[发明专利]一种蜂窝式脱硝催化剂的机械寿命评判及预测方法

说明书

本发明公开了一种蜂窝式脱硝催化剂的机械寿命评判及预测方法。本发明依据催化剂在运行过程中因受粉尘的不断冲刷致使其被不断磨损，并造成质量的持续损失的原理。催化剂质量的损失速率与运行时长呈一次线性关系，且催化剂质量损失的比率反映了催化剂机械强度的累积受损程度。因此本发明创新提出基于质量损失比率的磨损程度参数，通过对该参数的检测来开展催化剂机械寿命评判及预测；明确了所述蜂窝式脱硝催化剂的机械寿命评判方法，通过磨损程度(E)磨损程度与限值(E’)间的比较可评判目标检测样品的机械寿命是否到期；明确了所述蜂窝式脱硝催化剂机械寿预测方法，利用剩余机械寿命t_r可为催化剂的运行管理提供规划指导和预警。

技术领域

本发明属于大气污染物防治与监测技术领域，具体涉及一种蜂窝式脱硝催化剂的机械寿命评判及预测方法。

背景技术

近年我国对于火电厂排放氮氧化物的控制指标日趋严格，火电企业对SCR烟气脱硝系统，尤其是作为核心部件的脱硝催化剂的质量监督和管理工作的重视程度也日益增强。催化剂的使用寿命是评价其性能与质量的一项重要指标，其包含化学寿命和机械寿命两方面。前者指催化剂能够保持其化学反应能力满足烟气脱硝系统使用性能要求的运行时间，一般为三到五年；后者指催化剂保持其机械强度和结构完整性烟气脱硝系统使用性能要求的运行时间，一般为十到十五年。

国内常规脱硝催化剂质量监督管理工作主要参照标准《蜂窝式烟气脱硝催化剂》(GB/T31587)；《火电厂烟气脱硝催化剂检测技术规范》(DL/T 1286)等开展，其中重点关注因中毒造成的催化剂失活现象，聚焦于对化学寿命的评判和预测，却往往忽视对机械寿命的评估。实际上在火电烟气脱硝系统中，催化剂通常于高尘环境下运行。在高速流动烟气和粉尘的长期冲刷下，催化剂极易发生磨损，并导致失效、穿孔甚至垮塌。国内火电烟气脱硝工程中因催化剂机械结构受损所造成的事故或催化剂提前报废现象屡见不鲜，催化剂的实际机械寿命甚至短于化学寿命，给火电烟气脱硝系统造成的损失不亚于催化剂化学失活问题。

现行标准中对于蜂窝式脱硝催化剂的机械性能评价局限于抗压强度和磨损率两项指标，仅反映催化剂当前的机械强度状态，而不涉及机械寿命的评判和预测功能，无助于为催化剂用户提供有价值的运行管理指导，也无法提供性能衰减趋势和预警等重要信息。

发明内容

本发明为了克服行业内缺乏有效的脱硝催化剂机械寿命监督和管理模式的缺陷，提供一种蜂窝式脱硝催化剂的机械寿命评判及预测方法，以用于客观、准确地测定和评价该类型催化剂的机械性能受损程度和变化趋势，为催化剂用户的运行管理方案制定提供重要依据。

本发明上述目的通过如下技术方案实现：

一种蜂窝式脱硝催化剂的机械寿命评判及预测方法，包括如下步骤：

步骤1，抽取投运前的新鲜蜂窝式脱硝催化剂单元作为基准检测样品，并对该基准检测样品进行切割以获取样块；基准检测样品的引入排除了不同规格和来源催化剂间由于品质差异造成的误差，提高了检测精度。

步骤2，将基准检测样品经切割制样获得的样块烘干后，称量获得其质量M₁；

步骤3，对基准检测样进行成分含量测定，获取其载体成分的含量，记为C₁；

步骤4，抽取在役蜂窝式脱硝催化剂单元作为目标检测样品，并对该目标检测样品进行切割以获取样块；

步骤5，将目标检测样品经切割制样获得的样块烘干后，称量获得其质量M₂；

步骤6，对目标检测样进行成分含量测定，获取其载体成分的含量，记为C₂；

步骤7，按照式(Ⅰ)计算目标检测样品的磨损程度E：

式中：E为目标检测样品的磨损程度；