CN103599699A - Scr脱硝系统的催化剂更新方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种SCR脱硝系统的催化剂更新方法及其系统，所述方法包括以下步骤：获取催化剂的活性随催化剂与反应物的累积接触时间变化的规律，计算催化剂的失活速率；根据所述催化剂的失活速率，对所述SCR脱硝系统中的催化剂进行活性预测，获取所述催化剂的活性预测值；根据所述催化剂的活性预测值，获取所述SCR脱硝系统对应的反应器性能参数；将所述SCR脱硝系统的反应器性能参数与预设的阈值比较，根据比较结果判断是否更新催化剂。本发明能够确定催化剂更新的准确时间，保证SCR脱硝系统运行的性能。

Description

SCR脱硝系统的催化剂更新方法及其系统

技术领域

本发明涉及SCR脱硝系统的技术领域，特别是涉及一种SCR脱硝系统的催化剂更新方法，以及一种SCR脱硝系统的催化剂更新系统。 

背景技术

SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原法)的原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在290-400℃下将NO和NO2还原成N2，而几乎不发生NH3的氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。 

随着SCR脱硝系统在我国火电厂的广泛应用，SCR催化剂及脱硝系统的运行管理问题日益突出。SCR脱硝系统在的催化剂活性是SCR脱硝系统运行的一项重要指标，关系到SCR脱硝系统的运行状况。因此催化剂的及时更新是SCR脱硝系统的一个重要问题，不仅关系到SCR脱硝系统的正常运行，也关系到成本的控制。 

常用的SCR脱硝系统的催化剂更新方法是对SCR脱硝系统的催化剂进行取样，对催化剂试样进行测试，估算催化剂的活性，从而根据催化剂试样的活性决定是否进行催化剂更新。 

然而，这样的更新方法需要不断对催化剂进行取样测试，而在实际运营过程中，只有在停机检修的时候才能够对催化剂进行取样。因此上述方法只能停机检修的时候才能够根据催化剂取样的试样活性判断是否进行更新，而无法确定催化剂更新的准确时间，如果催化剂在两次取样时间之间活性降低需要更新，根据上述方法将无法处理，可能导致这段时间内SCR脱硝系统的运行不正常。 

发明内容

针对上述背景技术中存在的SCR脱硝系统的催化剂更新方法无法确定催化剂更新的准确时间的问题，本发明的目的在于提供一种能够确定催化剂更新的准确时间的SCR脱硝系统的催化剂更新方法。 

一种SCR脱硝系统的催化剂更新方法，包括以下步骤： 

获取催化剂的活性随催化剂与反应物的累积接触时间变化的规律，计算催化剂的失活速率； 

根据所述催化剂的失活速率，对所述SCR脱硝系统中的催化剂进行活性预测，获取所述催化剂的活性预测值； 

根据所述催化剂的活性预测值，获取所述SCR脱硝系统对应的反应器性能参数； 

将所述SCR脱硝系统的反应器性能参数与预设的阈值比较，根据比较结果判断是否更新催化剂。 

本发明的SCR脱硝系统的催化剂更新方法首先检测获取催化剂的活性随接触时间变化的规律，计算催化剂的失活速率。根据所述催化剂的失活速率，对所述SCR脱硝系统中的催化剂进行活性预测，获取所述催化剂的活性预测值；然后获取所述SCR脱硝系统在对应的活性预测值下的反应器性能参数，根据所述反应器性能参数判断是否更新催化剂。只需要根据催化剂的失活速率预测反应器的性能下降到阈值以下的时间，能够准确确定反应器的性能不足之前的催化剂更新时间，以便合理调度SCR脱硝系统的运行以及催化剂更新。 

