催化剂检测催化剂种种含

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什么是催化剂

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火电厂烟气脱硝催化剂检测技能全解

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  脱硝催化剂标准化 与检测及再生技术的思考 大唐南京环保科技有限责任公司 2014年4月 厦门 主要内容 一、 脱硝催化剂标准化 二、脱硝催化剂检测技术 三、脱硝催化剂再生技术 四、大唐南京环保公司相关情况介绍 一、 脱硝催化剂标准化 (一)脱硝催化剂标准化现状 (二)编制脱硝催化剂系列国标的必要性 (三)脱硝催化剂系列国标的构成 (一) 脱硝催化剂标准化现状 DL/T 1286-2013《火电厂烟气脱硝催化剂检测技术规范 》 1、国内首个关于烟气脱硝催化剂的标准 2、将于2014-04-01实施 3、已得到广泛关注,产生了积极的作用 4、只是方法标准,没有技术指标 5、部分试验方法缺少详细参数,有待完善 国外同类标准: ? 1、欧洲大型火力电厂环保技术标准委员会(埃森) (VGB PowerTech) ? 2010年《VGB-R 302H脱硝催化剂检测标准》 ? 2、美国电力研究协会(Electric Power Research Institute, EPRI) ? 2006年《Protocol for SCR Catalyst Testing》 2007年《Protocol for Laboratory Testing SCR catalyst: 2nd edition》 2010年《VGB-R 302H脱硝催化剂检测标准》主要 针对催化剂的活性检测,对催化剂物理性能检测和化 学性能检测等方面的规定相对笼统,缺少产品规格、 包装、运输和贮存规定; 2006年EPRI标准,也主要对脱硝催化剂的活性检测 做了规定。 (二)编制脱硝催化剂系列国标的必要性 1、确立一个为SCR脱硝工程设计、脱硝催化剂生产商、 电厂、独立检测机构共同遵循的统一的产品规格和检验 标准,以保证产品的质量、提高产品的互换性。 2、 对于不同类型催化剂,体现系列标准的针对性、通 用性。 3、催化剂制造、催化剂使用管理、催化剂再生三个阶段, 区分其相同和不同点,又尽量将检测方法统一。 平板式 蜂窝式 SCR 脱 硝 催 化 剂 种 类 波纹板式 平板式催化剂的单板、单元、模块 催化剂单元 催化剂单板 催化剂模块 ?中电联节能环保分会课题:《燃煤电厂烟气脱硝催化剂 产品系列国标(平板式)编制可行性研究》部分结论: 1、不同类型的催化剂共用相同的方法标准,便于比对。 2、平板式、蜂窝式等类型催化剂,分别编制产品标准,但 引用相同的方法标准,简洁,便于各个标准修订完善。 3、需要规范催化剂产品规格尺寸,保证产品互换性。 4、规定检测方法、技术指标,便于客户验收、第三方检测 5、为与新催化剂比较,编制再生催化剂相关标准时,也应 引用上述方法标准。 (三)脱硝催化剂系列国标的构成 参考化工催化剂常用系列标准的体系: 产品标准《***催化剂》 (注:产品标准引用以下方法标准) 方法标准1《***催化剂物理性能试验方法》 方法标准2《***催化剂反应性能试验方法》 方法标准3《***催化剂化学成分分析方法》 《***催化剂物理性能试验方法》与《***催化剂反应性能 试验方法》合并为《***催化剂性能试验方法》 ? 2013年第一批国家标准计划项目 《燃煤烟气脱硝催化转化器性能测试方法》 建议更名为: 《烟气脱硝催化剂性能测试方法》 ? 2013年第二批国家标准计划项目 《平板式烟气脱硝催化剂》 《蜂窝式烟气脱硝催化剂》 《烟气脱硝催化剂化学成分分析方法》 产品标准内容包括: ? 几何特性指标:包括脱硝催化剂的外观尺寸、几何比 表面积和开孔率。 ? 