Scr脱硝催化剂服役运行规律的诊断方法
【专利摘要】本发明公开了一种SCR脱硝催化剂服役运行规律的诊断方法，包括如下步骤：对SCR脱硝系统的催化剂进行取样，获取催化剂样品；对催化剂样品进行活性检测；对催化剂样品进行微观结构检测；对催化剂样品进行成分检测。本发明利用催化剂活性测量装置检测催化剂活性，利用先进的测试手段（BET、SEM、XRD、XRF、IC），发现了催化剂失活现象，得到了催化剂失活原因，掌握了电厂SCR催化剂运行的关键控制策略。本发明的现场试验研究结果，对我国SCR脱硝催化剂现场运行，具有重要的指导意义和工程应用价值。
【专利说明】SCR脱硝催化剂服役运行规律的诊断方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及SCR脱硝【技术领域】，特别是涉及一种SCR脱硝催化剂服役运行规律的诊断方法。
【背景技术】
[0002]我国是以煤为主要一次能源的国家，煤炭占能源消费总量的60%以上，而发电耗煤量占煤炭消耗量的50%，并会在相当长的时期内保持这一趋势。2005年全国氮氧化物排放量为19.1 X 106t,我国大气环境中的NOx浓度远远高于其他国家和地区，其中电厂的贡献率为43%。可见燃煤发电是我国大气污染物氮氧化物的主要来源之一。“十二五”开始，我国政府高度重视氮氧化物控制工作，2011年7月国家环保部发布了《火电厂大气污染排放标准》(GB13223-2011)中，氮氧化物排放限值从450mg/m3降至100mg/m3 (新建机组)和200mg/m3 (在役机组)，2011年3月十一届全国人大四次会议表决通过了《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》，明确提出“十二五”氮氧化物减排10%的约束性指标，可见氮氧化物的控制工作势在必行。
[0003]随着国家对环境保护要求的日趋严格，火电厂烟气脱硝已成为我国火电厂环保工作的重点。脱硝催化剂是脱硝系统的核心部件，并且催化剂的成本很高，使用寿命一般在3?5年需要进行添加和更换。因而如何确保催化剂保持良好状态，保证催化剂在寿命周期内维持其效能，甚至适当延长催化剂的使用寿命，对整个脱硝系统的运行维护成本的降低具有重要意义。因此需要制定催化剂寿命管理的技术标准；建立一套催化剂的寿命管理软件；同时指导电厂脱硝催化剂进行科学化管理，优化SCR脱硝装置运行参数控制、维护手段，延长催化剂使用寿命，减少运行与维护费用。
【发明内容】
[0004]基于此，本发明的目的是提供一种SCR脱硝催化剂服役运行规律的诊断方法。
[0005]具体的技术方案如下:
[0006]一种SCR脱硝催化剂服役运行规律的诊断方法，包括如下步骤:
[0007]对SCR脱硝系统的催化剂进行取样，获取催化剂样品；
[0008]对催化剂样品进行活性检测；
[0009]对催化剂样品进行微观结构检测；
[0010]对催化剂样品进行成分检测。
[0011 ]所述活性检测包括NO脱除率检测和S02/S03转化率检测。
[0012]所述微观结构检测包括催化剂比表面积检测和催化剂表面微观形貌检测。
[0013]所述成分检测包括催化剂晶型分析和催化剂元素分析。
[0014]本发明的优点如下:
[0015]本发明针对某电厂SCR脱硝催化剂服役过程中运行规律进行了现场试验研究。包括利用催化剂活性测量装置检测催化剂活性，利用先进的测试手段(BET、SEM、XRD、XRF、1C)，发现了催化剂失活现象，得到了催化剂失活原因，掌握了该电厂SCR催化剂运行的关键控制策略。本发明的现场试验研究结果，对我国SCR脱硝催化剂现场运行，具有重要的指导意义和工程应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为催化剂活性测量装置示意图；
[0017]图2为新催化剂放大500倍下的SEM图；
[0018]图3为新催化剂放大10000倍下的SEM图；
[0019]图4为旧催化剂(迎风面)放大500倍下的SEM图；
[0020]图5为旧催化剂(迎风面)放大10000倍下的SEM图；
[0021 ]图6为旧催化剂(背风面)放大500倍下的SEM图；
[0022]图7为旧催化剂(背风面)放大10000倍下的SEM图；
[0023]图8为新催化剂表面能谱分析图；
[0024]图9为旧催化剂(迎风面)表面能谱分析图；
[0025]图10为旧催化剂(背风面)表面能谱分析图；
[0026]图11为新、旧催化剂XRD谱图。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图对本发明做进一步阐述。
[0028]1、设备简介
[0029]某电厂5号机组烟气脱硝系统由丹麦托普索公司联合韩国凯希公司提供，采用选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction-SCR)脱硝方案,脱硝系统布置于省煤器之后，空预器之前，属于高尘布置方式。还原剂为液氨经过热水加热蒸发而成的氨气。该机组共装有两台SCR反应器，每台SCR反应器各装有两层催化剂，催化剂采用以玻璃纤维(主要成分为SiO2)为基材的波纹板式催化剂，使用年限已达5年。
[0030]脱硝系统的工艺装置主要组成部分包括两个装有催化剂的反应器、两个液氨存储罐及一套氨气注入系统。来自存储罐的液氨靠自身的压力进入蒸发器中，被热水加热蒸发成氨气。从氨气积压器出来的氨气经由稀释风机来的空气在氨气/空气混合器混合稀释，通过注入系统被注入到烟气中，被稀释的氨气和烟气在SCR前被充分混合均匀后进入两层催化剂，进而产生化学反应，氮氧化物就被脱除。
[0031 ] 锅炉设计和校核煤种均为神府东胜煤，表1为煤质分析资料，表2为锅炉在燃烧设计煤种时BMCR工况下的烟气成分和污染物成分，以及不同负荷下的省煤器出口湿烟气量和烟气温度，表3为脱硝系统性能保证参数。
[0032]表1煤质分析资料
[0033]
【权利要求】
1.一种SCR脱硝催化剂服役运行规律的诊断方法，其特征在于，包括如下步骤: 对SCR脱硝系统的催化剂进行取样，获取催化剂样品； 对催化剂样品进行活性检测； 对催化剂样品进行微观结构检测； 对催化剂样品进行成分检测。
2.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂服役运行规律的诊断方法，其特征在于，所述活性检测包括NO脱除率检测和S02/S03转化率检测。
3.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂服役运行规律的诊断方法，其特征在于，所述微观结构检测包括催化剂比表面积检测和催化剂表面微观形貌检测。
4.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂服役运行规律的诊断方法，其特征在于，所述成分检测包括催化剂晶型分析和催化剂元素分析。
【文档编号】G01N33/00GK103808902SQ201410045953
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月8日 优先权日:2014年2月8日
【发明者】李德波, 徐齐胜, 沈跃良, 邓剑华 申请人:广东电网公司电力科学研究院