烟气SCR脱硝催化剂应用研究

发布时间：2017-07-17 23:00

  本文关键词：烟气SCR脱硝催化剂应用研究

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【摘要】：使用选择性催化还原法(SCR)消除烟气中氮氧化物是目前国内应用范围最广泛、脱硝效率最高的燃煤脱硝技术。SCR脱硝催化剂在整个脱硝过程中扮演着至关重要的作用。一方面,合理的设计、运行SCR脱硝装置,可以在比较经济的前提下得到较好的脱硝效率,达到保护环境的目的；另一方面,SCR催化剂随着脱硝装置运行时间增长,催化剂催化性能减少,去除氮氧化物的能力逐渐变差,研究催化剂的失活原因并对失活催化剂再生处理,可以为企业的运行节省大量资金,对环境保护也有重大的意义。本文工作的研究思路是以新疆的三处电厂脱硝装置及催化剂为研究对象,从脱硝装置优化、脱硝催化剂失活原因分析及优化措施、失活催化剂再生三个方面进行了研究,得到的主要结果有以下几点：1、对电厂脱硝装置进行了优化。通过调整氨氮摩尔比,将整个反应器界面的喷氨均匀化,在相同喷氨量的条件下,净烟气氮氧化物浓度均值从79.15 mg/N,3下降为66.40 mg/Nm3氨逃逸从1.16mg/Nm3减小到0.83mg/Nm3,使得催化效率提高；比对了不同温度条件下的脱硝效率,但从经济性角度考量,优化措施未取得经济性效果；从积灰时间角度对催化剂的性能进行对比,找到了积灰时间的合适时间,为电厂积灰时间优化运行提供了参考。2、运用性能评价装置及微观表征等手法,对电厂的催化剂进行了检测,观察目前催化剂情况并分析导致催化剂逐步失活的原因,并通过催化剂磨损、催化剂中毒、催化剂阻力上升等角度提出改善催化剂的运行情况,增加催化剂可利用周期。3、通过对目前催化剂再生手段的讨论,通过一定方法,即清灰、分拣、清洗、酸洗、活性恢复、干燥、煅烧的方法,对某电厂的失活催化剂进行再生处理,通过再生前后催化剂各项参数条件的比对,再生后达到原参数性能的96.26%,机械强度未发生显著改变,催化剂中碱金属含量基本清除,达到了失活催化剂再生的效果。
【关键词】：SCR 脱硝催化剂 失活 再生
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 绪论14-30
• 1.1 课题背景14-15
• 1.2 NO_x的生成机理15-16
• 1.2.1 热力型NO_x15
• 1.2.2 燃料型NO_x15-16
• 1.2.3 瞬时型NO_x16
• 1.3 NO_x的危害16
• 1.4 国内外氮氧化物控制情况16-17
• 1.5 氮氧化物控制技术17-22
• 1.5.1 燃烧过程控制技术17-18
• 1.5.2 燃烧后控制技术18-21
• 1.5.3 国内外新的脱硝技术21-22
• 1.6 SCR脱硝装置22-23
• 1.6.1 按布置位置区分22-23
• 1.6.2 按反应温度区分23
• 1.7 不同结构SCR催化剂23-24
• 1.8 SCR工业化应用现状24-25
• 1.9 导致催化剂失效的原因25-27
• 1.9.1 催化剂活性组分的磨损和流失25-26
• 1.9.2 表面覆盖与催化剂孔道堵塞26
• 1.9.3 催化剂中毒26-27
• 1.9.4 催化剂高温烧结27
• 1.10 失效催化剂再生技术27-28
• 1.10.1 水洗法再生27
• 1.10.2 SO_2酸化热再生27
• 1.10.3 酸洗再生27-28
• 1.10.4 热再生和热还原再生28
• 1.10.5 其他领域的催化剂再生方法28
• 1.10.6 现有技术的不足28
• 1.11 本课题选题的意义28-30
• 1.11.1 本课题选题的意义28-29
• 1.11.2 本课题研究的内容29-30
• 第二章 脱硝装置运行参数优化30-44
• 2.1 脱硝装置及催化剂情况介绍30-32
• 2.1.1 电厂基本情况30
• 2.1.2 电厂烟气条件30-31
• 2.1.3 催化剂基本情况31-32
• 2.2 CEMS系统介绍32
• 2.3 脱硝装置优化方案32-35
• 2.3.1 从反应器温度优化33
• 2.3.2 从氨氮摩尔比优化33-34
• 2.3.3 从积灰时间优化34-35
• 2.4 优化结果与讨论35-42
• 2.4.1 反应器温度优化结果与讨论35-36
• 2.4.2 氨氮摩尔比优化结果与讨论36-40
• 2.4.3 吹灰优化结果与讨论40-42
• 2.5 本章小结42-44
• 第三章 催化剂失效原因分析44-56
• 3.1 实验方法及仪器44-47
• 3.1.1 催化剂性能评价装置44-46
• 3.1.2 其他实验仪器46-47
• 3.2 实验结果及分析47-51
• 3.2.1 催化剂脱硝效率47-48
• 3.2.2 XRD48
• 3.2.3 BET48-49
• 3.2.4 SEM49-50
• 3.2.5 XRF50-51
• 3.3 改善措施讨论51-53
• 3.3.1 减少催化剂中毒51-52
• 3.3.2 减少催化剂堵塞52
• 3.3.3 减少催化剂磨损52-53
• 3.3.4 其他措施53
• 3.4 本章小结53-56
• 第四章 失效催化剂的再生56-64
• 4.1 失效催化剂的现状56
• 4.2 再生实验方法56-58
• 4.3 实验原料及辅料58-60
• 4.3.1 再生催化剂原料58
• 4.3.2 催化剂再生原辅料明细表58
• 4.3.3 实验过程描述58-60
• 4.4 实验结果及讨论60-63
• 4.4.1 催化性能60
• 4.4.2 抗压强度60-61
• 4.4.3 SEM61
• 4.4.4 BET61-62
• 4.4.5 XRF62-63
• 4.5 本章总结63-64
• 第五章 结论及展望64-66
• 5.1 全文总结64-65
• 5.2 不足与展望65-66
• 参考文献66-71
• 附录71-72
• 致谢72-73
• 硕士期间发表的论文73-74
• 作者和导师简介74-75
• 北京化工大学专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书75-76

【参考文献】

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本文编号：554975