理化特性指标:包括脱硝催化剂的抗压强度(蜂窝式 催化剂)、粘附强度(平板式催化剂)、磨损强度、 比表面积、孔容、孔径及孔径分布、主要化学成分和 微量元素。 ? 工艺特性指标:包括脱硝催化剂单元体的脱硝效率、 氨逃逸、活性、SO2/SO3转换率和压降,其中脱硝 效率和氨逃逸指标应同时检测。 产品标准大纲 ? ? ? ? ? ? ? ? 1.范围; 2.规范性引用文件; 3. 术语与定义; 4. 产品结构和规格; 5.性能要求; 6.试验方法; 7.检验规则; 8.标志、包装、运输、贮存。 国家标准主要程序与进度计划: ? 1、 ? 2、 ? 3、 2014年4月 2014年6月 征求意见稿 审查会(送审稿完成) 2014年9月30日 报批搞完成 ? 时间很紧,敬请各有关单位支持! 主要内容 一、 脱硝催化剂标准化 二、脱硝催化剂检测技术 三、脱硝催化剂再生技术 四、大唐南京环保公司相关情况介绍 二、脱硝催化剂检测技术 (一)检测工作的重要性 (二)检测相关方与检测分类 (三)检测技术的未来发展 (一)脱硝催化剂检测工作的 重要性 投资大且收益困难 易耗品且长期使用 工况严且容易受损 厂家多但水平参差 工期紧且质量堪忧 新产业且缺乏经验 改造难且影响发电 价值高且不断衰减 煤质差但无法选择 急需要但供不应求 低负荷要达标排放 争议多但标准滞后 电厂运行 SCR 工程 SCR催化剂 现状 名词解释 ① 实验室 =检测人员+实验室仪器+检测标准 ② 公司质量部 =检测人员+ 实验室仪器 +检测标准+ISO9001体 系 ③ CNAS认可的实验室(或称:检测中心) ④ 重点实验室(科研平台) = 检测人员+实验室仪器+检测标准+ISO17025体系(CNAS认可) =检测人员+实验室仪器+科技研发人员 检测标准缺乏,导致实验室CNAS认可的检测项目很少! ? 华电集团 2013年4月7日发文: “为规范脱硝催化剂性能 指标的检测,确保催化剂 质量,切实提高SCR运行 可靠性、保证脱硝效率”, 各发电企业执行强检要求。 (二)检测相关方与检测分类 脱硝催化剂检测的相关方:催化剂运营商、脱硝工程公司、催 化剂供应商、第三方检测机构。 检测分类: 1、按检测时间划分:出厂检测、运行期间检测 2、按检测环境划分:实验室检测、在线、按检测单位划分:催化剂供应商检测、催化剂运营商检测、 第三方检测机构。 对于每个项目建立脱硝工程运行管理的数据库,这是进行 催化剂寿命管理的基础。 建设各集团公司的检测中心、建设行业检测中心,十分必要! 氨气与烟气的充分混合和流场均匀性是保证脱硝系统性能的关键 烟气流场的要求: – 确保NOX/NH3 分布均匀 – 确保烟气速度均匀 – 减小烟气温度偏差 – 获得最小的烟气压降 – 防止积灰 在反应器第一层催化剂的上部条件是: 速度最大偏差:平均值的±15% 温度最大偏差:平均值的±10℃ NH3/NOx混合不均匀性:5% 烟气入射催化剂角度(与垂直方向):±10° 主要检测项目 几何特性指标 ?外观尺寸 ?几何比表面积 ?开孔率 ?比表面积 ?抗压强度 ?粘附强度 ?磨损强度 ?孔容及孔径分布 ?化学成份 ?微量元素 ?粒径分布 理化特性指标 工艺特性指标 ?脱硝效率 ?活性 ?氨逃逸 ?SO2/SO3转换率 ?压降 : (三)检测技术的未来发展 脱硝催化剂 脱硝催化剂 全寿命管理 技术服务机构 脱硝催化剂 性能检测评价 专业机构 科研成果产业化 技术支撑平台 建设先进的脱硝催化剂检测实验室 培养具有行业领先水平的技术团队 24 检测中心任务 脱硝催化剂性能检测与评价 评定烟气脱硝催化剂合格供应商 评审烟气脱硝催化剂的技术方案 提供催化剂寿命管理及加装、再生、更换、报废方案 建设脱硝催化剂运行在线数据库管理决策支持系统 编制脱硝催化剂生产、检测、运行管理的相关标准 脱硝催化剂检测技术研究、技术咨询、人员培训 主要内容 一、 脱硝催化剂标准化 二、脱硝催化剂检测技术 三、脱硝催化剂再生技术 四、大唐南京环保公司相关情况介绍 三、脱硝催化剂再生技术 (一)催化剂失效 (二)催化剂再生政策 (三)再生技术分析 (一)催化剂失效 1、催化剂设计使用寿命,约为三年(24000小时)。 