[发明专利]一种现场测试火电厂SCR系统脱硝催化剂活性的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，尤其涉及一种现场测试火电厂SCR（英文全称为“Selective Catalitic Reaction”的缩写，中文译文为“烟气选择性催化还原反应”。）系统脱硝催化剂活性的方法，该方法适用于火电厂SCR系统中对脱硝催化剂品质的现场检定。

背景技术

以燃煤为能源的火电厂烟气中NOx（英文“Nitrogen Oxide”的缩写，中文译文为“氮氧化物”。）排放控制的主流工艺为SCR脱硝工艺，占已投运机组配套的烟气脱硝工程的90%以上。SCR系统的核心技术是催化剂，其成分组成、结构、活性、寿命及相关参数直接影响该系统的脱硝效率。然而，由于我国煤炭种类复杂、煤质波动大、灰分含量变化快，以及运行管理不善等问题，SCR催化剂的活性变化较快，影响了烟气中NOx的达标排放及氨逃逸率的增加，因此，催化剂活性的检测是SCR系统安全经济运行的重要保障手段。而已知的SCR催化剂活性检测方法存在以下缺陷：一是定期从SCR反应器中取出催化剂测试模块进行实验室检测，实施这种方法需主机停运后才能取样，操作复杂，耗时长，受到锅炉运行的限制。同时，由于采取的是选择性抽样检测，其检测数据不具备代表性；二是采用在线分析仪器直接测定SCR脱硝系统进口和出口的NOx浓度，来计算脱硝效率，并以脱硝效率为单一评价参数，同时，该方法受到SCR反应器入口和出口测试点位置及数量的限制，无法反映各催化剂层的活性变化情况；三是以CH₄（甲烷）为示踪气体将其加入烟道，通过在线烟气测试仪器对进口和出口烟气中NOx浓度与CH₄浓度进行测试，步骤繁琐，可操控性差，同时在300～380℃烟道中加入烷烃作为示踪气体，具有极大的安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的缺陷，提供一种改进的现场测试火电厂SCR系统脱硝催化剂活性的方法。该方法简单易行，并可客观评价催化剂活性的变化情况。

本发明的技术方案是，所提供的一种现场测试火电厂SCR系统脱硝催化剂活性的方法包括以下步骤：

（1）测定平均脱硝效率。配备烟气分析仪一台。稳定拟现场测试火电厂SCR系统脱硝催化剂活性所涉锅炉负荷，统计拟现场测试火电厂SCR系统脱硝催化剂活性所涉NH₃（液氨）贮罐中的NH₃量。使用常规方法取该NH₃贮罐中的NH₃与空气混合制成NH₃含量为3～5vol%（体积比）的NH₃与空气的混合物，将所得NH₃含量为3～5vol%的NH₃与空气的混合物均匀喷射入拟现场测试火电厂SCR系统的脱硝反应器中，待所述SCR系统工况趋于稳定，开始现场测试该SCR系统中各层SCR脱硝催化剂活性。

（1.1）使用常规方法，通过所备烟气分析仪，对拟现场测试火电厂SCR系统中各层SCR脱硝催化剂的催化剂模块进行烟气中NOx浓度测试，得该催化剂模块的即时脱硝效率η₁。

（1.2）使用常规网络布点法，对拟现场测试的火电厂SCR系统中各层SCR脱硝催化剂的多个催化剂模块进行烟气中NOx浓度测试，得该多个催化剂模块的即时脱硝效率η₂。

（1.3）根据步骤（1.1）～（1.2）所得通过各催化剂模块的烟气中NOx浓度及O₂（氧气）浓度，按下式（1-1）计算各层催化剂的平均脱硝效率η。

式（1-1）中，η为平均脱硝效率，C_NO出口为含氧量6%条件下各层催化剂出口的NOx浓度，C_NO入口为含氧量6%条件下各层催化剂出口的NOx浓度；

（2）测定活性常数。使用常规方法统计出所述NH₃贮罐中的NH₃变化量，从而获得进入所述SCR系统的第一层催化剂的氨的量。

（2.1）测定所述SCR系统中的通过每层催化剂后烟气中递减的NOx的量。统计步骤（1）的测试过程中NH₃的射入量，采用常规方法测试所述第一层催化剂入口和出口NOx的浓度以及烟气流量Q，按照式（2-1）计算出所述第一层NOx递减的量M1，所述第一层催化剂出口的NOx的量即是所述第二层催化剂入口的NOx的量，使用常规方法测试该第二层催化剂出口NOx浓度，从而计算出第二层NOx递减的量M2，以此类推，获得每层NOx递减的量Mx。