本发明的目的还在于提供一种与上述SCR脱硝系统的催化剂更新方法对应的SCR脱硝系统的催化剂更新系统。 

一种SCR脱硝系统的催化剂更新系统，包括： 

失活运算模块，用于获取催化剂的活性随催化剂与反应物的累积接触时间变化的规律，计算催化剂的失活速率； 

活性预测模块，用于根据所述催化剂的失活速率，对所述SCR脱硝系统中的催化剂进行活性预测，获取所述催化剂的活性预测值； 

反应器性能运算模块，用于根据所述催化剂的活性预测值，获取所述SCR脱硝系统对应的反应器性能参数； 

更新模块，用于将所述SCR脱硝系统的反应器性能参数与预设的阈值比较，根据比较结果判断是否更新催化剂。 

本发明的SCR脱硝系统的催化剂更新系统中，所述失活运算模块检测获取 催化剂的活性随接触时间变化的规律，计算催化剂的失活速率。所述活性预测模块根据所述催化剂的失活速率，对所述SCR脱硝系统中的催化剂进行活性预测，获取所述催化剂的活性预测值；所述反应器性能运算模块获取所述SCR脱硝系统在对应的活性预测值下的反应器性能参数，所述更新模块根据所述反应器性能参数判断是否更新催化剂。只需要根据催化剂的失活速率预测反应器的性能下降到阈值以下的时间，能够准确确定反应器的性能不足之前的催化剂更新时间，以便合理调度SCR脱硝系统的运行以及催化剂更新。 

附图说明

图1是本发明SCR脱硝系统的催化剂更新方法的流程示意图； 

图2是SCR脱硝反应器的催化剂布置示意图； 

图3是本发明SCR脱硝系统的催化剂更新方法更换全新催化剂的示意图； 

图4是本发明SCR脱硝系统的催化剂更新方法更换再生催化剂的示意图； 

图5本发明SCR脱硝系统的催化剂更新系统的结构示意图。 

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明SCR脱硝系统的催化剂更新方法的流程示意图。 

所述SCR脱硝系统的催化剂更新方法，包括以下步骤： 

S101，获取催化剂的活性随催化剂与反应物的累积接触时间变化的规律，计算催化剂的失活速率； 

S102，根据所述催化剂的失活速率，对所述SCR脱硝系统中的催化剂进行活性预测，获取所述催化剂的活性预测值； 

S103，根据所述催化剂的活性预测值，获取所述SCR脱硝系统对应的反应器性能参数； 

S104，将所述SCR脱硝系统的反应器性能参数与预设的阈值比较，根据比较结果判断是否更新催化剂。 

本发明的SCR脱硝系统的催化剂更新方法首先检测获取催化剂的活性随接触时间变化的规律，计算催化剂的失活速率。根据所述催化剂的失活速率，对 所述SCR脱硝系统中的催化剂进行活性预测，获取所述催化剂的活性预测值；然后获取所述SCR脱硝系统在对应的活性预测值下的反应器性能参数，根据所述反应器性能参数判断是否更新催化剂。只需要根据催化剂的失活速率预测反应器的性能下降到阈值以下的时间，能够准确确定反应器的性能不足之前的催化剂更新时间，以便合理调度SCR脱硝系统的运行以及催化剂更新。 

对于上述步骤S101，所述催化剂的活性随催化剂与反应物的累积接触时间变化的规律，可以定期对催化剂取样，并对试样进行活性计算，然后根据取样时间和试样活性确定催化剂的活性随时间变化的规律。即包括以下步骤： 

在催化剂使用的过程中对每层的催化剂定期取样； 

在模拟烟气条件下测量催化剂试样的活性，再根据测量的数据求解催化剂的失活方程： 

r_k＝-d_k/d_tc

式中，r_k为催化剂的失活速率；t_c为催化剂与反应物的累计接触时间，k为催化剂活性。 

对SCR脱硝系统的催化剂进行取样时，优选在机组停机检修停机时进行催化剂取样，然后在系统之外对催化剂试样进行活性检测，得到催化剂的活性。 

在计算获得催化剂活性时，可通过业内各种通常的活性检测方法对所述催化剂样本进行活性检测。在一个实施例中，对所述催化剂样本进行活性检测，获得催化剂活性的步骤包括： 

获取对所述催化剂样本进行活性检测时使用的模拟烟气流量，以及催化剂样本表面积，将所述模拟烟气流量以及催化剂样本表面积代入以下公式，计算活性检测的面速度： 

${\mathrm{AV}}_{\mathrm{test}}=\left(\frac{{\stackrel{\·}{V}}_{\mathrm{test}}}{A_{\mathrm{test}}}\right),$

其中，AV_test为活性检测的面速度，

为模拟烟气流量，A_test为催化剂样块表面积； 

获取对所述催化剂样本进行活性检测时测试设备的进口NH₃浓度和出口 NH₃浓度，将所述进口NH₃浓度和出口NH₃浓度代入以下公式，计算NO_x脱除率： 

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{NOx}}=\left(\frac{{\mathrm{NH}}_{3,\mathrm{inlet}}-{\mathrm{NH}}_{3,\mathrm{outlet}}}{{\mathrm{NH}}_{3,\mathrm{inlet}}}\right),$

