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火力發(fā)電廠脫硝催化劑壽命管理
脫硝裝置在火力發(fā)電廠的使用越來越常見,，其中使用到的脫硝催化劑價格也比較昂貴,，因而為了保障脫硝反應器經濟運行,，火力發(fā)電廠非常重視對脫硝催化劑進行壽命管理,。催化劑壽命管理主要是為了使催化劑的機械壽命和化學壽命更長，避免操作風險,，為此,，介紹了脫硝催化劑壽命管理基本內容。內容包括催化劑的設計及選型,、催化劑的性能檢測,、催化劑的運行管理、催化劑定期檢測,、催化劑再生及更換管理,，其中性能檢測作為壽命管理的zui重要的一部分。
關鍵詞：脫硝催化劑,；壽命管理,；性能檢測
據統(tǒng)計，我國40%的氮氧化物（NOx）排放量來自于煤炭的燃燒,。對氮氧化物排放的貢獻zui多的是燃煤消耗,，有效控制火力發(fā)電廠的氮氧化物排放，是解決我國氮氧化物污染的關鍵之一,，現在已有許多脫硝反應器在國內安裝,。由于在鍋爐中產生的氮氧化物可在脫硝催化劑作用下氧化成氮氣，因此脫硝催化劑在除去氮氧化物中扮演重要的角色,，但前期高成本的投資和具有一定壽命的催化劑使用限制的安裝以及在后期需要增加成本去更換催化劑等不利因素需要加強催化劑管理,，規(guī)范安裝，操作,，測試和維護等壽命管理以及增加催化劑使用壽命,。
催化劑壽命管理的主要考慮因素不僅是在操作現有催化劑時如何滿足脫硝效率的要求，而且還要考慮怎樣實現運行成本節(jié)約的目的,，從而合理的以補充合理地對催化劑進行補充,、更換和再生,。
1催化劑的設計及選型
脫硝催化劑設計應考慮機組容量、性能指標,、煙氣條件,、煤種信息,、灰分信息以及爐型采用固態(tài)排渣爐還是液體排渣爐等基本設計條件,。另外，選擇何種類別的催化劑,、何種規(guī)格的催化劑以及多少體積的催化劑是催化劑選型必須考慮的,。
催化劑大致可以分為以下三大類。
1.1蜂窩狀催化劑
蜂窩狀催化劑具有比表面積大,、活性高,、催化體積小,；催化活性其他類型多50%-70%,；催化再生仍保持選擇性的特點，一般應用于陶制均勻,，整體充滿活性成分的系統(tǒng)中,。在高塵及低塵均適用。
1.2板式催化劑
板式催化劑具有比表面積小,、催化劑體積大,；生產簡便，自動化程度高,；煙氣通過性好,，不易堵塞；實際活性物?|比蜂窩式少50%的特點,，一般應用于以金屬為擔體,，表面涂層為活性成分的系統(tǒng)。主要在高塵下適用,。
1.3波紋板式催化劑
波紋板式催化劑具有比表面積介于蜂窩式與板式之間,，重量輕；活性物質比蜂窩式少70%,；煙氣流動性很敏感的特點,，一般應用于波紋狀玻璃纖維做擔體，表面涂層為活性成分的系統(tǒng),。主要適用于低塵,，燃油燃氣。
2催化劑的性能檢測
性能檢測作為火力發(fā)電廠脫硝催化劑壽命管理的核心,。催化劑性能檢測主要包括安裝前性能檢測,、運行中性能檢測和催化劑壽命末期性能檢測,。
脫硝催化劑安裝前進行性能檢測可以評估催化劑的包括機械強度和活性指標等的整體性能，規(guī)避操作風險以及建立脫硝催化劑基本資料及性能指標數據庫以便于催化劑后期壽命管理,。檢測包括脫硝催化劑的表觀尺寸,、比表面積、孔體積和開口率等指標,，脫硝催化劑抗壓強度,，粘合強度，磨損強度,，微觀尺寸以及主要化學成分和元素等理化指標,，脫硝工藝效率，活性,，SO2/SO3轉化率,，氨逃逸等工藝指標。
