CN110554135B - 一种基于检测活性的scr脱硝催化剂更换体积量核算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于检测活性的SCR脱硝催化剂更换体积量核算方法，属于工业废气净化环保及能源领域。本发明通过检测脱硝装置内每一层催化剂的活性并计算活性衰减系数，从而在整体催化剂寿命到期时能够判断更换哪一层催化剂，并准确的评估和核算催化剂更换体积量，有效指导催化剂的更换管理工作。本方法具有系统、准确、操作性强的优点，能够保障脱硝装置稳定、可靠、经济运行，产生显著的环保效益、安全效益以及经济效益，具有广泛的应用前景。

Description

一种基于检测活性的SCR脱硝催化剂更换体积量核算方法
技术领域
本发明属于工业废气净化环保及能源领域，特别涉及一种基于检测活性的SCR脱硝催化剂更换体积量核算方法。
背景技术
当前燃煤电厂烟气脱硝应用最广泛的是选择性催化还原(SCR)脱硝技术，而催化剂是SCR脱硝运行的核心所在。随着脱硝装置运行时间的延长，由于堵塞、磨损、中毒等原因，脱硝催化剂的性能逐渐衰减，当催化剂性能不能满足脱硝装置运行要求时，则需进行催化剂更换工作。如何确定更换的催化剂体积量对于脱硝装置的长期稳定可靠运行至关重要，是当前燃煤烟气脱硝技术领域急需解决的技术难题。
基于上述形势与现状，本发明提出一种基于检测活性的SCR脱硝催化剂更换体积量核算方法，具有系统、准确、操作性强的特点，能够产生显著的环保效益与经济效益。
与本发明相关的专利，如公开号为104318120A，名称为“SCR脱硝系统催化剂寿命的判断方法及装置”的中国专利，是通过将催化剂运行参数与专家数据库的数据进行拟合计算，从而判断SCR脱硝催化剂的寿命，但该方法仅能判断催化剂的寿命，无法确定催化剂寿命到期后需要更换的体积量。
发明内容
本发明的目的是针对当前SCR脱硝催化剂寿命到期后更换体积量无法有效确定的难题，提出一种基于检测活性的SCR脱硝催化剂更换体积量核算方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于检测活性的SCR脱硝催化剂更换体积量核算方法，其特征在于：通过对新装SCR脱硝催化剂及在役催化剂活性的检测，计算每一层催化剂的活性衰减系数，在此基础上计算确定催化剂寿命到期后需要更换的催化剂体积量；
所述催化剂活性的检测，是指针对SCR脱硝装置新装及在役的每一层催化剂，在设计烟气条件、氨氮摩尔比为1.05的条件下，通过检测催化剂进出口的NOx浓度，通过公式(1)计算催化剂的活性K值；
Figure BDA0002131257380000011
其中，K为催化剂的活性，m/h；AV为面速度，m/h；Cin为SCR脱硝反应器入口NOx浓度(干基，基准含氧量)，μL/L；Cout为SCR脱硝反应器出口NOx浓度(干基，基准含氧量)，μL/L；
根据检测新装和在役催化剂的活性，通过公式(2)计算每一层催化剂的活性衰减系数；
Figure BDA0002131257380000021
其中，ki为第i层催化剂的活性衰减系数，％；Kz为在役催化剂的检测活性，m/h；K0为新装催化剂的检测活性，m/h；
当检测脱硝装置内多层催化剂在设计烟气条件下整体脱硝效率、氨逃逸浓度、SO2/SO3转化率无法满足性能要求时，则优先考虑更换活性衰减系数最小的那一层催化剂，催化剂的更换量通过公式(3)计算确定；
Figure BDA0002131257380000022
其中，Qs为催化剂更换体积量，m3；Qt为根据SCR脱硝装置设计烟气条件与性能要求所计算得出的整体新装催化剂体积量，m3；kj为保留的第j层催化剂的活性衰减系数，％；Qj为保留的第j层催化剂的体积量，m3。必要时可根据脱硝装置内催化剂的积灰磨损情况对保留层催化剂体积量进行修正。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：通过采用上述方法，能够准确的评估和核算催化剂更换体积量，有效指导催化剂的更换管理工作，确保脱硝装置的长期稳定运行，具有良好的环保、经济效益与广泛的应用前景。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
本实施例中的基于检测活性的SCR脱硝催化剂更换体积量核算方法，通过对新装SCR脱硝催化剂及在役催化剂活性的检测，计算每一层催化剂的活性衰减系数，在此基础上计算确定催化剂寿命到期后需要更换的催化剂体积量；
