通過查詢資料,詢問SCR催化劑廠家人員,對SCR催化劑進水的危害、原因、處理及防範措施進行分析整理如下:
一、催化劑進水的危害:
1、冷凝水對催化劑的影響;飛灰中含有一定的鹼金屬或鹼土金屬元素,如K、Na、Mg、Ca等。鹼金屬和鹼土金屬主要是造成催化劑中Me-OH的氫鍵被替換,使得催化劑的酸性下降,鹼金屬與活性位的結合程度相對不是很大,如果在有冷凝水存在的情況下催化劑的中毒性能會成倍增加,因為這時它們更易於流動並滲入到催化劑材料的內部,為了避免催化劑的鹼金屬中毒,催化劑應該儘量避免潮溼環境。
2、水在正常濃度範圍內對催化劑的影響極小。但是,催化劑不能曝露在冷凝水中,催化劑上的水冷凝物可能會在灰塵顆粒中生成硫酸氫氨和碳碳冷凝物,對催化劑活性造成影響,所以,儘量減少生成冷凝水。
3、四管洩漏對催化劑的影響;綜合所有事故狀態,鍋爐四管洩漏對催化劑的影響最大。因為鍋爐一旦爆管,就會有大量的蒸汽進入煙氣,流經催化劑。如果在汽水側疏水、洩壓、降溫完成前,煙溫下降過快,洩漏處的水蒸氣與空氣混合造成空氣溼度大甚至局部出現水滴,導致催化劑溫度發生大的變化,在較短的時間內造成催化劑應力過大,甚至產生裂紋,造成較大的壽命損耗;並加快催化劑的鹼金屬中毒,降低催化劑的活性。另外,洩漏導致飛灰潮溼在催化劑內進行存積,導致催化劑堵塞而失活。
4、催化劑屬陶類產品,如因四管洩漏等原因導致催化劑被水侵蝕,再次啟動時如催化劑的溫升率得不到控制,水分蒸發過快將導致催化劑孔內壓力增大,使催化劑形成大的應力導致裂紋,嚴重時坍塌。
二、催化劑進水的原因
1、四管洩漏,四管洩漏是鍋爐事故中對催化劑影響最大的。
2、煙氣中形成冷凝水,主要發生在機組啟、停過程中。
3、吹灰系統疏水不盡,導致吹灰帶水。
4、反應器存在漏雨水的情況。
三、催化劑進水的處理
1、四管洩漏的處理
我公司催化劑均處於省煤器出口,上升煙道後,相對於催化劑布置在省煤器下發的情況來說,四管洩漏,尤其是省煤器洩漏時,催化劑直接進液態水的可能性不大,只是在煙氣溫度低時,煙氣中的水汽在催化劑上凝結導致催化劑被水侵蝕。
1)洩漏不嚴重時,煙氣中含水量小,控制SCR入口溫度在290℃以上,則不足以凝結,不會對催化劑造成影響;若SCR入口溫度無法控制,儘快停機,停爐後保留引風機運行。
2) 洩漏嚴重,煙氣溫度大幅下降時,應緊急停爐。
3) 發生洩漏後,及時對汽水側進行疏水和洩壓操作,減少和終止煙氣中含溼量的增加;
4)要保證反應器進口煙氣溫度不要太低,必要時可在爐膛投入燃料進行加熱。
5)停爐後,有條件在催化劑處增加抽溼機進行抽溼,減少水分停留在催化劑表面。
2、因催化劑在煙氣系統中無法進行隔離,因此四管洩漏鍋爐停運後,需要及時對汽水側進行疏水、放水,減少煙氣中含溼量,如要儘快進行放水洩壓就需要啟動風機降溫,這時低溫空氣攜帶水汽對催化劑又會產生較大的影響,從而形成矛盾。因此,安裝催化劑的鍋爐在四管洩漏停爐過程中如何進行快速冷卻儘快放水顯得尤其重要,前期我廠#4爐停運熄火後4小時左右進行鍋爐放水的操作方法可以進行借鑑。
3、如機組停運後,確認催化劑被水侵蝕,重新啟動時,必須對催化劑進行烘乾,通過點火和底部加熱的方法將催化劑加熱至110~150℃停留一到兩個小時,避免進行高溫烘乾,防止催化劑受損。
四、催化劑進水的防範措施
1、儘可能減少四管洩漏是防止催化劑進水的主要措施。
2、能夠儘早發現四管洩漏,是四管洩漏時減輕對催化劑影響的重要手段;要求加強對四管洩漏報警裝置的維護和好養,確保準確、可靠,加強對設備的檢查和巡視,確保發生四管洩漏時能夠及時發現並進行處理,減輕對催化劑的影響。
3、機組啟動,煙氣在升溫過程中,應快速通過水和酸的露點溫度,不能中斷,否則將會引起催化劑活性不可逆轉的降低。SCR反應器進口的煙氣溫度低於水的露點溫度(50~60℃)的時間應越短越好,有條件時可以通過投入底部蒸汽加熱的方法對催化劑進行預熱。
4、停爐後,催化劑冷卻過程中應儘快通過水和酸的露點溫度,可採用引風機快速冷卻。
5、合理的使用蒸汽吹灰,在催化劑蒸汽吹灰器投入時做到疏水充分,避免吹灰器帶水,對催化劑形成損壞。
6、反應器的防雨措施及保溫情況要完善,雨雪天氣加強對SCR本體的巡視,發現反應器有漏雨水的可能時及時進行處理。
附:
一、關於油粉混燒對催化劑的影響:
一般情況下,在使用輕質柴油作為鍋爐點火方式的燃煤鍋爐的啟動過程中,沾汙在催化劑表面的油汙會在鍋爐負荷和煙氣溫度升高後蒸發,不會對催化劑活性產生影響。但是如果鍋爐調試過程過長或鍋爐頻繁啟停,並且油槍的霧化效果很差時,由於油的未完全燃燒,造成較多的油滴沾汙在催化劑表面。附著在催化劑表面的油滴就有可能在更高的溫度下燃燒,造成催化劑的燒結中毒,造成催化劑活性的永久性降低。
預防措施:
1、加強對燃油系統的檢查、維護,尤其是油槍,要確保霧化良好。
2、如果可能的話,在鍋爐調試的後期才安裝催化劑。
3、儘可能避免長時間低負荷運行或油粉混燒。
4、在運行的過程中,採用適當的吹灰頻率,防止催化劑表面的灰堵。
5、在機組停運過程中,投運吹灰器對催化劑進行吹掃。
6、如果萬一在脫硝裝置內發現沉積的易燃物,為了避免沉積物的自燃,不能進行任何的通風措施或增加氧氣含量的措施。根據電廠的條件,脫硝裝置必須在惰性氣體(煙氣儘可能最低的氧含量和低可燃物質含量)保護下冷卻低於280℃。反應器的通風是嚴格禁止的,直到反應器溫度低於280℃。
二、煙氣中SO2濃度與噴氨溫度的對應關係表: