[发明专利]一种基于两级潜能折算的SCR催化剂提效预测方法

说明书

本发明公开了一种基于两级潜能折算的SCR催化剂提效预测方法，包括以下步骤：1)计算催化剂潜能两级折算系数；2)计算临界SCR反应器潜能；3)预测催化剂提效时间；4)制订催化剂提效方案。本发明得到催化剂单体与整体在不同条件下的性能折算规律，针对传统催化剂提效预测方法的不足，在现场和实验室检测数据研究基础上，提出了催化剂潜能两级折算系数模型，可针对临界SCR反应器潜能，准确预测催化剂提效时间，以及具体催化剂层的加装、再生、更换等详细方案。

技术领域

本发明属于SCR烟气脱硝设备运行过程中的催化剂层寿命管理领域，具体涉及一种基于两级潜能折算的SCR催化剂提效预测方法。

背景技术

目前，火电机组普遍采用SCR烟气脱硝技术控制NOx排放，脱硝催化剂按“2+1”或者“3+1”分层布置，受烟气中化学成分及飞灰的物理化学影响，催化剂性能随运行时间增加而逐渐劣化，需周期性加装、再生、更换催化剂层提效，以保持整体脱硝性能，满足NOx达标排放和控制氨逃逸要求。

SCR催化剂提效决策需提前1年制订。专利CN104297008A和专利CN107158946A基于现场测试，用反应器潜能和氨逃逸浓度，整体预测SCR何时进行催化剂提效，但无法预测哪一层催化剂以及具体提效方案；专利CN105844083A用机组DCS显示的脱硝效率、喷氨量、氨逃逸及NOx排放浓度监控SCR整体性能，同样只能预测催化剂提效时间而无法预测具体方案，还因在线CEMS氨逃逸浓度不准确甚至失真而易导致错误预测。

催化剂性能可用活性K或者潜能P表征。传统利用实验室检测的在役每层催化剂活性K，按照劣化阀值0.65预测何时更换哪一层催化剂提效。活性K是在设计烟气参数(流量、温度及NOx浓度)及NH3/NO摩尔比为1.0条件下检测的单层催化剂性能表征值，单层催化剂与实验室串联催化剂、以及现场SCR反应器催化剂之间，存在着两次性能折算问题，但至今没有见到可靠的性能折算公开报道。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提出一种基于两级潜能折算的SCR催化剂提效预测方法，提出催化剂潜能两级折算系数模型，建立了多层催化剂叠加潜能、串联催化剂潜能、SCR反应器潜能之间的对应折算关系；可针对实际脱硝运行要求，预测SCR催化剂提效的时间和具体方案。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于两级潜能折算的SCR催化剂提效预测方法，包括以下步骤：

1)每年定期检测在役每层催化剂的活性K，并计算潜能，以建立各层催化剂活性的时间劣化函数；

2)确定SCR氨逃逸浓度上限，结合实际运行SCR入口NOx浓度和NOx排放设定值，计算临界SCR反应器潜能；

3)利用在役多层催化剂叠加潜能和两级潜能折算系数，得到实际烟气条件下的SCR反应器潜能，根据催化剂活性的时间劣化函数，针对临界SCR反应器潜能，计算SCR催化剂可继续安全运行的时间，根据临界SCR反应器潜能、时间劣化函数以及性能保证时间，计算SCR脱硝提效时间以及提效应达到的最低SCR反应器潜能；

4)根据提效应达到的最低SCR反应器潜能，利用催化剂两级潜能折算系数，计算提效后多层催化剂叠加潜能，根据预测的提效时间点的在役每层催化剂潜能，确定应提效的催化剂层和具体方案。

进一步的，所述步骤1)具体为：每年定期在实验室检测在役每层催化剂活性，根据式(1)计算潜能，并回归活性时间劣化函数；根据式(2)计算第一级潜能折算系数，建立在NH₃/NO摩尔比为1.0条件下的多层催化剂叠加潜能与设计条件下的串联催化剂潜能之间的对应关系；根据式(3)计算第二级潜能折算系数，建立设计条件下的串联催化剂潜能与实际烟气条件下的SCR反应器潜能之间的对应关系，