淺析漳山電廠SCR脫硝失活催化劑再生應用
摘要：京能漳山電廠（以下簡稱漳山電廠）#4機組催化劑取樣發現脫硝效率較低無法滿足需求。為降低生產成本，漳山電廠實施催化劑再生工作，在取樣檢測情況下測定催化劑失活原因是催化劑內部微孔通道及表層被硫酸鈣顆粒堵塞，通過壓力射流機沖洗，鼓泡、超聲化學清洗，去除污垢、灰塵顆粒，最后高溫煅燒。通過再生，共可節約經費401萬元，取得很高經濟效益，滿足再生催化劑性能需求。
電廠SCR脫硝催化使用中，化學性質基本決定了其化學壽命。隨著催化劑的使用，催化劑表面會堆積污垢，影響脫銷效率，為保證脫銷效率，反應器增加催化劑增加費用，加大風機能耗，而且催化劑價格昂貴，分析失活催化劑再生技術有重要現實意義，文章以漳山電廠失活催化劑再生為例進行分析。
1.漳山電廠催化劑應用情況分析
漳山電廠機組脫硝系統在2008年投入生產，脫硝率可以達到90%，氨逃逸率能夠控制在3ppm以下。SCR脫銷系統包括催化反應器、組件、脫硝供應系統等，脫銷工藝原理如下：煙氣溫度在280～420℃情況下加入氨氣，NOx能夠與氨氣結合在催化劑作用下有選擇性發生化學反應，轉換為氮氣和水，降低煙氣中污染物的含量。
2013年對催化劑進行性能取樣檢測，結果顯示使用過的催化劑經過長期使用和室外放置，脫硝效率不足65%，遠遠低于規定標準。在2014年再次取樣檢測，結果顯示催化劑活性僅僅在0.57，催化劑脫硝性能嚴重衰竭。空預運行情況下，在設計標準下，發現A側空預差壓以及脫硝噴氨量都存在顯著增加情況，B側同樣存在這種情況，脫硝噴氨量環比增加99.62Nm³/h。經過分析，其他工藝條件基本無明顯影響，是催化劑活性下降造成空預差壓升高。在正常生產中，催化劑的活動衰減超出正常值后，將會對脫硝系統帶來嚴重隱患。催化劑活性衰減還會造成第三層假裝，不僅增加脫硝運行風險，還帶來很大成本問題，增加風機耗能，影響機組運行，因此漳山電廠考慮實施失活催化劑再生技術改變活性。
2.SCR脫硝失活催化劑改造應用
2.1催化劑失活原因分析
分析催化劑失活原因。在2014年，漳山電廠測定催化劑失活原因，采樣分析，檢測舊催化劑脫銷效率、活性等。并選擇新鮮催化劑作對比分析。
下面對失活催化劑流程進行具體分析。射流清洗步驟開展中，去除掉的物質主要是孔道堵塞物、浮沉，采用專用射流清洗劑沖洗，嚴格控制沖洗壓力。去離子水清洗步驟中，主要是清除掉負壓吸塵遺留下的粉塵，將化學藥劑添加到去離子水中，完全浸潤催化劑表面污垢，清洗，為下階段的處理提供便利。接下來為超聲波化學清洗，這是最為關鍵環節之一，根據之前取樣檢測結果，分析失活機理，結果顯示硫酸鈣污垢、堿金屬是主要原因，根據這些物質的化學特點，采用專用中性清洗藥劑，去除掉堿金屬例子，如鉀離子、鈉離子等，同時浸潤，促使硫酸鈣污垢出現溶脹進而去除，為提高污垢去除效果，采用超聲波技術輔助去除。失活催化劑經過上階段的清洗、化學清洗、超聲清洗后，表面已經處于清潔狀態，但是同時也引起了部分活
性物質下降，通過取樣，考慮配置再生液配方配制專用再生液，促使催化劑表面均勻吸附氧化助劑、其他活性成分。之后活化劑實施高溫煅燒，進一步促進催化劑基體與活性物質粘附緊密，延長使用壽命。
SCR脫硝催化劑再生中，考慮到環保要求，所有再生活性液廢液統一回收，廢水主要成分為粉煤灰，需要進行處理。采用重金屬捕集和沉淀的方法，廢水經過酸液調節pH，加入捕集劑，初沉淀后，設置瀑布形式，加入絮凝劑進一步沉淀去除粉煤灰。
漳山電廠SCR脫硝失活催化劑改造過程中，需要經過去離子水清洗、化學清洗、蒸汽等步驟，因此選擇開闊地點，建清洗泵站，隔離外界與清理場所。在廠房內部，設置這些裝備。
經過再生改造實驗，改造后，先采用去離子水清洗，需要經過1~2小時時間，然后采用化學方法，估計過程花費時間0.5~1小時，活化步驟時間耗費估計2~4小時，干燥時間需要耗時2~4小時，每天平均產能20~25立方催化劑。SCR脫硝系統再生催化劑工626立方，估計在30d內完成，另外機組催化劑拆除時間花費20d，現場交叉同時開展現場再生和拆除工作，催化劑再生改造工耗時40天時間。
2.3失活催化劑再生改造效果
對再生后的催化樣品進行催化劑脫銷活性測定，比較失活樣品、再生樣品和新鮮樣品脫硝活性。結果顯示再生催化劑的活性與新鮮催化劑基本一致，與失活催化劑樣品相比，增加了20%以上，這是因為催化劑表面形成硫酸根活性，活性升高。
3取得效益分析
漳山電廠對#4機組失活催化劑再生改造，水洗過程去除了大部分中毒物質，改善催化劑微觀形貌，有利于增加催化劑中心的數量和酸性。電廠脫硝生產中，如果不采用再生技術，增加一層催化劑，按照3.2萬元/立方采購成本計算，單層催化劑采購費用節省了313×3.2為1002萬元。風機耗能方面煙氣阻力增加壓力在231Pa，節省能耗231kw，通過催化劑再生再造，使用壽命得到延長，估計在2.4萬小時，節省風機耗能213萬元。
結語
漳山電廠根據催化劑實際情況，開展再生催化劑改造，應用結果顯示性能良好，電廠經過再生改造節約401萬元經費，節省催化劑采購費用1002萬元，風機耗能節省213萬元，創造很大經濟效益。
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