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淺析煙氣脫硝催化劑管理及處置應(yīng)用
1情況簡介
定州電廠3號(hào)鍋爐尾部煙氣采用選擇性催化還原脫硝處理工藝（SCR），每臺(tái)機(jī)組設(shè)一套SCR脫硝,，SCR反應(yīng)器直接布置在省煤器之后空預(yù)器之前的煙道上，采用2+1布置方式,，初裝二層板式催化劑*通煙氣時(shí)間為2009年9月，機(jī)組長期運(yùn)行后催化劑活性下降,，為了保證脫硝效率，于2014年9月對(duì)3號(hào)鍋爐脫硝裝置預(yù)留層加裝一層蜂窩式催化劑,，到2016年12月初裝層催化劑運(yùn)行時(shí)間已達(dá)7年,，加裝層運(yùn)行時(shí)間也達(dá)2年,，催化劑累計(jì)時(shí)間大大超過設(shè)計(jì)使用壽命,。
定州電廠對(duì)催化劑實(shí)行專項(xiàng)管理,，利用每次檢修的機(jī)會(huì)對(duì)催化劑進(jìn)行取樣檢測,，掌握其性能劣化狀態(tài),，建立催化劑檢測滾動(dòng)臺(tái)賬（見表1）與計(jì)劃檢修時(shí)間相結(jié)合制定廢煙氣催化劑的更換計(jì)劃,。
截至2016年8月取樣,，初裝層催化劑運(yùn)行時(shí)間約為40000h,，備用層催化劑運(yùn)行時(shí)間約為13000h,，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)催化劑運(yùn)行40,，000h后，相對(duì)活性K40000/K0約為0.46,，已經(jīng)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)閾值0.6,，根據(jù)機(jī)械強(qiáng)度檢測結(jié)果,，備用層催化劑徑向抗壓強(qiáng)度和非硬化端磨損強(qiáng)度低于國家標(biāo)準(zhǔn),。因此需要對(duì)3號(hào)機(jī)組脫硝催化劑進(jìn)行進(jìn)行更換來保證系統(tǒng)運(yùn)行的高效性和可靠性，同時(shí)對(duì)換下來的兩層廢煙氣催化劑進(jìn)行合理處置,，防止重金屬物污染,。
2處置方案研究
2.1脫硝催化劑再生
平板式脫硝催化劑的制備工藝不同于蜂窩式脫硝催化劑的整體擠出燒制工藝，其以薄型不銹鋼絲網(wǎng)板為基材,，在不銹鋼絲網(wǎng)板表面加壓涂覆活性成分并將涂覆好的催化劑片褶皺并按要求剪切成單板,，將褶皺剪切好的單板組裝成催化劑單元，催化劑單元煅燒后組裝得到催化劑模塊,。失效SCR催化劑含有V2O5、WO3以及使用過程中聚集的重金屬,，若處置不當(dāng)將會(huì)造成對(duì)環(huán)境的二次污染，板式SCR脫硝催化劑再生針對(duì)性技術(shù)措施如下,。
1）再生前期分析
對(duì)催化劑進(jìn)行充分的鈍化分析是催化劑再生的先決條件,。首先進(jìn)行機(jī)械清理催化劑，檢查催化劑表面是否存在機(jī)械損傷,，機(jī)械損傷過于嚴(yán)重時(shí),，便失去再生的意義；然后通過檢測催化劑脫硝工藝性能及表征手段分析催化劑鈍化的原因,，依此設(shè)計(jì)針對(duì)性再生方案,。
2）良好的清洗
催化劑清洗是一項(xiàng)困難大且技術(shù)含量高的工作，既要保證催化劑表面干凈又具有足夠的活性,，又要避免過度操作使載體和活性成分受到損害,。預(yù)清洗可以用去離子水沖洗掉附著在催化劑表面的灰塵及可溶于水的有害鹽類,，去離子水中添加滲透促進(jìn)劑和表面活性劑等化學(xué)藥劑，使載體污垢表面浸潤,，降低下一步化學(xué)清洗污垢干擾,。
3）活性組分負(fù)載
