[发明专利]SCR脱硝催化剂磨损的诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及SCR脱硝技术领域，特别是涉及一种SCR脱硝催化剂磨损的诊断方法。

背景技术

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19.1×106t，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。

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

基于此，本发明的目的是提供一种SCR脱硝催化剂磨损的诊断方法。

具体的技术方案如下：

一种SCR脱硝催化剂磨损的诊断方法，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；

对催化剂样品进行表观状态检测；

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。

所述表观状态检测包括催化剂堵塞程度检测、催化剂磨损程度检测和催化剂机械强度检测。

所述活性检测包括NO脱除率检测和SO₂/SO₃转化率检测。

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。

所述成分检测包括催化剂晶型分析和催化剂元素分析。

本发明的优点如下：

本发明针对某电厂SCR脱硝催化剂发生严重磨损原因进行了分析，同时对4个催化剂试样进行了实验室测试。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、IC），得到了催化剂严重磨损的原因，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。

附图说明

图1为催化剂活性测量装置示意图；

图2为A反应器上层现场照片；

图3为A反应器下层现场照片；

图4为B反应器下层现场照片；

图5为取样的催化剂照片；

图6为新、旧催化剂的XRD谱图（(1)新催化剂；(2)A侧上层催化剂样品；(3)A侧下层催化剂样品；(4)B侧上层催化剂样品；(5)B侧下层催化剂样品）；

图7为新催化剂SEM照片；

图8为A侧上层催化剂样品的SEM照片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步阐述。

1、设备简介

某电厂2×330MW机组烟气脱硝工程项目于2009年3月开工建设，2010年4月底建成投用。脱硝工艺采用“高含尘布置方式”的选择性催化还原法（SCR）工艺。设计脱硝效率≥60%，SCR催化剂层数按2层运行、1层备用设计。表1为SCR脱硝工艺主要设计参数。

表1SCR烟气脱硝工艺主要设计参数

2、催化剂性能测试内容