[00128284]燃煤电厂SCR脱硝催化剂寿命管理技术研究及应用

① 题来源与背景 火电厂排烟中的氮氧化物是形成酸雨及雾霾的重要元凶,烟气脱硝SCR技术是当前火电厂控制氮氧化物最高效的工艺技术,其核心设备催化剂是设备投资及系统运行成本的重要组成部分。催化剂质量的优劣直接决定着脱硝设备运行性能发挥,通过有效的检测方法和科学的评价技术对催化剂出厂前、使用过程中及再生/报废前后的性能进行检测评价,以对催化剂进行科学的寿命管理。 随着国家环保部将废烟气脱硝催化剂列为危险废弃物,废旧催化剂的处置变得困难,须有持有相应危废许可证的单位处理,处置费用较高。由于脱硝催化剂的使用和运行管理有较大的特殊性,掌握催化剂的失活规律及如何延长催化剂的使用寿命,在满足NOx达标排放的前提下,将脱硝系统的运行维护成本降至最低。 ②研究目的与意义; 由于脱硝催化剂采购价格昂贵,使用量较大,属于环保设施消耗品,通过科学、有效的寿命综合管理,可降低催化剂的采购、换装频次,减少废旧催化剂的处理处置量,最大限度降低脱硝系统运行成本,对于降低火电厂运行成本、提质增效、减少危废产生量具有重要意义,同时更是对减少环境破坏意义重大。 同时,华夏电力所属的国投集团所属火电厂大部分都使用蜂窝式催化剂,电厂之间具备一定的互换性,着眼于整个集团,采用催化剂延寿技术后,结合机组检修,做到催化剂互换,可以一定程度上降低催化剂的采购、使用成本,可以推广到国内其他火电机组。 ③ 主要论点与论据; 通过新采购役催化剂及再生催化剂的检测,掌握新催化剂及再生催化剂的失活规律及区别,为有效进行催化剂的寿命管理提供依据;通过现场优化运行、调整及流场优化等手段,在实现NOx达标排放的前提下,提高脱硝装置运行的安全性、经济性;通过优化运行管理和催化剂再生等手段延长催化剂的使用寿命,降低新催化剂的采购频次,减少废旧催化剂作为危废的处理量,节省催化剂使用成本;调研、论证集团内部电厂催化剂互换、统一调配的可行性,并进行有效示范,从而降低整个集团的脱硝催化剂采购更换成本,实现效益最大化。 ④创见与创新 在广泛调研、论证和众多检测方法优缺点比选、测试实践基础上,提出了与国际接轨的脱硝催化剂检测方法,可有效进行不同了类型脱硝催化剂性能的检测,为催化剂寿命管理提供数据支撑。 提出了以多层催化剂串联脱硝效率、氨逃逸等工艺性能合和单层催化剂活性、化学成分及机械强度为核心的催化剂性能评价新方法,使得火电厂脱硝催化剂的检测评价管理更全面、更直接、更科学,有效推动了国内脱硝催化剂检测评价技术整体进步。 首次跟踪探明了再生催化剂与新催化剂的性能劣化规律,提出了基于脱硝设备运行优化的催化剂延寿技术,研究成果有利于提高国投所属电厂SCR脱硝设备的整体运行管理水平,同时可推广到国内其他燃煤机组借鉴与应用 ⑤社会经济效益,存在的问题; 该项目的研究成果成功应用于国内外1000余台机组SCR脱硝设备催化剂检测、运行事故诊断和寿命管理全过程技术服务。该项技术的开发及推广应用,有效提高了我省火电厂SCR脱硝催化剂的运行管理水平,使得我省的火电厂脱硝催化剂寿命管理技术处于国内同领域前列。并有效推动了国内脱硝催化剂检测评价技术的进步和发展,在实现氮氧化物的减排、推迟废烟气脱硝催化剂报废所产生的固体危险废弃物等方面环保意义重大。 ⑥历年获奖情况; 中国电力科学技术三等奖、华能集团技术进步二等奖、华能集团技术进步三等奖 ⑦成果简介要向社会公开 （1）通过有效的优化管理,可延长催化剂化学使用寿命平均不低于1年。 （2）通过流场模拟优化和现场喷氨优化,使脱硝反应器出口NOx分布均匀性偏差不高于15%,减少氨耗量30%。