針對(duì)板式催化劑特點(diǎn)，采用再生液,，依據(jù)溶液化學(xué)理論的指導(dǎo),，嚴(yán)格控制活性組分負(fù)載工藝的參數(shù)、條件,，實(shí)現(xiàn)活性組分有效均勻負(fù)載在催化劑上,。
4）再生工藝流程
失活催化劑運(yùn)至再生廠后，首先進(jìn)行篩選,，催化劑單元體滿足再生條件進(jìn)入預(yù)處理,，對(duì)不滿足整箱再生條件的催化劑模塊，進(jìn)行拆箱,，將可再生的催化劑單元體取出并集中放置,，重新組裝成新的催化劑模塊，進(jìn)入預(yù)處理工段,。預(yù)處理清灰包括（脈沖吹灰器以及負(fù)壓吸塵器）→酸化粗洗（1槽）→漂洗（2槽）→超聲堿洗（3槽）→二次漂洗（4）→化學(xué)清洗（5）→三次漂洗（6）→（瀝水）,，模塊按順序依次通過工藝槽浸泡，嚴(yán)格按照工藝流程,，后瀝水干凈后,，進(jìn)入烘干程序，除掉催化劑中大部分水分,，準(zhǔn)備進(jìn)入活化工序,。失活催化劑綜合處置再生激活處理工藝流程見下圖1。
2.2脫硝催化劑回收
由具有脫硝催化劑回收處置資質(zhì)的公司對(duì)于無法再生的脫硝催化劑可進(jìn)行無害化回收處理,。板式催化劑與蜂窩式催化劑處理方式不同,，蜂窩狀催化劑一般是經(jīng)過簡單處理后壓碎作為催化劑的摻合料繼續(xù)使用，板式催化劑基質(zhì)是金屬板,，一般是回爐熔化,。回收處理工藝需能夠有效的提取廢棄SCR脫硝催化劑中V2O5,、WO3,、MoO3、TiO2等組分,，從而實(shí)現(xiàn)有限資源的重復(fù)利用,，節(jié)約材料，降低能耗,，有利于環(huán)境保護(hù),。催化劑經(jīng)過無害化回收處理,，以實(shí)現(xiàn)危廢固體近*。
通過比較分析,，催化劑再生是處理催化劑有效的技術(shù)手段,，采用科學(xué)有效的板式催化劑再生技術(shù)工藝，可以獲得較好的板式催化劑再生效果,，防止催化劑短時(shí)間失活,，延長催化劑使用壽命，提高催化劑使用經(jīng)濟(jì)性,。因此,，結(jié)合定州電廠廢棄脫硝催化劑的具體情況將初裝兩層的板式催化劑進(jìn)行再生的方案，由于備用層的蜂窩催化劑徑向抗壓強(qiáng)度和非硬化端磨損強(qiáng)度低于國家標(biāo)準(zhǔn)而采取回收的處理方案,。
3方案的應(yīng)用
定州電廠于2016年12月利用3號(hào)機(jī)組C級(jí)檢修的機(jī)會(huì),，對(duì)3號(hào)鍋爐脫硝催化劑進(jìn)行了更換，通過不斷合理優(yōu)化工序,、合理安排施工人員工作排班,、巧妙利用工具等諸多努力，歷時(shí)14天連續(xù)作業(yè),，共拆除三層催化劑432包,，新安裝兩層催化劑288包,，環(huán)保部門將相關(guān)手續(xù)批復(fù)后由相關(guān)廠家轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)行再生,、回收處置，并對(duì)再生后的脫硝催化劑進(jìn)行全尺寸檢驗(yàn),，其各項(xiàng)檢測參數(shù)需達(dá)到國標(biāo)要求,，保證再生后的催化劑使用性能。
4結(jié)束語
鍋爐脫硝催化劑的壽命管理不良直接導(dǎo)致NOX的超標(biāo)排放,，同時(shí)到達(dá)壽命的催化劑處置問題便成為各個(gè)發(fā)電公司所必須面臨難題,。定州電廠針對(duì)鍋爐脫硝催化劑的管理與處置問題進(jìn)行了深入研究并成功應(yīng)用，對(duì)不同的催化劑采取了再生與回收的處理方式,，為燃煤機(jī)組同類問題的處理提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn),。