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淺析煙氣脫硝催化劑管理及處置應用
1情況簡介
定州電廠3號鍋爐尾部煙氣采用選擇性催化還原脫硝處理工藝（SCR），每臺機組設一套SCR脫硝，SCR反應器直接布置在省煤器之后空預器之前的煙道上，采用2+1布置方式，初裝二層板式催化劑*通煙氣時間為2009年9月，機組長期運行后催化劑活性下降，為了保證脫硝效率，于2014年9月對3號鍋爐脫硝裝置預留層加裝一層蜂窩式催化劑，到2016年12月初裝層催化劑運行時間已達7年，加裝層運行時間也達2年，催化劑累計時間大大超過設計使用壽命。
定州電廠對催化劑實行專項管理，利用每次檢修的機會對催化劑進行取樣檢測，掌握其性能劣化狀態，建立催化劑檢測滾動臺賬（見表1）與計劃檢修時間相結合制定廢煙氣催化劑的更換計劃。
截至2016年8月取樣，初裝層催化劑運行時間約為40000h，備用層催化劑運行時間約為13000h，經檢測發現催化劑運行40，000h后，相對活性K40000/K0約為0.46，已經遠低于設計閾值0.6，根據機械強度檢測結果，備用層催化劑徑向抗壓強度和非硬化端磨損強度低于國家標準。因此需要對3號機組脫硝催化劑進行進行更換來保證系統運行的高效性和可靠性，同時對換下來的兩層廢煙氣催化劑進行合理處置，防止重金屬物污染。
2處置方案研究
2.1脫硝催化劑再生
平板式脫硝催化劑的制備工藝不同于蜂窩式脫硝催化劑的整體擠出燒制工藝，其以薄型不銹鋼絲網板為基材，在不銹鋼絲網板表面加壓涂覆活性成分并將涂覆好的催化劑片褶皺并按要求剪切成單板，將褶皺剪切好的單板組裝成催化劑單元，催化劑單元煅燒后組裝得到催化劑模塊。失效SCR催化劑含有V2O5、WO3以及使用過程中聚集的重金屬，若處置不當將會造成對環境的二次污染，板式SCR脫硝催化劑再生針對性技術措施如下。
1）再生前期分析
對催化劑進行充分的鈍化分析是催化劑再生的先決條件。首先進行機械清理催化劑，檢查催化劑表面是否存在機械損傷，機械損傷過于嚴重時，便失去再生的意義；然后通過檢測催化劑脫硝工藝性能及表征手段分析催化劑鈍化的原因，依此設計針對性再生方案。
2）良好的清洗
催化劑清洗是一項困難大且技術含量高的工作，既要保證催化劑表面干凈又具有足夠的活性，又要避免過度操作使載體和活性成分受到損害。預清洗可以用去離子水沖洗掉附著在催化劑表面的灰塵及可溶于水的有害鹽類，去離子水中添加滲透促進劑和表面活性劑等化學藥劑，使載體污垢表面浸潤，降低下一步化學清洗污垢干擾。
3）活性組分負載
針對板式催化劑特點，采用再生液，依據溶液化學理論的指導，嚴格控制活性組分負載工藝的參數、條件，實現活性組分有效均勻負載在催化劑上。
4）再生工藝流程
失活催化劑運至再生廠后，首先進行篩選，催化劑單元體滿足再生條件進入預處理，對不滿足整箱再生條件的催化劑模塊，進行拆箱，將可再生的催化劑單元體取出并集中放置，重新組裝成新的催化劑模塊，進入預處理工段。預處理清灰包括（脈沖吹灰器以及負壓吸塵器）→酸化粗洗（1槽）→漂洗（2槽）→超聲堿洗（3槽）→二次漂洗（4）→化學清洗（5）→三次漂洗（6）→（瀝水），模塊按順序依次通過工藝槽浸泡，嚴格按照工藝流程，后瀝水干凈后，進入烘干程序，除掉催化劑中大部分水分，準備進入活化工序。失活催化劑綜合處置再生激活處理工藝流程見下圖1。
2.2脫硝催化劑回收
由具有脫硝催化劑回收處置資質的公司對于無法再生的脫硝催化劑可進行無害化回收處理。板式催化劑與蜂窩式催化劑處理方式不同，蜂窩狀催化劑一般是經過簡單處理后壓碎作為催化劑的摻合料繼續使用，板式催化劑基質是金屬板，一般是回爐熔化。回收處理工藝需能夠有效的提取廢棄SCR脫硝催化劑中V2O5、WO3、MoO3、TiO2等組分，從而實現有限資源的重復利用，節約材料，降低能耗，有利于環境保護。催化劑經過無害化回收處理，以實現危廢固體近*。
通過比較分析，催化劑再生是處理催化劑有效的技術手段，采用科學有效的板式催化劑再生技術工藝，可以獲得較好的板式催化劑再生效果，防止催化劑短時間失活，延長催化劑使用壽命，提高催化劑使用經濟性。因此，結合定州電廠廢棄脫硝催化劑的具體情況將初裝兩層的板式催化劑進行再生的方案，由于備用層的蜂窩催化劑徑向抗壓強度和非硬化端磨損強度低于國家標準而采取回收的處理方案。
3方案的應用
定州電廠于2016年12月利用3號機組C級檢修的機會，對3號鍋爐脫硝催化劑進行了更換，通過不斷合理優化工序、合理安排施工人員工作排班、巧妙利用工具等諸多努力，歷時14天連續作業，共拆除三層催化劑432包，新安裝兩層催化劑288包，環保部門將相關手續批復后由相關廠家轉運進行再生、回收處置，并對再生后的脫硝催化劑進行全尺寸檢驗，其各項檢測參數需達到國標要求，保證再生后的催化劑使用性能。
4結束語
鍋爐脫硝催化劑的壽命管理不良直接導致NOX的超標排放，同時到達壽命的催化劑處置問題便成為各個發電公司所必須面臨難題。定州電廠針對鍋爐脫硝催化劑的管理與處置問題進行了深入研究并成功應用，對不同的催化劑采取了再生與回收的處理方式，為燃煤機組同類問題的處理提供了可借鑒的經驗。