其中，η_NOx为NO_x脱除率，NH_3,inlet为进口NH₃浓度，NH_3,outlet为出口NH₃浓度； 

将上述计算获得的活性检测的面速度和NO_x脱除率代入以下公式，计算所述催化剂活性： 

K_test＝-AV_test·ln(1-η_NOx)， 

其中，K_test为催化剂活性，AV_test为活性检测的面速度，η_NOx为NO_x脱除率。 

对于上述步骤S102，根据所述催化剂的失活速率，对所述SCR脱硝系统中的催化剂进行活性预测，获取所述催化剂的活性预测值的步骤包括： 

根据以下公式计算所述催化剂的活性预测值： 

k＝k₀exp(-At) 

式中，k为催化剂活性，k₀为催化剂的初始活性，A为失活速率，t为催化剂与反应物的累计接触时间。 

火电厂单个SCR脱硝反应器一般安装有2～3层催化剂，不同层的催化剂的失活速率是不一样的。通常来说第1层由于最接近反应器入口，烟气条件比较恶劣，其失活速率要高于下面2层催化剂。本文假定3层催化剂的失活速率存在线性比例关系，并且第1层>第2层>第3层。 

对于上述步骤S103，根据所述催化剂的活性预测值，获取所述SCR脱硝系统对应的反应器性能参数； 

反应器是SCR脱硝系统的核心部件，是烟气中NO_x与NH₃在催化剂表面上反应生成N₂和H₂O的场所。SCR脱硝反应器有两项最重要的性能指标：脱硝效率和氨逃逸率（出口氨浓度）。电厂也主要是根据这两项性能指标来制定催化剂管理计划，决定什么时候加装催化剂或者更换催化剂。通过上述步骤可预测催化剂的活性，从活性的角度对SCR脱硝反应器进行性能计算，并计算出脱硝效率及氨逃逸率，为判断催化剂是否更新做基础。 

SCR脱硝反应器的催化剂大多采用了“2+1”的布置形式。刚开始时运行时安 装2层催化剂，预留第三层作预备层，等到运行一段时间后催化剂性能不能满足运行要求时再加装，催化剂布置如图2所示。 

烟气从反应器进口流进，从上到下依次经过各层催化剂，发生脱硝反应，最后从反应器出口流出。进行SCR脱硝反应器性能计算时，采用逐层催化剂计算的方法，并且作以下几点简化处理： 

（1）上一层催化剂的出口烟气参数作为下一层催化剂的入口烟气参数； 

（2）反应器进口烟气参数作为第一层催化剂的进口烟气参数； 

（3）最后一层催化剂的出口烟气参数作为整个反应器的出口烟气参数； 

获得反应器已知条件如进口烟气参数、催化剂参数之后，从第一层催化剂开始计算。 

步骤S103包括： 

获取各层催化剂入口氨氮比，各层催化剂进口烟气流量，以及各层催化剂表面积，根据以下公式获取各层催化剂的脱硝效率： 

${\mathrm{\&eta;}}_i=\left\{\begin{array}{c}1-e^{-\frac{K_i}{{\mathrm{AV}}_i}},{\mathrm{\&gamma;}}_i\&GreaterEqual;1.0\\ {\mathrm{\&gamma;}}_i(1-e^{-\frac{K_i}{{\mathrm{AV}}_i}}),{\mathrm{\&gamma;}}_i<1.0\end{array}\right.$

其中，η_i为第i层催化剂的脱硝效率，γ_i为第i层催化剂入口氨氮比，K_i为第i层催化剂活性，AV_i为第i层催化剂的面速度，并且，

V_i为第i层催化剂进口烟气流量，A_i为第i层催化剂表面积； 

根据下述公式获取SCR脱硝系统反应器出口的NO_x浓度和氨逃逸率： 

$C_{\mathrm{NOx},\mathrm{out}}=C_{\mathrm{NOx},\mathrm{in}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Pi;}}}(1-{\mathrm{\&eta;}}_i)$