指在设计允许的工况下,催化剂供应商保证脱硝系统技术 指标达标,催化剂能够有效使用的最少时间。 ? 2、催化剂失效 , 指催化剂的工作状态,即在设计允许 的工况下,脱硝系统技术指标已不达标。 ? 3、偏好的估计,约70%-80%的旧催化剂可再生, 20%-30%破损催化剂无法再生。国内现状可能更差些。 ? 4、脱硝催化剂一般可再生2-4次。主要限制是机械性 能的稳定,特别是陶瓷结构的完整性。 催化剂作用机理 烟气 4 1 3 5 2 6 5 6 催化剂 7 氮氧化物和氨发生反应生成氮 气和水 氮气和水脱离催化剂表面 氮气和水扩散到烟气中 7 催化剂表面 1 2 3 4 氨在催化剂表面的扩散 氨在催化剂内部小孔的扩散 氨在催化剂活性区域被吸附 氮氧化物从烟气中扩散到被吸 附的氨的上面 催化剂失效分析: 催化剂失效主要由物理磨损和催化剂失活所导致; 1. 含灰量越高,物理磨损越严重,高灰分对蜂窝式催 化剂影响更大; 2. 催化剂失活主要包含物理失活和化学失活; 3. 吹灰以减少堵塞对减少物理失活有一定帮助; 4. As中毒可通过添加MoO3抑制; 催化剂失活原因: 1、表面覆盖: 飞灰覆盖催化剂 表面导致堵塞 2、孔隙堵塞: 催化剂内部孔隙 被堵塞导致催化 剂失效 3、化学中毒: 一些化学元素使 催化剂失去活性 (二)催化剂再生政策 1、国务院2013 年08 月发布《关于加快发展节能环保产业的意见》,指出要大 力发展脱硝催化剂制备和再生以及选择性催化还原技术和选择性非催化还原技术 及其装备。是国家首次对脱硝催化剂制备以及再生作出明确指示。 2、环保部《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南》(2014年1月征 求意见稿) ? 要有3名以上专业技术人员,经过环保部门培训发证;设监督管理部门。 ? 运输要有交通主管部门颁发的允许从事危险货物运输的道路运输许可证。 ? 具有专门用于贮存废烟气脱硝催化剂的场地,并符合《危险废物贮存污染控 制标准》(GB18597)的要求,其容量应不低于日处理能力的10倍。 ? 废烟气脱硝催化剂再生、利用项目应通过建设项目环境保护竣工验收,并具有 独立法人资格,持有《企业法人营业执照》和《组织机构代码证》等。 ? 厂区必须为集中、独立的一整块场地,并且贮存区、生产区应与办公区、生活 区分开。所有废烟气脱硝催化剂再生、利用的厂区建筑面积不低于10000平方 米;其中,废脱硝催化剂的再生、利用区的建筑面积不低于5000平方米。 ? 再生、利用能力均应达到5000立方米/年及以上。 ? 鼓励烟气脱硝催化剂生产与废烟气脱硝催化剂再生一体化;废烟气脱硝催化剂 再生或利用规模应优先保证自己生产的催化剂产品废弃后得到回收。 ? 有与危险废物产生单位(指电厂)签订的废烟气脱硝催化剂回收合同或协议。 ? 对厂区的视频监控、计量、污染防治措施以及事故应急管理等作出了严格规定。 《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南》特点: 1 提倡工厂再 2 再生、利用 一体化。 鼓励催化剂 生产厂开展 再生业务。 3 将废催化剂按 危废品管理、 环保要求严格、 准入门槛较高 生方法。 废(旧)催化剂处理方式 再生 处理方式 再生 回收利用 回收利用 基本特点 填埋 通过再生工艺恢复活性,可恢复至原始活性的 95 ~105%,成本约为新催化剂的50% 因成本较高,还没有大规模应用 填埋 浪费资源,耗用大量的填埋场地,不符合国家循 环经济的发展要求。 再生工艺环保要求: 1、可通过酸洗等措施,深度清除废烟气脱硝催化剂表 面吸附的有害金属离子或化合物。酸洗过程产生的 废水应处理后循环使用。 