焦化用低溫SCR脫硝催化劑選型探索

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯焦化用低溫SCR脫硝催化劑選型探索 隨著國(guó)家環(huán)保排放指標(biāo)的不斷趨嚴(yán)，NOx排放也越來(lái)越受到國(guó)家及行業(yè)的重視，以選擇性催化還原法(SCR)為主的脫硝方法正在成為一種潮流。無(wú)論是火電行業(yè)還是非電行業(yè)，同步配套建設(shè)或新增SCR脫硝裝置成為標(biāo)配。但由于所屬行業(yè)不同，所采納的工藝不同，從而使得滿意于火電行業(yè)使用的280420的中溫SCR脫硝催化劑并不能夠很好的適用于非電行業(yè)，諸如鋼鐵焦化、燒結(jié)機(jī)、垃圾焚燒、玻璃、耐火材料、石灰窯、煤氣發(fā)電、鋰電、煉硅、氧化鋁等行業(yè)，一方面由于這些非電行業(yè)的煙氣溫度低于中溫SCR催化劑的使用范圍，大多數(shù)煙氣溫度在160280之間。另一方

2、面則是非電行業(yè)的煙氣成份更加簡(jiǎn)單，堿金屬、水分及其他有害物質(zhì)含量比較高，從而對(duì)作為核心設(shè)備的SCR脫硝催化劑提出了更嚴(yán)苛的要求。 國(guó)內(nèi)目前根據(jù)SCR脫硝系統(tǒng)在不同行業(yè)的使用溫度將脫硝催化劑分為低溫催化劑（160280）、中溫催化劑（280420）和高溫催化劑（450）三種，一般確定了SCR脫硝系統(tǒng)的使用溫度后，也就基本上確定了催化劑的類型。因此，脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行溫度是選擇脫硝催化劑類型的首要依據(jù)，本文重點(diǎn)探討確定溫度條件下低溫SCR催化劑的選擇。確定好脫硝系統(tǒng)的使用溫度后，從以下幾個(gè)方面對(duì)催化劑進(jìn)行選擇：1依據(jù)煙氣的實(shí)際工況，如需要的脫硝效率、脫硝系統(tǒng)入口NOx的含量及要達(dá)到的NOx排放值等來(lái)考

3、慮催化劑的大體用量，確定初步的催化劑體積；2依據(jù)煙氣實(shí)際工況中粉塵的含量和特性來(lái)綜合考慮是選用哪種孔徑式的催化劑，如粉塵含量高，可以選用大孔徑的催化劑。反之，使用小孔徑。3依據(jù)煙氣中的SO2含量，水分及是否含堿金屬重金屬等狀況，來(lái)調(diào)整催化劑的生產(chǎn)配方，使其具有較優(yōu)異的抗硫抗水及抗金屬中毒力量，從而保證催化劑的長(zhǎng)期運(yùn)行。4因低溫SCR脫硝催化劑的使用溫度在硫酸氫銨（ABS）及硫酸銨（AS）的形成溫度范圍內(nèi)，在實(shí)際的催化劑選擇過(guò)程中應(yīng)提示或建議工程公司或使用業(yè)主配套相關(guān)的熱解析設(shè)備。5依據(jù)所設(shè)計(jì)的催化劑用量、業(yè)主所屬行業(yè)的性質(zhì)及場(chǎng)地再綜合考慮是否要對(duì)脫硝系統(tǒng)進(jìn)行分倉(cāng)設(shè)計(jì)。 焦化行業(yè)是典型的非電行業(yè)

4、，因焦化行業(yè)的特點(diǎn)，焦?fàn)t的設(shè)計(jì)壽命一般為30年，中途不能停爐，環(huán)保同時(shí)要求年運(yùn)行8760h，環(huán)保要求嚴(yán)的地區(qū)會(huì)要求SCR系統(tǒng)分倉(cāng)，可實(shí)現(xiàn)在線單倉(cāng)解析，檢修設(shè)備和更換催化劑，從而對(duì)環(huán)保企業(yè)提出了更高的要求。僅對(duì)脫硝而言，討論發(fā)覺(jué)焦?fàn)t所產(chǎn)生的廢煙氣依據(jù)燃料的不同，導(dǎo)致其廢煙氣排煙溫度及污染物含量差別較大，使得脫硝系統(tǒng)在選擇催化劑的時(shí)候不得不依據(jù)燃料的性質(zhì)進(jìn)行區(qū)分。 假如獨(dú)立焦化廠燃料為焦?fàn)t煤氣，其熱值較高，其特點(diǎn)是焦?fàn)t排煙溫度較高，一般為250-310且受生產(chǎn)負(fù)荷影響較大。相對(duì)來(lái)說(shuō)污染物含量較高煙氣條件更簡(jiǎn)單，NOx含量一般700-1500mg/Nm3，SO2含量一般300-1000mg/Nm3，

