[发明专利]SCR脱硝系统催化剂在氨氧化状态下的动力学参数测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力工程技术领域，特别是涉及一种SCR脱硝系统催化剂在氨氧化状态下的动力学参数测量方法。

背景技术

选择性催化还原法脱硝技术，主要是以TiO₂为载体的V₂O₅基工业催化剂，包括V₂O₅/TiO₂、V₂O₅/TiO₂-SiO₂、V₂O₅-WO3/TiO₂和V₂O₅-MoO₃/TiO₂，其操作温度在280-420℃之间，脱硝效率可达到85%以上，可有效地减少氮氧化物排放，满足日益严格的环保要求，在火力发电中得到了广泛应用。近年来低温SCR脱硝催化剂的研发进展很快，形成了以活性炭为载体，以V₂O₅、Fe₂O₃和MnO_x等为活性组分的各种催化剂，但这些催化剂均尚未经过工业验证。在国内，为了满足越来越严格的NO_x排放标准，SCR脱硝技术已经成为火电厂氮氧化物控制的主流技术。

催化剂是电厂SCR烟气脱硝系统的核心，它约占其投资的1/3，催化剂结构和组成的选择对电站安全经济运行至关重要，而且在运行过程中，由于其催化剂的失效而需要的定期更换费用占运行成本的主要部分，安装SCR脱硝系统后，也会对锅炉系统的结构设计及安全经济运行带来影响。因此，需要测量SCR脱硝系统催化剂在氨氧化状态下的动力学参数，为电厂SCR脱硝系统运行调节方案的制定提供指导依据。

发明内容

基于此，有必要提供一种SCR脱硝系统催化剂在氨氧化状态下的动力学参数测量方法，从而可以为电厂SCR脱硝系统运行调节方案的制定提供了依据。

一种SCR脱硝系统催化剂在氨氧化状态下的动力学参数测量方法，包括如下步骤：

搭建SCR催化剂活性检测实验台，该实验台包括：

微量水泵、汽化器、混合器、预热器、加热电炉、NO气体标准气瓶、O₂气体标准气瓶、N₂气体标准气瓶、NH₃气体标准气瓶、反应器和烟气分析仪；其中，微量水泵、汽化器、预热器、反应器通过导管连接；混合器通过导管连接NO气体标准气瓶、O₂气体标准气瓶和N₂气体标准气瓶，分别接入NO气体、O₂气体和N₂气体；反应器通过导管连接NH₃气体标准气瓶，接入NH₃气体；汽化器产生H₂O气体，反应器置于加热电炉中；

实验操作过程如下：

从现场服役的整块催化剂中切出试样块，将试样块放置在反应器中，设定各次实验的实验参数，包括：反应器内部温度、实验气体导入量以及氨氮比；

实验时，先通入O₂气体和N₂气体，启动加热电炉以恒定升温速率将反应器内部加热至设定温度，待温度保持稳定后通入NO气体，待NO的浓度稳定后，记录烟气分析仪录得的NO气体浓度；然后通入NH3气体在反应器中进行反应，待反应后的NO气体浓度趋于稳定后，记录烟气分析仪录得的NO气体浓度；

建立反应器中催化剂的化学反应模型，根据记录的NO气体浓度参数，催化剂的结构参数以及化学反应模型计算催化剂的动力学参数，将所述动力学参数设为催化剂动力学参数的初始值，利用氨氧化动力学参数对所述催化剂动力学参数的初始值进行逐步回归寻优，获取催化剂在氨氧化状态下的动力学参数。

上述SCR脱硝系统催化剂在氨氧化状态下的动力学参数测量方法，基于实验和计算耦合的方式，通过模拟现场服役中的SCR脱硝系统的催化剂化学反应过程，然后根据相关实验数据计算在氨氧化状态下的催化剂的动力学参数，从而可以为电厂SCR脱硝系统运行调节方案的制定提供技术支持。

附图说明

图1为SCR催化剂活性检测实验台的结构示意图；

图2所示为固定床积分的反应器的示意图；

图3为新蜂窝实测与模拟的脱硝效率对比示意图；

图4为旧蜂窝实测与模拟的脱硝效率对比示意图；