的堵塞。为防止大颗粒飞灰的堵塞，在脱硝系统设计中，一般会在催化剂上游合理安装灰斗、筛网等预除尘设备，以去除烟气中携带的粒径大于2.5mm的飞灰。在采取防止大颗粒飞灰堵塞措施后，需要重点防止催化剂顶部和内部通道的细灰搭桥堵塞，采取的基本措施是选择合适的催化剂类型和节距。
高尘高**燃煤烟气条件虽然可以选择大孔径蜂窝式催化剂，但其比表面较小，为了**脱硝活性，所需的体积与LYWS-7脱硝催化剂相当，甚至更大。当烟气中飞灰的质量浓度大于30g/m3时，即使采用大节距蜂窝式催化剂，堵塞概率仍然很高，为了**系统的连续稳定运行，通常须使用LYWS-7脱硝催化剂。
LYWS-7脱硝催化剂与蜂窝式催化剂相比，LYWS-7脱硝催化剂具有更强的抗灰堵性能，这除了与LYWS-7脱硝催化剂通流面积大、大颗粒飞灰堵塞风险小之外，更主要的是因为LYWS-7脱硝催化剂具有轻薄的不锈钢筛网作为支撑结构。这种结构与NF型空气预热器类似，如图2所示。当有烟气流经LYWS-7脱硝催化剂表面时，会发生持续不断的轻微振动，将粉尘振离LYWS-7脱硝催化剂表面，其作用与声波吹灰器类似，细灰不容易在LYWS-7脱硝催化剂表面发生架桥效应，大大降低LYWS-7脱硝催化剂表面细灰聚集架桥引起LYWS-7脱硝催化剂堵塞的风险。在烟气中，在粉尘浓度不是很高的情况下，使用LYWS-7脱硝催化剂时，甚至可以考虑不使用吹灰器。
与空气预热器NF型板相似的LYWS-7脱硝催化剂单板结构
图2 LYWS-7脱硝催化剂结构
2 **损
在燃煤高灰高**烟气条件下，催化剂的磨损主要包括顶部磨损和内部通道磨损。对于蜂窝式催化剂而言，虽然顶端硬化加固可部分解决催化剂的顶部磨损问题，但对内部磨损却无能为力。实践经验表明，催化剂的内部通道磨损不可忽视，在极高尘条件下，即使使用顶端加固硬化，如果催化剂过薄，仍存在由于内部通道过度磨损而断裂的风险。在极高尘条件下，使用顶端硬化加固薄壁催化剂的方案是非常危险的。
LYWS-7脱硝催化剂由于自身的特点，不管对顶端磨损还是内部通道磨损，都有很强的承受力。对于顶端磨损而言，由于LYWS-7脱硝催化剂内部的不锈钢筛网的有效阻挡，使粉尘不会像蜂窝式催化剂那样持续不断地对LYWS-7脱硝催化剂活性材料造成攻击，如图4 所示。对于内部通道磨损，由于LYWS-7脱硝催化剂采用了加压涂覆工艺，而且粉体中使用了玻璃纤维等强化材料， LYWS-7脱硝催化剂表面活性材料的抗屈服强度与蜂窝式催化剂相当，而且由于LYWS-7脱硝催化剂内部具有不锈钢筛网板的支撑，即使局部表面活性成分有较多的流失，仍可以保持较好的机械强度，不会像蜂窝式催化剂那样断裂而造成破坏。
3 耐**中**
图3 LYWS-7脱硝催化剂和蜂窝式催化剂**损比较
我国燃煤中**含量较高，催化剂的选型设计需考虑**中**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，As2O3以蒸汽形式存在。当烟气通过催化剂表面时，其中的As2O3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V2O5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**中**机理如图4所示）。
图4 脱硝催化剂**中**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**中**的难题，因此对SCR脱硝催化剂进行了深入的研究，开发出了耐**中**的LYWS-7脱硝催化剂。具体措施主要是在LYWS-7脱硝催化剂中添加大量MoO3作为助LYWS-7脱硝催化剂，当As2O3蒸汽通过LYWS-7脱硝催化剂时会优先与MoO3结合，降低As2O3与V2O5结合的概率，从而有效延长LYWS-7脱硝催化剂的使用寿命，而蜂窝式催化剂由于采用纯陶瓷结构，无法添加大量MoO3 ，否则，会造成催化剂机械能力下降，所以，在高**烟气脱硝中LYWS-7脱硝催化剂是选择。图5为WO3 /TiO2 基蜂窝式催化剂与MoO3 /TiO2基LYWS-7脱硝催化剂在不同**浓度情况下的失活情况， LYWS-7脱硝催化剂在抗**中**方面明显优于蜂窝式催化剂。
4 抗中**性能强
脱硝催化剂的**物大多来源于飞灰，如飞灰中的CaO， K2O， Na2O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LYWS-7脱硝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LYWS-7脱硝催化剂表面时， LYWS-7脱硝催化剂会发生持续不断的振动，飞灰不易在LYWS-7脱硝催化剂表面沉积，所以， LYWS-7脱硝催化剂的抗中**能力比蜂窝式催化剂好很多。
图5 WO3 /TiO2蜂窝式基催化剂与MoO3 /TiO2
基LYWS-7脱硝催化剂**中**性能比较
在高尘高**烟气条件下，蜂窝式催化剂为了应付更多的催化剂中**，必须提高设计余量，增加催化剂体积，才能**在催化剂寿命末期，达到脱硝催化剂的性能**值。
5 灵活的催化剂添加更换策略
LYWS-7脱硝催化剂采用不锈钢筛网板作为担体， var cpro_id="u2201277"; (window["cproStyleApi"] = window["cproStyleApi"] || {})[cpro_id]={at:"3",rsi0:"336",rsi1:"280",pat:"17",tn:"baiduCustNativeAD",rss1:"#FFFFFF",conBW:"1",adp:"1",ptt:"0",titFF:"%E5%BE%AE%E8%BD%AF%E9%9B%85%E9%BB%91",titFS:"14",rss2:"#000000",titSU:"0"} -->