摘要：本文介紹了鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣低溫SCR脫硝催化劑失效原因分析、再生過程及注意事項，并對再生系統(tǒng)優(yōu)化提出了建議。

關鍵詞低溫SCR 催化劑 再生

鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠2003年建成投產，配置2臺225噸/日爐排爐垃圾焚燒線、1套6.5MW汽輪發(fā)電機組，2016年煙氣處理系統(tǒng)技改，增加低溫SCR脫硝系統(tǒng)，目前煙氣處理系統(tǒng)流程為：SNCR脫硝+半干法脫酸+活性炭吸附+干法脫酸+布袋除塵+SCR脫硝。

一、鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠低溫SCR脫硝簡介

鹽田廠SCR脫硝設計運行溫度180±5℃，設計脫硝效率大于68%，還原劑為濃度25%的氨水，氨逃逸<5mg/Nm3，采用低溫蜂窩催化劑，2+1層布置，每層安裝4個模塊，并留有4個測試塊，催化劑壽命不低于3年。系統(tǒng)設有SGH蒸汽-煙氣加熱器，將布袋除塵器出口煙氣由155℃左右加熱到180±5℃，SCR反應器入口設有經CFD數模的煙氣整流裝置；氨水先經噴槍霧化，再由加熱后的自然空氣汽化噴入煙氣中，氨氣噴入口附近設有噴氨格柵保證煙氣、氨氣混合均勻；設有在線聲波清灰系統(tǒng)，運行中定時進行催化劑清灰；2套SCR脫硝裝置設有1套催化劑在線熱再生系統(tǒng)。SCR脫硝入口煙氣條件如下：

因為SCR設計運行溫度180℃，處于硫銨生成溫度區(qū)間，如圖1所示，為減少硫銨對脫硝效率的影響，延長再生周期，要求SCR入口煙氣SO2≦30mg/Nm3，煙塵≦10mg/Nm3。

二、脫硝效率下降原因分析

鹽田廠SCR脫硝2017年3月投入運行，6月通過環(huán)保驗收，脫硝效率在80%以上，NOx排放濃度均值低于50mg/Nm3（11% O2）。2018年3月開始，SCR脫硝效率開始有明顯的下降趨勢，鹽田廠先后排查了SCR入口煙氣指標、在線儀表準確性等，均未發(fā)現明顯異常。6月8-12日，分別對2#、1#線SCR催化劑進行熱再生，因為效率下降的具體原因不明確，另外再生系統(tǒng)密封及保溫性不足，再生后效果不明顯。為查找原因，鹽田廠將不同運行時間的催化劑測試元件送往催化劑廠家進行檢測分析。

2.1、催化劑成分分析

催化劑廠家對運行不同時間后催化劑的主要成分、微量成分進行了檢測，結果如圖1、圖2所示。

圖1：催化劑主要成分變化[2]

圖2：催化劑微量成分變化[3]

依據圖1的檢測結果，運行不同時間后催化劑主要成分沒有明顯變化，依據圖2的檢測結果，運行不同時間后催化劑中Ca2+、Fe、SO3均有增加，其中SO3增加比例較大，說明催化劑在使用過程中有硫銨生成并沉積下來，脫硝效率下降極有可能是硫銨污染造成的。

2.2、催化劑活性分析

催化劑廠家對運行不同時間后催化劑模擬實際生產條件進行了再生，檢測了再生前后催化劑活性及脫硝效率，結果如表2所示。

通過對催化劑測試塊的成分檢測、再生前后脫硝效率及活性分析，可以判定SCR脫硝效率下降是硫銨污染引起的，根據硫胺的理化性質，可以通過加熱再生進行恢復。

三、催化劑再生

3.1、再生系統(tǒng)介紹

鹽田廠SCR脫硝系統(tǒng)配置了催化劑在線熱再生裝置，主要針對硫銨污染進行催化劑再生，再生系統(tǒng)流程如圖3所示。

反應器及煙道內的煙氣經過電加熱器加熱后，從SCR反應器底部進入，不斷地內部循環(huán)加熱，升溫到350℃-400℃后，循環(huán)保溫一定的時間，待硫銨分解為氣態(tài)的硫氧化物及氨氣，將再生廢氣排入布袋除塵器入口，同時補充環(huán)境空氣，持續(xù)置換一段時間，同時檢測廢氣中硫氧化物和氨氣的含量，待硫氧化物和氨氣含量穩(wěn)定后，逐步降溫到常溫，再生結束。

3.2、再生操作

為了保證再生效果，對再生系統(tǒng)加熱器及保溫進行完善，參照催化劑廠家提供的再生操作溫度控制曲線（圖4），2018年10月5日，鹽田廠開始進行催化劑再生，并根據再生過程中的實際情況，對再生不同階段的時間、溫度進行了調整。

圖4催化劑再生溫度控制曲線[5]

3.3、再生效果及需要注意的問題

①SCR催化劑再生投運后脫硝效率逐漸回升，7天內脫硝效率達75%左右，已滿足SCR運行要求，但沒有達到預期效果（80%以上）。

②再生設備長時間備用，存在溫度檢測不準確、加熱器控制故障、人工檢測不熟練等因素，影響再生進度。

③再生系統(tǒng)設計廢氣不能徹底排放，且置換時間過長，部分硫銨在降溫過程中再次沉積在催化劑表面，影響了再生效果。

④催化劑再生溫度需結合各家催化劑理化性能，確認承受再生溫度范圍，避免損傷催化劑。

四、結論

4.1、垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣低溫SCR脫硝催化劑再生前，應進行催化劑成分、活性分析，找到真正的原因，制定針對性的再生方案。

4.2、由硫銨引起的SCR脫硝效率下降，可以通過配置在線加熱再生設備進行再生解決。

4.3、再生系統(tǒng)設備要定期維護，保證在再生時儀表檢測準確、閥門關閉嚴密、保溫效果好。

4.4、再生風在反應器內流場均勻分布，反應器內再生廢氣排放徹底對再生效果影響較大，需要從設計方面改進。

參考文獻：

[1]鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣SCR低溫脫硝系統(tǒng)初步設計。

[2]、[3] 、[4]鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠的抽出催化劑評價及加熱再生試驗。

[5]鹽田鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣SCR低溫脫硝催化劑再生方案。