$C_{\mathrm{NH}3,\mathrm{out}}=\mathrm{\&gamma;}{C}_{\mathrm{NOx},\mathrm{in}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Pi;}}}(1-{\mathrm{\&eta;}}_i)$

其中，CNO_x,in为NO_x进口浓度，CNO_x,out为NO_x出口浓度，γ为反应器进口氨氮比。 

对于上述步骤S104，将所述SCR脱硝系统的反应器性能参数与预设的阈值比较，根据比较结果判断是否更新催化剂。每个SCR脱硝反应器都有规定的性能保证，在设计工况下，在催化剂使用寿命内，脱硝效率不低于最低保证值，氨逃逸率不超过最大保证值。一旦催化剂达到使用寿命后，其性能就无法保证运行要求了，此时就必须更换部分的催化剂或者向反应器中添加更多的催化剂。所述预设的阈值可以根据SCR脱硝系统的反应器最低性能阈值设置。在一个实施例中，判断所述SCR脱硝系统的反应器的氨逃逸率是否超过3ppm，如果是，则更新催化剂，否则，不更新催化剂。 

在更新催化剂时，催化剂更新方式可采用以下两种中的其中一种或者组合： 

一种是更换全新催化剂： 

大部分火电厂SCR脱硝反应器都设计有3层催化剂位置，开始运行时安装2层催化剂，第3层留空。运行一段时间后，催化剂活性下降到不能满足运行要求了，加装第3层催化剂。等到催化剂活性再一次不能满足要求时，再更换催化剂。此时第1层和第2层催化剂虽然服役时间相同，但是第1层催化剂更接近反应器入口，烟气条件比较恶劣，一般活性衰减得更快。因此，通常是从上到下依次更换催化剂，先更换第1层，如图3所示，随后再依次更换第2层、第3层催化剂。 

先添加备用层，再依次更换催化剂层的方法成熟、稳定可靠，需要考虑的因素相对较少，但是由于每次都更换一层新催化剂，催化剂消耗量很大。另外，由于反应器填满了三层催化剂，系统压降会比较大。 

另一种是更换再生催化剂： 

更换再生催化剂其中的一个方法就是每次保持反应器内留有一层空催化剂层，从上到下依次更换活性最低那一层催化剂，更换顺序如图4所示。 

脱硝系统投入运行后，当催化剂活性第一次下降到最低允许值时，在第3层位置加装新催化剂，同时把第1层催化剂拆走送去再生，当下一次再需要更换催化剂时，在第1层位置安装上次再生好的催化剂，把原来第2层催化剂拆 走送去再生，接着下一次更换催化剂时，在第2层位置安装上次再生好的催化剂，把原来第3层催化剂拆走送去再生。 

催化剂再生成本大约相当于新催化剂的60%，其运送和安装成本与新催化剂基本一样，因此更换再生催化剂消耗的催化剂成本要比更换全新催化剂少很多。由于反应器里面同时只有2层催化剂，留有一空层，系统压降少，比较适用于燃用高灰分煤种。但是这样催化剂更换周期要比全部装满时短，一般不到3年就需要更换一次，这对停机计划提出了更高的要求。另外再生催化剂要求催化剂的物理结构基本完整，如果损坏比较严重，则不能通过再生恢复活性，必须更换新的催化剂。 

请参阅图5，图5本发明SCR脱硝系统的催化剂更新系统的结构示意图。 

所述SCR脱硝系统的催化剂更新系统，包括： 

失活运算模块11，用于获取催化剂的活性随催化剂与反应物的累积接触时间变化的规律，计算催化剂的失活速率； 

活性预测模块12，用于根据所述催化剂的失活速率，对所述SCR脱硝系统中的催化剂进行活性预测，获取所述催化剂的活性预测值； 

反应器性能运算模块13，用于根据所述催化剂的活性预测值，获取所述SCR脱硝系统对应的反应器性能参数； 

更新模块14，用于将所述SCR脱硝系统的反应器性能参数与预设的阈值比较，根据比较结果判断是否更新催化剂。 

本发明的SCR脱硝系统的催化剂更新系统首先检测获取催化剂的活性随接触时间变化的规律，计算催化剂的失活速率。根据所述催化剂的失活速率，对所述SCR脱硝系统中的催化剂进行活性预测，获取所述催化剂的活性预测值；然后获取所述SCR脱硝系统在对应的活性预测值下的反应器性能参数，根据所述反应器性能参数判断是否更新催化剂。只需要根据催化剂的失活速率预测反应器的性能下降到阈值以下的时间，能够准确确定反应器的性能不足之前的催化剂更新时间，以便合理调度SCR脱硝系统的运行以及催化剂更新。 

