平板式催化剂在电厂高尘、高砷燃煤烟气脱硝中的应用

©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第32卷第5期华电技术Vol.32No.52010年5月HuadianTechnologyMay.2010平板式催化剂在电厂高尘、高砷燃煤烟气脱硝中的应用李锋,於承志,张朋,HolgerMichaelis(雅佶隆陶瓷产品贸易(上海)有限公司,上海200030)摘要:从平板式脱硝催化剂结构的角度出发,分析了平板式催化剂的特点,以某脱硝工程的催化剂选型和设计为实例,论述了平板式催化剂在电厂高尘、高砷燃煤烟气条件对脱硝的适应性。关键词:高尘、高砷燃煤烟气;烟气脱硝;平板式催化剂;适应性中图分类号:X701.7文献标志码:B文章编号:1674-1951(2010)05-0008-04收稿日期:2010-01-131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,酸雨性质由硫酸型向硫酸/硝酸复合型转变,硝酸根离子对酸雨的比率上升到1/3;此外,氮氧化物是臭氧生成的重要前驱物,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[1]。电厂是我国最大的氮氧化物排放源。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[1],上海新建锅炉200mg/m3排放标准[2],广州要求2010年亚运会前电厂全部安装烟气脱硝设施[3]。国家环保部在《关于印发〈2009—2010年全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,现役机组全部完成脱硝改造[5]。2009年6月,国家环保部发布了GB13223—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[6]。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(SelectiveCatalyticReduc2tion)法烟气脱硝具有效率高、选择性好、运行稳定可靠等优点,在世界范围内广泛使用。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(Se2lectiveNonCatalyticReduction)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法脱硝系统几乎全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,对于保证SCR法脱硝系统的安全可靠性,提高脱硝性能,降低初投资和运行成本等具有重要作用。本文分析了平板式催化剂特点和优势,以国内某烟气脱硝项目为例,探讨其在高尘、高砷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。2平板式催化剂的特点电厂烟气脱硝的主流催化剂是平板式和蜂窝式催化剂。平板式催化剂采用与蜂窝式催化剂整体挤出烧制不同的制备工艺,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,催化剂单元煅烧后组装得到催化剂模块,如图1所示。由于平板式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,平板式催化剂在防止飞灰堵塞、磨损和抗中毒等方面具有很大的优势,在高尘燃煤烟气脱硝占据很大的市场份额。2.1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©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第5期李锋,等:平板式催化剂在电厂高尘、高砷燃煤烟气脱硝中的应用·9·图1平板式催化剂与蜂窝式催化剂制备工艺的比较剂严重堵塞,必须停炉处理。为了保证锅炉连续稳定运行,对脱硝催化剂的防堵塞性能提出了较高的要求。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平板式催化