5、依據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，SO2排放30 mg/Nm3，顆粒物15 mg/Nm3。工藝有兩種可選擇，一是已有濕法脫硫的選擇工藝：煤焦油預(yù)處理+中低溫SCR脫硝+濕法脫硫。此工藝的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)相對(duì)低，催化劑可選擇多，缺點(diǎn)是催化劑壽命可能達(dá)不到3年，且濕法脫硫后不滿意焦?fàn)t煙囪熱備的最低溫度，需要與前端換熱。經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)際運(yùn)行，催化劑化學(xué)壽命一般為2-3年不等，催化劑運(yùn)行溫度依據(jù)硫含量不同可選擇230，250，270即可，市場(chǎng)上可選擇有案例的催化劑廠家較多。二是原本無(wú)脫硫系統(tǒng)的選擇工藝：SDS干法脫硫+中低溫SCR脫硝。催化劑在低硫低塵條件運(yùn)行，催化劑化學(xué)壽命可以達(dá)到3年。催化劑運(yùn)行溫度可選擇180，200，22

6、0，詳細(xì)可依據(jù)脫硫除塵后實(shí)際進(jìn)脫硝系統(tǒng)的溫度，選擇合適的有業(yè)績(jī)的催化劑廠家即可。 鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的焦化廠燃料為高爐煤氣或者混合煤氣，其熱值相對(duì)較低，其特點(diǎn)是焦?fàn)t排煙溫度較低，一般為200-260且受生產(chǎn)負(fù)荷影響較大。相對(duì)來(lái)說(shuō)污染物含量也較低，NOx含量一般500 mg/Nm3，SO2含量一般300 mg/Nm3，工藝有兩種可選擇：一是（半）干法脫硫+布袋除塵+低溫SCR脫硝。二是碳基干法脫硫+中低溫SCR脫硝催化劑。這兩種工藝的優(yōu)點(diǎn)是干法脫硫溫降10-30（詳細(xì)看脫硫方法，入口SO2濃度和工程保溫質(zhì)量），脫硝后溫度滿意煙囪熱備要求，無(wú)廢水廢渣產(chǎn)生。缺點(diǎn)是180-200左右催化劑可選擇廠家少，價(jià)格

7、相對(duì)較高；但相對(duì)升溫或者升溫+換熱，合適的低溫催化劑會(huì)更節(jié)省能耗和投資。在低硫低塵條件運(yùn)行，最早的寶鋼湛江鋼鐵焦化已經(jīng)運(yùn)行四年以上，催化劑壽命可達(dá)3-4年，詳細(xì)看煙氣條件和維護(hù)水平。催化劑運(yùn)行溫度可選擇范圍約180-220，詳細(xì)可依據(jù)脫硫除塵后的溫度，謹(jǐn)慎選擇有多家長(zhǎng)時(shí)間業(yè)績(jī)的催化劑廠家即可。 另外，由于不同焦?fàn)t因投運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)短不一，焦?fàn)t煙氣串漏也是影響脫硝系統(tǒng)催化劑選擇的因素。在催化劑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)依據(jù)焦?fàn)t串漏率對(duì)低溫SCR脫硝催化劑的實(shí)際用量進(jìn)行修訂，以此來(lái)不僅來(lái)滿意脫硝系統(tǒng)出口指標(biāo)合格排放，同時(shí)保證環(huán)保檢測(cè)出的指標(biāo)合格。 總之，在焦化行業(yè)低溫SCR脫硝催化劑的選擇過(guò)程中，不僅要考慮燃料的影響，而且要結(jié)合相關(guān)的環(huán)保工藝路線和焦?fàn)t煙氣的串漏狀況綜合考慮。 對(duì)于始終致力于非電領(lǐng)域低溫SCR脫硝催化劑研發(fā)的方信立華，始終將焦化用SCR脫硝催化劑的研發(fā)作為重中之重。目前方信立華低溫催化劑在焦化上使用業(yè)績(jī)達(dá)到八十八套，分布在寶鋼湛江鋼鐵焦化、鞍山鋼鐵、柳州鋼