催化剂活性的检测，是指针对SCR脱硝装置新装及在役的每一层催化剂，在设计烟气条件、氨氮摩尔比为1.05的条件下，通过检测催化剂进出口的NOx浓度，通过公式(1)计算催化剂的活性K值；
Figure BDA0002131257380000031
其中，K为催化剂的活性，m/h；AV为面速度，m/h；Cin为SCR脱硝反应器入口NOx浓度(干基，基准含氧量)，μL/L；Cout为SCR脱硝反应器出口NOx浓度(干基，基准含氧量)，μL/L；
根据检测新装和在役催化剂的活性，通过公式(2)计算每一层催化剂的活性衰减系数；
Figure BDA0002131257380000032
其中，ki为第i层催化剂的活性衰减系数，％；Kz为在役催化剂的检测活性，m/h；K0为新装催化剂的检测活性，m/h；
当检测脱硝装置内多层催化剂在设计烟气条件下整体脱硝效率、氨逃逸浓度、SO2/SO3转化率无法满足性能要求时，则优先考虑更换活性衰减系数最小的那一层催化剂，催化剂的更换量通过公式(3)计算确定；
Figure BDA0002131257380000033
其中，Qs为催化剂更换体积量，m3；Qt为根据SCR脱硝装置设计烟气条件与性能要求所计算得出的整体新装催化剂体积量，m3；kj为保留的第j层催化剂的活性衰减系数，％；Qj为保留的第j层催化剂的体积量，m3。必要时可根据脱硝装置内催化剂的积灰磨损情况对保留层催化剂体积量进行修正。
某发电企业1000MW燃煤机组配置SCR脱硝装置，每一层新装SCR脱硝催化剂安装使用前在设计烟气条件、氨氮摩尔比为1.05的条件下进行活性检测，随后每一年均在相同条件下进行单层催化剂的活性检测，并计算该层催化剂的活性衰减系数，同时在设计烟气条件下进行整体催化剂的脱硝效率、氨逃逸浓度、SO2/SO3转化率测试。当第一次出现整体催化剂的脱硝效率、氨逃逸浓度、SO2/SO3转化率不能满足性能要求时，通过添加备用层催化剂满足运行要求。从第二次出现整体催化剂的脱硝效率、氨逃逸浓度、SO2/SO3转化率不能满足性能要求开始，每次均对活性衰减系数最小的那一层催化剂进行更换，催化剂更换体积量根据全新催化剂核算量、保留层催化剂活性衰减系数以及体积量核算确定。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围所作的更改，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于检测活性的选择性催化还原SCR脱硝催化剂更换体积量核算方法，其特征在于：通过对新装选择性催化还原SCR脱硝催化剂及在役催化剂活性的检测，计算每一层催化剂的活性衰减系数，在此基础上计算确定催化剂寿命到期后需要更换的催化剂体积量；
所述催化剂活性的检测，是指针对选择性催化还原SCR脱硝装置新装及在役的每一层催化剂，在设计烟气条件、氨氮摩尔比为1.05的条件下，通过检测催化剂进出口的NOx浓度，通过公式(1)计算催化剂的活性K值；
Figure FDA0003501497620000011
其中，K为催化剂的活性，m/h；AV为面速度，m/h；Cin为选择性催化还原SCR脱硝反应器入口NOx浓度，μL/L；Cout为选择性催化还原SCR脱硝反应器出口NOx浓度，μL/L；
根据检测新装和在役催化剂的活性，通过公式(2)计算每一层催化剂的活性衰减系数；
Figure FDA0003501497620000012
其中，ki为第i层催化剂的活性衰减系数，％；Kz为在役催化剂的检测活性，m/h；K0为新装催化剂的检测活性，m/h；
当检测脱硝装置内多层催化剂在设计烟气条件下整体脱硝效率、氨逃逸浓度、SO2/SO3转化率无法满足性能要求时，则优先考虑更换活性衰减系数最小的那一层催化剂，催化剂的更换量通过公式(3)计算确定；
Figure FDA0003501497620000013
其中，Qs为催化剂更换体积量，m3；Qt为根据选择性催化还原SCR脱硝装置设计烟气条件与性能要求所计算得出的整体新装催化剂体积量，m3；kj为保留的第j层催化剂的活性衰减系数，％；Qj为保留的第j层催化剂的体积量，m3；根据脱硝装置内催化剂的积灰磨损情况对保留层催化剂体积量进行修正。
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