所述催化剂的活性随催化剂与反应物的累积接触时间变化的规律，可以定期对催化剂取样，并对试样进行活性计算，然后根据取样时间和试样活性确定 催化剂的活性随时间变化的规律。 

即所述失活运算模块11在催化剂使用的过程中对每层的催化剂定期取样，并在模拟烟气条件下测量催化剂试样的活性，再根据测量的数据求解催化剂的失活方程： 

r_k＝-d_k/d_tc

式中，r_k为催化剂的失活速率；t_c为催化剂与反应物的累计接触时间，k为催化剂活性。 

即所述失活运算模块11对SCR脱硝系统的催化剂进行取样时，优选在机组停机检修停机时进行催化剂取样，然后在系统之外对催化剂试样进行活性检测，得到催化剂的活性。 

在计算获得催化剂活性时，可通过业内各种通常的活性检测方法对所述催化剂样本进行活性检测。在一个实施例中，对所述催化剂样本进行活性检测，获得催化剂活性的步骤包括： 

获取对所述催化剂样本进行活性检测时使用的模拟烟气流量，以及催化剂样本表面积，将所述模拟烟气流量以及催化剂样本表面积代入以下公式，计算活性检测的面速度： 

${\mathrm{AV}}_{\mathrm{test}}=\left(\frac{{\stackrel{\&CenterDot;}{V}}_{\mathrm{test}}}{A_{\mathrm{test}}}\right),$

其中，AV_test为活性检测的面速度，

为模拟烟气流量，A_test为催化剂样块表面积； 

获取对所述催化剂样本进行活性检测时测试设备的进口NH₃浓度和出口NH₃浓度，将所述进口NH₃浓度和出口NH₃浓度代入以下公式，计算NO_x脱除率： 

${\mathrm{\&eta;}}_{\mathrm{NOx}}=\left(\frac{{\mathrm{NH}}_{3,\mathrm{inlet}}-{\mathrm{NH}}_{3,\mathrm{outlet}}}{{\mathrm{NH}}_{3,\mathrm{inlet}}}\right),$

其中，η_NOx为NO_x脱除率，NH_3,inlet为进口NH₃浓度，NH_3,outlet为出口NH₃浓度； 

将上述计算获得的活性检测的面速度和NO_x脱除率代入以下公式，计算所 述催化剂活性： 

K_test＝-AV_test·ln(1-η_NOx)， 

其中，K_test为催化剂活性，AV_test为活性检测的面速度，η_NOx为NO_x脱除率。 

所述活性预测模块12优选根据以下公式计算所述催化剂的活性预测值： 

k＝k₀exp(-At) 

式中，k为催化剂活性，k₀为催化剂的初始活性，A为失活速率，t为催化剂与反应物的累计接触时间。 

火电厂单个SCR脱硝反应器一般安装有2～3层催化剂，不同层的催化剂的失活速率是不一样的。通常来说第1层由于最接近反应器入口，烟气条件比较恶劣，其失活速率要高于下面2层催化剂。本文假定3层催化剂的失活速率存在线性比例关系，并且第1层>第2层>第3层。 

所述反应器性能运算模块13根据所述催化剂的活性预测值，获取所述SCR脱硝系统对应的反应器性能参数； 

反应器是SCR脱硝系统的核心部件，是烟气中NO_x与NH₃在催化剂表面上反应生成N₂和H₂O的场所。SCR脱硝反应器有两项最重要的性能指标：脱硝效率和氨逃逸率（出口氨浓度）。电厂也主要是根据这两项性能指标来制定催化剂管理计划，决定什么时候加装催化剂或者更换催化剂。通过上述步骤可预测催化剂的活性，从活性的角度对SCR脱硝反应器进行性能计算，并计算出脱硝效率及氨逃逸率，为判断催化剂是否更新做基础。 

SCR脱硝反应器的催化剂大多采用了“2+1”的布置形式。刚开始时运行时安装2层催化剂，预留第三层作预备层，等到运行一段时间后催化剂性能不能满足运行要求时再加装。 

烟气从反应器进口流进，从上到下依次经过各层催化剂，发生脱硝反应，最后从反应器出口流出。进行SCR脱硝反应器性能计算时，采用逐层催化剂计算的方法，并且作以下几点简化处理： 

