1）、在高鈣工況下，CaO會導致催化劑失活速率加快，因此需要較大的設計裕量。當煤質或飛灰中的CaO含量小于5%時，其對催化劑的設計影響不大，催化劑的設計用量主要取決于 SCR系統入口NOX濃度、煙氣流量、要求的脫硝效率等參數。當CaO含量超過5%以后，其對催化劑的設計影響開始變得顯著，在同樣的工況條件下，催化劑用量受CaO含量影響很大。隨著CaO含量的增加，催化劑用量呈線性遞增，特別是當CaO含量在30%左右時，催化劑用量比低鈣工況下的用量增加25%左右。 2）、在高飛灰工況下，應選用孔徑大、截距大、煙氣通過性好的催化劑型號，減少積灰堵塞的風險。當煙氣中飛灰濃度在50~60 g/Nm3，甚至更高時，此時平板式催化劑由于其煙氣通道截面較蜂窩式大，高飛灰工況下煙氣和飛灰的通過性好等優點，選用平板式催化劑不易積灰堵塞，運行安全性較高。當飛灰濃度小于50 g/Nm3 時，由于板式催化劑幾何比表面積比蜂窩式小，同樣的工程條件下，板式催化劑用量要比蜂窩式多約20~40%。通常，當蜂窩式催化劑的孔數每增加一級，如從18×18孔向上增加為19×19孔時，對于同一工程項目，催化劑的設計用量可以減少在5%以上，由此可以節約催化劑采購成本5%以上。但是，孔徑變小后，煙氣通過性差，在高飛灰條件下，極易發生飛灰的架橋堵灰，催化劑一旦發生飛灰架橋，就會發生“累積”效應，即當催化劑部分孔道發生堵塞時，相對的使其他未堵塞的孔道通過的飛灰量急劇增大，再運行不長的時間，整個催化劑都會發生嚴重堵塞。3）、在飛灰硬度較大的工況，選用標準壁厚催化劑可以提高運行安全性；催化劑壁厚的選擇與飛灰的濃度及飛灰的硬度有關。研究表明，當飛灰中SiO2與Al2O3的含量比在2:1左右時，此時飛灰硬度較大，飛灰對催化劑的沖擊磨損較嚴重。研究表明，催化劑內壁的磨失減薄是造成催化劑磨損強度下降的主要原因，內壁磨失量占催化劑總磨失量的60%左右，而常規的端部硬化措施，只能保證催化劑端部不被磨損，但是催化劑內壁的磨損仍然不容忽視。另外，在高飛灰的運行條件下，催化劑采用端部硬化，但催化劑內部通道還存在由于磨損而造成的斷裂風險，當硬化部位以后的內壁發生斷裂后，就會發生催化劑頂端的塌陷并進而造成嚴重堵塞。4）、在高溫工況下，催化劑燒結失活的速率加快，催化劑用量也會增加；煙氣溫度在350℃以下時，催化劑的設計用量幾乎不因溫度發生變化，催化劑用量主要取決于SCR系統入口NOX濃度、煙氣流量、要求的脫硝效率等參數。當煙氣溫度超過350℃時，隨著溫度的增加，催化劑設計用量隨溫度的變化呈線性遞增，特別是溫度超過400℃時，體積比350℃時增加了近15%。這是因為高溫是導致催化劑燒結的最大因素，而燒結必然會致使催化劑的比表面積減少，從而使脫硝活性下降。而且，高溫會引起活性組分-貴金屬氧化物形成多聚態晶體，多聚晶體的比表面積較小，從而與煙氣的接觸面積就小，催化活性相對較低。。因此，對于高溫運行的項目，必須進行配方優化。催化劑主要成分中，V2O5的活性是最高的，但是其抗高溫燒結的能力是最低的。WO3或MoO3活性相對較低，但是具有優異的抗中毒和抗燒結能力，所以優化配方時要減少V2O5的含量，增加WO3或MoO3的含量，能在一定程度上有效提高催化劑對高溫的耐受性。但是，配方的改變，降低了催化劑的活性，要滿足相同的性能要求，就要采用較多的體積。另一方面，在高溫中催化劑失活加快，還必須留有較充足的催化劑儲備體積。這兩個因素共同作用，最后導致高溫項目的催化劑用量一般都較多。