scr脫催化劑檢測與再生技術(shù)-20141231

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1、火電廠SCR脫硝催化劑檢測與再生項(xiàng)目可行性分析武漢大學(xué)節(jié)能環(huán)保工業(yè)研究院2014年12月31日火電廠SCR脫硝催化劑檢測與再生項(xiàng)目可行性分析1、項(xiàng)目背景我國是世界上煤炭消耗量最大的國家。煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物（NOx）是產(chǎn)生二次氣溶膠，導(dǎo)致空氣污染（霧霾）的主要因素之一。我國火力發(fā)電廠用煤占總用煤量的50%，脫除火力發(fā)電廠排出煙氣中的氮氧化物對(duì)控制大氣污染有重要意義。因此，自2010年開始，我國火電廠開始大規(guī)模建設(shè)煙氣脫硝工程。到目前為止，全國已有70%火電廠建設(shè)了煙氣脫硝裝置；到2015年，根據(jù)環(huán)保部的要求，全國所有火電機(jī)組均須建設(shè)煙氣脫硝裝置。我國火電行業(yè)的煙氣脫硝工程

2、大部分采用選擇性催化還原工藝(SelectiveCatalyticReduction，SCR)，其技術(shù)核心是SCR脫硝催化劑。SCR脫硝催化劑的主要成份有V2O5、WO3和TiO2，其中，V2O5是活性組份，TiO2是催化劑載體，WO3則為催化助劑。由于上述稀有金屬氧化物價(jià)格昂貴，所以脫硝催化劑的市場售價(jià)經(jīng)過幾次降價(jià)后仍高達(dá)￥30,000～35,000元/m3。一臺(tái)600MW機(jī)組的脫硝工程約需500～600m3催化劑，總價(jià)在1,500～2,000萬元之間，占整個(gè)脫硝工程總投資的1/3左右。因此，脫硝催化劑的使用壽命是決定煙氣脫硝系統(tǒng)運(yùn)行成本的主要因素。脫硝催化劑的使用壽命取決于其

3、機(jī)械壽命和化學(xué)壽命。機(jī)械壽命是指催化劑的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度能夠保證催化劑活性的運(yùn)行時(shí)間，與催化劑的結(jié)構(gòu)和脫硝裝置的運(yùn)行條件密切相關(guān)；催化劑的化學(xué)壽命是指在保證脫硝裝置的脫銷效率、氨的逃逸和SO2/SO3轉(zhuǎn)化率的性能指標(biāo)的前提下，催化劑的連續(xù)使用時(shí)間，與煙氣成分和脫硝性能指標(biāo)要求有關(guān)。目前使用中的催化劑的機(jī)械壽命均在9年以上，而其化學(xué)壽命只有24000小時(shí)，相當(dāng)于3年之內(nèi)失活。所以在催化劑的壽命管理環(huán)節(jié)中，再生工藝是延長催化劑使用壽命，10降低脫硝系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用有效途徑。一般情況下，脫硝催化劑的再生費(fèi)用是更換費(fèi)用的40～50%，可使煙氣脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用降低30%以上。脫硝催化劑的化學(xué)壽命2

4、4000小時(shí)，大約可以運(yùn)行3年。2012年之后投運(yùn)的脫硝裝置，其中的脫硝催化劑將在2015年之后逐漸失活，為延長脫銷催化劑的使用壽命，這些催化劑需要再生。所以脫硝催化劑再生市場將迅速形成。但是，目前國內(nèi)的脫銷催化劑的再生技術(shù)尚不成熟，盡管做了一些嘗試，但是成功率不高。因此，失活脫硝催化劑的再生技術(shù)、催化劑性能檢測技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用對(duì)于脫硝系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，降低成本有重要意義。2、SCR脫硝催化劑性能檢測與再生技術(shù)2.1技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)的大部分脫硝工程是在2010年之后建設(shè)的，且以2012年以后建設(shè)的居多。截至2013年底，全國火電裝機(jī)容量約8.8億千瓦，其中已建設(shè)煙氣脫硝工程的機(jī)組約

5、6億千瓦，運(yùn)行SCR催化劑將達(dá)到50萬立方米。到2015年底，全國火電機(jī)組裝機(jī)將達(dá)到近10億千瓦。運(yùn)行SCR催化劑將達(dá)到80萬立方米。短短4年時(shí)間，全國的火電機(jī)組幾乎都裝上了煙氣脫硝裝置，其中使用的脫銷催化劑的價(jià)值就達(dá)到300億人民幣。脫銷催化劑不但價(jià)格昂貴，且其運(yùn)行和管理過程的技術(shù)要求高，需要大量專業(yè)技術(shù)管理人才。但是在這么短的時(shí)間內(nèi)，電力生產(chǎn)專業(yè)人員對(duì)于脫硝催化劑的性能以及運(yùn)行管理技術(shù)了解不多，只能依靠供貨商的技術(shù)服務(wù)維持運(yùn)行。在火電廠煙氣脫硝工程大量上馬的幾年間，脫硝催化劑生產(chǎn)廠家大部分是引進(jìn)國外技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)脫硝催化劑，缺少技術(shù)積淀，研發(fā)能力較差，沒有成熟的技術(shù)支撐。尤其

6、是脫硝催化劑全周期壽命管理中的催化劑性能檢測與再生技術(shù)尚處于發(fā)展階段。目前國內(nèi)的催化劑性能檢測在各省電科院、催化劑生產(chǎn)廠家均有開展，其機(jī)械性能和物理化學(xué)性能的測定較為成熟，但是對(duì)于工藝性能的檢測大多數(shù)僅是在微型試驗(yàn)裝置上進(jìn)行，檢測結(jié)果的代表性和準(zhǔn)確性均較差，而檢測結(jié)果的代表性和準(zhǔn)確性均較好的中式試驗(yàn)裝置在國內(nèi)尚未普遍使用。最近提出的《火電廠煙氣脫硝催化劑檢測技術(shù)規(guī)范(DL/T1286-2013)》，對(duì)推進(jìn)催化劑性能檢測技術(shù)的規(guī)范起重要作用。102.2脫硝催化劑性能檢測與再生技術(shù)的內(nèi)容⑴脫硝催化劑的檢測與評(píng)估技術(shù)：該項(xiàng)技術(shù)包括通過對(duì)運(yùn)行中的脫硝催化劑的壓降、脫硝效率、SO2/SO3

7、轉(zhuǎn)化率、NOx/NH3摩爾比和氨逃逸濃度等指標(biāo)的定期檢測和評(píng)估，分析催化劑失活的主要成因、確定催化劑再生的可行性、預(yù)測催化劑的潛能或壽命，制定脫硝系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)管理方案，提高脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行和催化劑的使用效率，延長脫硝催化劑的使用壽命；⑵脫硝催化劑的再生技術(shù)：該項(xiàng)技術(shù)通過化學(xué)和物理手段使已失活的脫硝催化劑恢復(fù)活性，并可以重新使用，從而達(dá)到延長脫硝催化劑使用壽命，降低脫硝系統(tǒng)運(yùn)行成本的目的。主要過程包括：失活催化劑從脫硝裝置中移出，去除脫硝催化劑表面的積灰，采用復(fù)合化學(xué)配方和外加物理