（1）上一层催化剂的出口烟气参数作为下一层催化剂的入口烟气参数； 

（2）反应器进口烟气参数作为第一层催化剂的进口烟气参数； 

（3）最后一层催化剂的出口烟气参数作为整个反应器的出口烟气参数； 

获得反应器已知条件如进口烟气参数、催化剂参数之后，从第一层催化剂开始计算。 

所述所述反应器性能运算模块13获取各层催化剂入口氨氮比，各层催化剂进口烟气流量，以及各层催化剂表面积，根据以下公式获取各层催化剂的脱硝效率： 

${\mathrm{\&eta;}}_i=\left\{\begin{array}{c}1-e^{-\frac{K_i}{{\mathrm{AV}}_i}},{\mathrm{\&gamma;}}_i\&GreaterEqual;1.0\\ {\mathrm{\&gamma;}}_i(1-e^{-\frac{K_i}{{\mathrm{AV}}_i}}),{\mathrm{\&gamma;}}_i<1.0\end{array}\right.$

其中，η_i为第i层催化剂的脱硝效率，γ_i为第i层催化剂入口氨氮比，K_i为第i层催化剂活性，AV_i为第i层催化剂的面速度，并且，

V_i为第i层催化剂进口烟气流量，A_i为第i层催化剂表面积； 

根据下述公式获取SCR脱硝系统反应器出口的NO_x浓度和氨逃逸率： 

$C_{\mathrm{NOx},\mathrm{out}}=C_{\mathrm{NOx},\mathrm{in}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Pi;}}}(1-{\mathrm{\&eta;}}_i)$

$C_{\mathrm{NH}3,\mathrm{out}}=\mathrm{\&gamma;}{C}_{\mathrm{NOx},\mathrm{in}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Pi;}}}(1-{\mathrm{\&eta;}}_i)$

其中，CNO_x,in为NO_x进口浓度，CNO_x,out为NO_x出口浓度，γ为反应器进口氨氮比。 

所述更新模块14将所述SCR脱硝系统的反应器性能参数与预设的阈值比较，根据比较结果判断是否更新催化剂。每个SCR脱硝反应器都有规定的性能保证，在设计工况下，在催化剂使用寿命内，脱硝效率不低于最低保证值，氨逃逸率不超过最大保证值。一旦催化剂达到使用寿命后，其性能就无法保证运行要求了，此时就必须更换部分的催化剂或者向反应器中添加更多的催化剂。 所述预设的阈值可以根据SCR脱硝系统的反应器最低性能阈值设置。在一个实施例中，判断所述SCR脱硝系统的反应器的氨逃逸率是否超过3ppm，如果是，则更新催化剂，否则，不更新催化剂。 

所述更新模块14在更新催化剂时，催化剂更新方式可采用更换全新催化剂，或者更新再生催化剂这两种方式的其中一种或者两种组合。 

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施方式中的全部或部分流程以及对应的系统，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各实施方式的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。 

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (10)

1.一种SCR脱硝系统的催化剂更新方法，其特征在于，包括以下步骤： 

获取催化剂的活性随催化剂与反应物的累积接触时间变化的规律，计算催化剂的失活速率； 

根据所述催化剂的失活速率，对所述SCR脱硝系统中的催化剂进行活性预测，获取所述催化剂的活性预测值； 

根据所述催化剂的活性预测值，获取所述SCR脱硝系统对应的反应器性能参数； 

将所述SCR脱硝系统的反应器性能参数与预设的阈值比较，根据比较结果判断是否更新催化剂。 

2.如权利要求1所述的SCR脱硝系统的催化剂更新方法，其特征在于，获取催化剂的活性随催化剂与反应物的累积接触时间变化的规律，计算催化剂的失活速率的步骤包括： 

在催化剂使用的过程中对每层的催化剂定期取样； 

在模拟烟气条件下测量催化剂试样的活性，再根据测量的数据求解催化剂的失活方程： 

r_k＝-d_k/d_tc

式中，r_k为催化剂的失活速率；t_c为催化剂与反应物的累计接触时间，k为催化剂活性。 

3.如权利要求1所述的SCR脱硝系统的催化剂更新方法，其特征在于，根据所述催化剂的失活速率，对所述SCR脱硝系统中的催化剂进行活性预测，获取所述催化剂的活性预测值的步骤包括： 