5）、在高硫份工況下，應特別注意硫胺的生成，防止催化劑的中毒和下游設備的堵塞；燃用高硫份煤種時，會導致煙氣中SO2含量增加，即使仍能保持1%的SO2氧化率，但是氧化生成的SO3總量仍會較高。SO3會和還原劑氨NH3 反 應 生 成 (NH4)HSO4(ABS) 和 (NH4)2SO4(AS)。硫酸氫銨是一種極其粘稠的物質，粘附在設備表面極難清除。如果粘附在催化劑表面，又會繼續粘附飛灰顆粒，導致SCR催化劑積灰堵塞。硫酸銨是一種干態的粉狀物質，當生成量較多時，會增加煙氣中的飛灰濃度，加劇催化劑的磨損，并使催化劑積灰堵塞的風險增大。為了消除或減少(NH4)HSO4對設備的粘附和腐蝕，只能在(NH4)HSO4的露點溫度ADP以上噴入NH3，以使生成的(NH4)HSO4呈氣態，隨煙氣流出SCR系統。根據拉烏爾定律，煙氣中(NH4)HSO4的露點溫度和氣相中SO3、NH3的平衡分壓有關，煙氣中SO3濃度越高，平衡分壓越大，則(NH4)HSO4的露點溫度越高。而SCR系統的最低噴氨溫度一般要高于(NH4)HSO4的露點溫度，最終導致了SCR系統運行溫度提高。如果實際煙氣溫度不高或稍高于要求的最低噴氨溫度，則會導致操作彈性降低。 此種工況進行催化劑設計時，一般不會造成催化劑用量增加，但由于最低噴氨溫度較高，致使SCR反應器的布置難度增加，或者需要加裝省煤器旁路，以提高SCR進口溫度。在進行催化劑選型時，應選取具有低SO2氧化率配方設計的催化劑。6）、摻燒生物質燃料的工況下，應著重考慮生物質燃料中的元素對催化劑的失活，增加儲備體積。為了應對燃料供應日趨緊張的局面，國家也開始利用政策導向積極推進在燃煤中摻燒一定比例的市政污泥等生物質燃料，來代替一部分燃煤，并已近在廣州等少數大城市進行了試點。垃圾焚燒發電和摻燒市政污泥是解決環境污染和能源危機的較好方案，但是由此也給SCR催化劑的設計、運行提出了更高的要求。因為，垃圾和污泥中的P、Na、K、CaO等使催化劑中毒的元素含量是普通媒質中的數十倍，代用燃料的強毒性使得即使燃用時間很短，也會給催化劑帶來較大危害。我國普遍存在城市生活垃圾和工業垃圾不嚴格分類，城市污泥和工業污泥不嚴格分類的情況，這樣就造成使用這一類代用燃料時，煙氣及飛灰成分復雜不明確，包含了許多未知的催化劑毒物，極大限制了對催化劑的化學壽命評價和經濟性分析。 依據國外經驗，進行此類工況的催化劑設計選型時，對催化劑的失活要著重考慮，留有較多的設計裕量和儲備體積。

催化劑型式可分為三種：板式、蜂窩式和波紋板式。三種催化劑在燃煤SCR上都擁有業績，其中板式和蜂窩式較多，波紋板式較少。催化劑的設計就是要選取一定反應面積的催化劑，以滿足在省煤器出口煙氣流量、溫度、壓力、成份條件下達到脫硝效率、氨逃逸率等SCR基本性能的設計要求；在灰分條件多變的環境下，其防堵和防磨損性能是保證SCR設備長期安全和穩定運行的關鍵。在防堵灰方面，對于一定的反應器截面，在相同的催化劑節距下，板式催化劑的通流面積最大，一般在85%以上，蜂窩式催化劑次之，流通面積一般在80%左右，波紋板式催化劑的流通面積與蜂窩式催化劑相近。在相同的設計條件下，適當的選取大節距的蜂窩式催化劑，其防堵效果可接近板式催化劑。三種催化劑以結構來看，板式的壁面夾角數量最少，且流通面積最大，最不容易堵灰；蜂窩式的催化劑流通面積一般，但每個催化劑壁面夾角都是90°直角，在惡劣的煙氣條件中，容易產生灰分搭橋而引起催化劑的堵塞；波紋板式催化劑流通截面積一般，但其壁面夾角很小而且其數量又相對較多，為三種結構中最容易積灰的版型，但其抗中毒性能及抗二氧化硫氧化性最強。

標簽：選型催化劑