为平衡利用我国宝贵的稀土资源、提高稀土资源的附加值,公司联合南京工业大学开发了不含五氧化二钒的稀土脱硝催化剂,并成功在淄博实现产业化。目前已经应用到七十余项脱硝工程,部分工程已经运行满三年,至今脱硝效果良好且未出现坍塌破损的现象。
无毒脱硝催化剂主要应用于燃煤电厂,适用温度180~420℃。目前可生产15~35孔的催化剂。
2.1.无毒脱硝催化剂特点
(1)特点1
保证合理壁厚,催化剂强度高,抗磨损性能好,不易坍塌。机械性能上保证催化剂易于再生使用,延长了催化剂使用周期。
需要明确的是:
壁厚是催化剂机械寿命基本的保障;天璨18孔催化剂:壁厚:1.0±0.05mm,体积密度:420 kg/m3;
磨蚀不仅仅发生在催化剂顶端;烟气在催化剂内从湍流转变为层流,灰分颗粒(不规则形状)并不遵从层流模式,灰分颗粒倾向于翻转并在整个通道长度内冲击催化剂内壁,磨损从上至下是均匀的。
顶端硬化的问题:仅仅作用在催化剂顶部;硬化的顶端材料不具有活性,不能作为脱硝催化剂;随着磨损的继续,位于硬化顶端下部的催化剂内壁逐渐变薄;天璨公司不生产体积密度小的薄壁催化剂,对业主的长期使用是不利的!
(2)特点2
合理的活性组分添加量,保证脱硝效率&氨逃逸的前提下,SO2/SO3转化率低,减小对下游设备的腐蚀、堵塞。
目前钒钛脱硝催化剂为缩减催化剂体积量,往往提高五氧化二钒的使用量。但五氧化二钒的使用量越高,SO2/SO3转化率越高。
较高的SO3含量在SCR脱硝系统中有如下危害:
①生成气溶胶(Aerosol)形成烟羽(Plume);
②SO3是PM2.5的前驱体;
③腐蚀烟道和设备;
④形成硫酸氢铵堵塞设备;
⑤降低锅炉效率(提高排烟温度防止结露);
⑥造成催化剂失活;
(3)特点3
无毒脱硝催化剂由更加环保的稀土和过渡金属氧化物组成,失效后不属于危险废物,不需要危废处理;节省了危废处置费用,且废弃后的需要缴纳的环境保护税仅为钒钛系催化剂的1/40。稀土脱硝催化剂长期运行的总费用更低。
(4)特点4
相比钒钛脱硝催化剂,稀土脱硝催化剂的活性衰减更慢,使用寿命更长。
以山东某电厂为例,该电厂两台机组300MW机组,工况条件相同,6#机组使用稀土脱硝催化剂,7#机组使用钒钛脱硝催化剂,两台机组催化剂用量相同,设计脱硝效率不低于90%,氨逃逸不大于3ppm。
经过24000h的运行后,如图2-4所示:稀土脱硝催化剂效率和氨逃逸均达到设计要求,钒钛系催化剂脱硝效率满足要求但氨逃逸出现超标。
无毒稀土脱硝催化剂运行24000h后可继续运行,说明活性衰减更慢,寿命更长。
化图