燃煤电站SCR催化剂寿命在线预测研究

胡小夫，王云，郝正，沈建永，王桦

（中国华电科工集团有限公司，北京100070）

0 引言

火电机组在燃煤发电过程中产生的氮氧化合物（NOx）会给环境和人类健康带来严重的不良影响，为此国家要求严格控制NOx的排放量。为了达到超低排放要求，火电厂在燃煤机组的尾端安装烟气脱硝装置，其中选择性催化还原技术（SCR）是目前控制NOx排放的主流技术。催化剂作为SCR 脱硝系统的核心，其性能对系统的脱硝效率有直接影响，但在运行过程中催化剂会缓慢失活，催化剂的寿命决定着脱硝系统的运行成本［1-7］。

催化剂的化学寿命是指在催化剂活性能够满足SCR 系统脱硝效率不低于85%、氨逃逸率不高于2.3 mg∕L 和SO2∕SO3转化率小于1%时的寿命，研究发现SCR脱硝催化剂化学寿命约为24 000 h［8-9］。通过对SCR 脱硝催化剂的寿命进行预测，能够准确掌握催化剂的失活程度和剩余使用寿命，使电厂及时了解催化剂的使用状态，并及时提出催化剂的更换或加装方案，有利于保证SCR 脱硝系统高效、经济、稳定运行［10-11］。

传统SCR 催化剂寿命管理模型为了简化计算过程，一般将氨氮摩尔比（ri）等于1作为假设条件进行模拟计算，但这与电厂实际运行情况不符，会对催化剂寿命预测造成误差［12］。为了使催化剂寿命管理模型更加精确，本论文以燃煤电站实际运行情况为基础，根据反应期间氨氮摩尔比（γi）的变化情况，提出了SCR 脱硝催化剂寿命在线评估方法；通过对江苏某电厂#7机组SCR催化剂物化性能和部分运行数据进行分析，再根据催化剂寿命在线评估方法对此催化剂的寿命进行在线预测，指出该催化剂的失活时间，并结合2019年催化剂的检测数据对该方法的准确性进行了验证。……