2、可采用浸渍法对废烟气脱硝催化剂进行活性成分植 入,浸渍溶液应重复使用,不能排出废液。 3、可采用干燥、煅烧设备对再生后的烟气脱硝催化剂 进行干燥、煅烧,并设有尾气处理装置。 再生工艺环保要求: 1、可通过酸洗等措施,深度清除废烟气脱硝催化剂表 面吸附的有害金属离子或化合物。酸洗过程产生的 废水应处理后循环使用。 2、可采用浸渍法对废烟气脱硝催化剂进行活性成分植 入,浸渍溶液应重复使用,不能排出废液。 3、可采用干燥、煅烧设备对再生后的烟气脱硝催化剂 进行干燥、煅烧,并设有尾气处理装置。 (三)再生技术分析 首先要对催化剂进行检测,分析失效原因。 不同失效原因,可采用不同的再生过程。 再生的方法:工厂再生、现场再生、原位再生。 再生技术的关键: ? 离子去除:针对催化剂化学失活原因的不同,用少量化学物质 去除有害阳离子,降低SO2/SO3转化率。 ? 预干燥:采用程序控制,干燥至特定的残留水浓度。该处理工 序对催化剂活性成分的有效添加至关重要。 ?活性成分添加:依据催化剂类型、原有化学成分、再生催化剂供 货技术要求,采用不同技术添加V2O5、WO3或者V2O5、MoO3。 工厂化再生优势: ? 再生设备齐全,再生工艺严格执行。再生设备无须长途运输; ? 工厂配有完整的检测实验室,可以对再生前、后催化剂物理和化学指 标进行实时检测,调整配方确保再生质量。 ? 再生过程中会产生含有重金属的废液、废渣,工厂化再生可建设污水 处理设施,不会对环境造成二次污染; ? 不受天气和场地条件影响,可以连续作业,提高生产效率; ? 具有一定的仓储能力,有效管理再生催化剂。 工厂化再生劣势: ? 需将催化剂运至再生工厂,运输过程中可能对催化剂造成局部损坏; ? 需要建设厂房、仓库和污水处理设施,再生成本较高。 移动式再生优势: ? 催化剂不需要长途运输,减少运输过程中对催化剂造成的损坏; ? 无需建设厂房、仓库,再生成本低。 移动式再生劣势: ? 需要对设备进行运输、安装、调试和拆除,耗费时间,设备利用率低, 易发安全事故; ? 不能及时对再生前、后催化剂进行检测,再生质量得不到有效保障; ? 再生过程中产生含有重金属的废液、废渣,由于移动式再生通常不设污 水处理功能,会对环境造成污染; ? 移动再生受天气和场地的影响,不能持续作业,再生设备无法实现合理 化摆放,工作效率低。 国外催化剂再生案例: 所属: STEAG电力公司, 机组容量: 550MW, 锅炉类型: 固态排渣锅炉, 煤质: 低品质无烟煤, 含灰量: 省煤器出口烟气含灰量为50g/Nm3。 脱硝效率: 70% 年运行时间: 6500小时 初装情况: 1989年最初安装的是两层7.5mm节距的蜂窝式催化剂 添加/更换情况: 1991年将安装的两层蜂窝式催化剂全部更换成两层雅佶 隆公司的平板式催化剂。 从1991至2006年15年时间, 为满足脱硝要求,进行 过5层催化剂添加和2层催化剂再生。 主要内容 一、 脱硝催化剂标准化 二、脱硝催化剂检测技术 三、脱硝催化剂再生技术 四、大唐南京环保公司相关情况介绍 南京环保公司概况 南京环保公司是中国大唐集团三级子公司,地处南京江宁开发区,占地 150亩,总建筑面积59556㎡,项目总投资5.8亿元。 2011年12月15日,引进庄信万丰德国雅佶隆公司平板式催化剂技术及 生产线。目前,脱硝催化剂最大年产能40000m?。近期连续多月产量超 过3500m?。 南京环保公司概况 技术引进的成功案例(平板式脱硝催化剂) 第1年:2012年生产7000 m3 ,培养人员约100人 第2年:2013年产出26000 m3 (1月搬迁,2月调试, 3月投产,5月全部4条线 公司战略发展 四、战略发展 构建脱硝催化剂检测,制造,再生,回收处理以及专业 培训五大业务板块,打造完整产业链,做脱硝催化剂集成供 应商,为用户提供“一揽子”解决方案。 再生业务的初步方案 建设规模:1万m?/年(单班日产30方)。 包含:预处理间、再生间、仓库、污水处理间。 投产时间:2015年 谢谢!