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SCR蜂窝式催化剂
我公司生产的挤出成型蜂窝状SCR催化剂应用于选择性催化还原(SCR)脱硝工艺,在燃煤电厂、热电厂、燃气轮机组、垃圾焚烧、内燃机组、钢铁、石化等工业领域内得到广泛应用,适应温度从150℃至450℃。
蜂窝状催化剂是由活性组分及载体组成的匀质产品,主要由TiO2、V2O5、WO3等构成。图一显示了一个标明长度(L:500mm-1300mm)和宽度(D:150mm)的催化剂组件的图形。标准的蜂窝状催化剂的横截面(D×D)约为150mm×150mm。
脱硝催化剂
蜂窝催化剂的节距,指的是内径加一个壁厚的尺寸。典型的传统燃煤20孔催化剂节距是7.4毫米,内径是6.4毫米,壁厚是1.0毫米。其中,内径是一个重要的衡量催化剂堵塞特性的指标,原则上孔径越大,防堵灰尘特性就越好。因此典型燃煤锅炉催化剂的内径不要小于6.3毫米。
蜂窝催化剂壁厚:
采用壁薄的催化剂,在单位体积下会有更多的催化剂比表面积,所以具有同样性能的催化剂体积就会减少。但是烟气中的灰分含量超过15g/Nm3,即高灰状态下,就需要再设计时充分考虑高灰分的烟气对催化剂的冲刷造成催化剂磨损问题。
右图是不同壁厚蜂窝式催化剂磨损试验对比结果,这两个催化剂是同样采取了催化剂边缘硬化措施后,在同样的试验条件下做出的运行结果。可以看到,0.6mm壁厚的蜂窝式催化剂磨损非常严重,而1.0mm壁厚的蜂窝式催化剂基本完好无损。我国燃煤电厂使用的燃煤多为高灰分煤,SCR脱硝装置宜选用壁厚为1.0毫米左右的蜂窝式催化剂,这样可以降低由于更换催化剂所发生的运行费用。在国际上,壁厚尺寸为1.0毫米左右的蜂窝式催化剂的使用也非常普遍。
蜂窝式催化剂的特点
?采用合适的孔隙率,使脱硝性能和耐磨强度达到佳平衡点;
?设计合适的孔分布,以达到稳定的脱硝性能;
?采用合适的活性成分,在保证脱硝率的同时有效抑制SO2的转化率;
??产品活性均匀,即使表面被磨损后,余下部分的活性也完全没有改变。
如何延长蜂窝式催化剂寿命:
SCR催化剂的寿命是指,催化剂活性能满足脱硝系统的脱硝效率不低于75%,且氨的逃逸率不大于3ppm条件时的连续使用时间。
长寿命是蜂窝式催化剂的显著特点之一。充分利用这一特点,在设计时考虑寿命的适当延长,可以大大降低SCR的运行费用。
经设计计算:
在相同条件下,以一台600MW的燃煤机组为例,按脱硝效率为80%、寿命为16000个小时设计时,需要340立方米左右的催化剂;如果按24000个小时的寿命设计时,需要370立方米左右的催化剂。由此,得到显而易见的结论:增加10%左右的催化剂,可以使催化剂寿命延长50%左右。
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锅炉脱硫塔即为烟气脱硫——除去烟气中的硫及化合物的过程,主要指烟气中的SO、SO2。以达到环境要求。 燃烧后脱硫,又称烟气脱硫(Flue gas desulfurization,简称FGD),在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法:以CaCO3(石灰石)为基础的钙法,以MgO为基础的镁法,以Na2SO3为基础的钠法,以NH3为基础的氨法,以有机碱为基础的有机碱法。
世界上普遍使用的商业化技术是钙法,所占比例在90%以上。锅炉脱硫塔按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物,该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点,但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行,该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻,烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点,但存在脱硫效率低,反应速度较慢、设备庞大等问题。
锅炉脱硫塔半干法FGD技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生(如水洗活性炭再生流程),或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物(如喷雾干燥法)的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法,以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点,又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。按脱硫产物的用途,可分为抛弃法和回收法两种。
工业废气进行脱硫处理设备通常使用玻璃钢脱硫塔,电厂脱硫塔是我公司主导产品之一。
电厂脱硫塔初以花岗岩砌筑的应用的为广泛,其利用水膜脱硫除尘原理,又名花岗岩水膜脱硫除尘器,或名麻石水膜脱硫除尘器。优点是易维护,且可通过配制不同的除尘剂,同时达到除尘和脱硫(脱氮)的效果。现在随着玻璃钢技术的发展,脱硫塔逐渐改为用玻璃钢制造。相比花岗岩脱硫塔,玻璃钢脱硫塔成本低、加工容易、不锈不烂、重量轻,因此成为今后脱硫塔的发展趋势。
玻璃钢脱硫塔日趋成熟,已发展成文丘里型、旋流板型、旋流柱型、浮球型、筛板型、气动乳化型等各种类型的脱硫塔,设备技术日趋成熟,各有优点和不足,企业可依自身需要选用不同类型。
电厂脱硫塔国内外常用的玻璃钢脱硫塔,主要有喷淋空塔、填料塔、双回路塔及喷射鼓炮塔等四种。
电厂脱硫塔为处理烟气脱硫的大型脱硫装置,而用于燃煤工业锅炉和窑炉烟气脱硫的小型脱硫除尘装置多称为脱硫除尘器。在脱硫塔和脱硫除尘器中,应含SO2的烟气,对烟气中的SO2进行化学吸收。为了强化吸收过程,提高脱硫效率,降低设备的投资和运行费用,脱硫塔和脱硫除尘器应满足以下的基本要求:
(1)气液间有较大的接触面积和一定的接触时间;(2)气液间扰动强烈,吸收阻力小,对SO2的吸收效率高;(3)操作稳定,要有合适的操作弹性;(4)气流通过时的压降要小;(5)结构简单,制造及维修方便,造价低廉,使用寿命长;(6)不结垢,不堵塞,耐磨损,耐腐蚀;(7)能耗低,不产生二次污染。
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