脫硝催化劑在運行過程中常出現運行值低于設置值而導致NOx排放濃度超標和催化劑,、空預器堵塞,，引風機出力不夠以及進入不穩(wěn)定區(qū)域等問題，因而一般在性能檢測在催化劑運行過程中也*,。運行過程中的性能檢測可以從各個方面評估催化劑當前的活性中心減少的情況,，準確預估催化劑還能用多長時間；從而可以及時發(fā)現問題,，制定新的解決方案及運行計劃,。
為了改進催化劑新增、再生以及更換措施,，大幅度提高運行經濟性,，性能檢測在催化劑壽命末期也是*的一部分。脫硝催化劑壽命末期性能檢測可以通過對比催化劑廠家的檢測來確定催化劑是否達到了壽命末期,；通過對剩余成分分析及催化反應器整體性能評價來預估催化劑是否能再生,，從而確定更換加裝方案。
3催化劑的運行管理
隨著運行時間的增加,，脫硝催化劑的性能也隨著其變化逐漸減小,，合理規(guī)范的操作方式不僅能夠確保經濟運行脫硝裝置，并且更長時間使用催化劑,。脫硝催化劑運行過程管理還需注意以下幾點：
當反應器的煙氣溫度下降到預定的zui小值時才能對催化劑進行連續(xù)噴霧氨,，氨的連續(xù)噴霧應避免超過12小時；避免水進入反應器或催化劑表面上的形成液滴,；為了防止在操作期間催化劑的著火溫度應時刻監(jiān)控,，停止運行時檢查催化劑是否堵塞或侵蝕，并清除灰塵的附著,，禁止用硬物體和水去疏通,。
4催化劑定期檢測
為了使脫硝催化劑發(fā)揮更長時間的作用,，必須采用一些方法對催化劑進行運行管理和定期檢測。
4.1定期檢查和清潔脫硝反應器
檢查粉塵堆積和整流板等催化劑反應器結構件的現狀,，并清理灰塵,。通過抽吸操作除塵，因為水對催化劑有很大影響,，所以除塵工作不可水洗,。
另外除了定期的維護，也要檢查安裝在脫硝反應器下游方向的在回轉式空氣預熱器換熱元件,。如造成傳熱元件的上方粉塵堆積太多或下方換熱部件被局部腐蝕成圓柱形狀的原因可能不只是劣質的催化劑性能,，還有可能是脫硝反應器的上游局部過高供應或混合不均勻的氨氮摩爾比產生了過量氨流向下游的方向，需要特別對此注意,。
4.2使用測試脫硝催化劑性能的測試塊
為了評估脫硝催化劑的失活速率，每層催化劑的結構設計都配備了測試塊,，通過定期對催化劑的測試塊取樣,、測試模塊的性能，采用物理化學試驗對脫硝催化劑活性進行有效評價,，以正確掌握脫硝催化劑的性能,，幫助整個脫硝裝置性能管理。
4.3運行中定期管理
催化劑脫硝性能與脫硝反應器前后的氨氮摩爾比煙氣流速的分布存在緊密的,，這些分布在長期運行后有可能逐漸改變,。為了掌握這些分布的長期變化，應定期送到有資質的檢測單位操作運行中的分布均勻試驗
5催化劑再生及更換管理
每個脫硝反應器都必須保證所要求的性能,。根據設計條件和催化劑的使用壽命,。脫硝效率不低于zui低保證值，氨逃逸率不超過zui大保證值,。一旦催化劑達到使用壽命,，它的性能不能保證使用要求，必須更換催化劑的部分或添加更多的催化劑到反應器中,。
催化劑達到臨界運行小時數24000時將原催化劑的頂部或底部去掉一層催化劑更換為新的催化劑,，適當保存或添加前再生那部分取出的催化劑，使用機組檢修時間將再生后的舊催化劑替換原來的催化劑一層,，這次被取代下的催化劑也要妥善保存（或添加前再生）,，再待另一機組維修更換另一層催化劑，直至催化劑機械壽命終結（或大面積損傷）,，一直反復循環(huán)上面步驟,，zui后更換新的催化劑。
6結論
執(zhí)行諸如催化劑安裝,，催化劑更換和再生是在性能測試的前提下,，執(zhí)行核心性能檢測壽命管理可以開發(fā)適當的維護計劃,，使催化劑zui大限度使用。通過參考催化劑制造商的實際操作參數,，設計zui大滿足催化劑操作條件的催化劑,。另外脫硝效率和氨逃逸的高要求嚴格限定了運行和退出條件。