根据以下公式计算所述催化剂的活性预测值： 

k＝k₀exp(-At) 

式中，k为催化剂活性，k₀为催化剂的初始活性，A为失活速率，t为催化剂与反应物的累计接触时间。 

4.如权利要求1所述的SCR脱硝系统的催化剂更新方法，其特征在于，根据所述催化剂的活性预测值，获取所述SCR脱硝系统对应的反应器性能参数的 步骤包括： 

获取各层催化剂入口氨氮比，各层催化剂进口烟气流量，以及各层催化剂表面积，根据以下公式获取各层催化剂的脱硝效率： 

其中，η_i为第i层催化剂的脱硝效率，γ_i为第i层催化剂入口氨氮比，K_i为第i层催化剂活性，AV_i为第i层催化剂的面速度，并且，

V_i为第i层催化剂进口烟气流量，A_i为第i层催化剂表面积； 

根据下述公式获取SCR脱硝系统反应器出口的NO_x浓度和氨逃逸率： 

其中，CNO_x,in为NO_x进口浓度，CNO_x,out为NO_x出口浓度，γ为反应器进口氨氮比。 

5.如权利要求1所述的SCR脱硝系统的催化剂更新方法，其特征在于，将所述SCR脱硝系统的反应器性能参数与预设的阈值比较，根据比较结果判断是否更新催化剂的步骤包括： 

判断所述SCR脱硝系统的反应器的氨逃逸率是否超过3ppm，如果是，则更新催化剂，否则，不更新催化剂。 

6.一种SCR脱硝系统的催化剂更新系统，其特征在于包括： 

失活运算模块，用于获取催化剂的活性随催化剂与反应物的累积接触时间变化的规律，计算催化剂的失活速率； 

活性预测模块，用于根据所述催化剂的失活速率，对所述SCR脱硝系统中的催化剂进行活性预测，获取所述催化剂的活性预测值； 

反应器性能运算模块，用于根据所述催化剂的活性预测值，获取所述SCR脱硝系统对应的反应器性能参数； 

更新模块，用于将所述SCR脱硝系统的反应器性能参数与预设的阈值比较，根据比较结果判断是否更新催化剂。 

7.如权利要求6所述的SCR脱硝系统的催化剂更新系统，其特征在于，所述失活运算模块在催化剂使用的过程中对每层的催化剂定期取样，并在模拟烟气条件下测量催化剂试样的活性，再根据测量的数据求解催化剂的失活方程： 

r_k＝-d_k/d_tc

式中，r_k为催化剂的失活速率；t_c为催化剂与反应物的累计接触时间，k为催化剂活性。 

8.如权利要求6所述的SCR脱硝系统的催化剂更新系统，其特征在于，所述活性预测模块根据以下公式计算所述催化剂的活性预测值： 

k＝k₀exp(-At) 

式中，k为催化剂活性，k₀为催化剂的初始活性，A为失活速率，t为催化剂与反应物的累计接触时间。 

9.如权利要求6所述的SCR脱硝系统的催化剂更新系统，其特征在于，所述反应器性能运算模块根据所述催化剂的活性预测值，获取所述SCR脱硝系统对应的反应器性能参数的步骤包括： 

获取各层催化剂入口氨氮比，各层催化剂进口烟气流量，以及各层催化剂表面积，根据以下公式获取各层催化剂的脱硝效率： 

其中，η_i为第i层催化剂的脱硝效率，γ_i为第i层催化剂入口氨氮比，K_i为 第i层催化剂活性，AV_i为第i层催化剂的面速度，并且，

V_i为第i层催化剂进口烟气流量，A_i为第i层催化剂表面积； 

根据下述公式获取SCR脱硝系统反应器出口的NO_x浓度和氨逃逸率： 

其中，CNO_x,in为NO_x进口浓度，CNO_x,out为NO_x出口浓度，γ为反应器进口氨氮比。 

10.如权利要求6所述的SCR脱硝系统的催化剂更新系统，其特征在于，所述更新模块判断所述SCR脱硝系统的反应器的氨逃逸率是否超过3ppm，如果是，则更新催化剂，否则，不更新催化剂。 

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