今天繼續(xù)講高飛灰工況下脫硝催化劑相關選擇因素。

脫硝催化劑

1.薄壁型和標準型催化劑的選擇

薄壁型催化劑由于壁厚要比標準型催化劑平均小25%以上,相同孔數(shù)時,其孔徑要比標準型大5%左右,煙氣及飛灰的通過性較好,幾何比表面積大,所需工程用量較少。國際上某些知名的催化劑制造商比較推崇薄壁型催化劑,國內(nèi)一些公司也傾向于選擇薄壁型催化劑。但是否選用薄壁型催化劑,最重要的依據(jù)是飛灰硬度及組成。

當飛灰中SiO2與Al2O3的含量比在2:1左右時,飛灰硬度較大,對催化劑的沖擊磨損較嚴重。如果選用薄壁型催化劑,可能會因磨損嚴重,發(fā)生局部斷裂,甚至堵塞。催化劑內(nèi)壁的磨失減薄是造成催化劑磨損強度下降的主要原因,內(nèi)壁磨失量占催化劑總磨失量的60%左右。

我國大多數(shù)火電機組燃燒工況惡劣,催化劑的再生需求遠遠大于國外。選型時,不僅要考慮化學壽命期內(nèi)充足的機械強度,還應考慮催化劑再生所必須的機械強度。在高飛灰條件下,催化劑采用端部硬化,薄壁型催化劑內(nèi)部通道還存在磨損造成的斷裂風險,當硬化部位后的內(nèi)壁斷裂后,就會發(fā)生催化劑頂端的塌陷并造成嚴重堵塞。

一般而言,內(nèi)壁厚越小,機械破損的風險越高,此類風險并不因端部硬化而緩解。根據(jù)我公司的經(jīng)驗,當飛灰濃度超過30g/Nm3時,應選用標準型,壁厚大于1.0mm的催化劑,才能完全滿足設計要求的化學壽命和機械壽命,且不會發(fā)生積灰堵塞及磨損斷裂的危險。

2.不同生產(chǎn)工藝催化劑的選擇

高飛灰工況下,催化劑的端部和內(nèi)壁磨損都會較嚴重,對于采用浸漬或表面涂覆工藝生產(chǎn)的催化劑,活性組分僅分布在表面,發(fā)生磨損后,活性組分喪失較多,活性下降會很快。因此,應盡可能選用活性組分內(nèi)外完全均一的催化劑。

3.催化劑孔內(nèi)流速的選擇

在超過40g/Nm3的高飛灰工程中,建議催化劑孔內(nèi)流速可以設計得高一些,約7～8m/s較適宜,利用較高的孔內(nèi)流速達到一部分吹灰效果。高鈣煤燃燒后飛灰粒徑更小,粘度更高,也更易產(chǎn)生催化劑積灰,在孔內(nèi)流速的選取上更應慎重。

但是較高的孔內(nèi)流速也會帶來不利影響。在同樣的催化劑用量下,孔內(nèi)流速較高,意味著煙氣和催化劑接觸反應的時間較短,脫硝效率較低?；蛘哒f,達到同樣的脫硝效率,當孔內(nèi)流速較高時,需要的催化劑用量會相對增加。另外,較高的孔內(nèi)流速也會造成催化劑磨損加劇,不利于機械強度的保持。