SCR催化劑現場再生技術在國內百萬機組的首次實踐

常毅君，方海峰，史偉偉，熊加林，陶克軒，鄭志海

（1.華能玉環電廠，浙江 臺州 317604；2.江蘇肯創環境科技股份有限公司，江蘇 常州 213161）

SCR催化劑現場再生技術在國內百萬機組的首次實踐

常毅君1，方海峰2，史偉偉2，熊加林1，陶克軒1，鄭志海1

（1.華能玉環電廠，浙江 臺州 317604；2.江蘇肯創環境科技股份有限公司，江蘇 常州 213161）

對失活催化劑進行再生是SCR煙氣脫硝催化劑壽命管理的關鍵措施之一。百萬機組檢修間隔周期長，檢修停機時間相對較短，而SCR催化劑模塊數量大，現場吊裝拆卸、再生困難較大。華能玉環電廠利用C級檢修，在現場順利完成了化學清洗、活性浸漬、干燥活化等再生工藝步驟，同時還對再生過程中的清洗廢水進行了有效處理。再生催化劑經第三方檢測，各項性能指標均達到理想水平。

脫硝催化劑；壽命管理；現場再生；應用

0 引言

華能玉環電廠4臺1 000 MW機組于2010—2011年分別實施SCR（選擇性催化還原）煙氣脫硝改造。2013年上半年，經西安熱工研究院有限公司檢測，脫硝催化劑均不同程度出現了活性衰減。2014年春節期間，2號機組被列入C級檢修，此時脫硝系統運行已超過2.5萬h，因此利用本次停機檢修時間，在20天內完成了脫硝反應器上層408 m3共224個模塊的拆裝和清洗再生，是首次國內百萬機組SCR催化劑現場再生，為催化劑壽命科學管理提供了良好借鑒。

1 催化劑再生

SCR催化劑性能檢測及壽命評估、催化劑補充/更換/再生等都屬于催化劑壽命管理內容，其主要目的就是通過采用先進的SCR運行管理模式，最大限度地發揮催化劑潛力，延長催化劑使用壽命，節省成本。再生是催化劑壽命管理的重要措施之一，催化劑再生有2種方式：基地式再生和移動式現場再生。

基地式再生是將催化劑運回專業再生公司的基地進行再生后，再運回用戶處安裝。基地式再生避免了對用戶現場的場地要求，有利于用戶的清潔生產管理，在經濟運輸半徑內和有較充裕時間時是可取的，如果路途較遠則并不可取，因長途運輸勢必增加時間及費用，同時也增加長途運輸顛簸導致機械破損的風險。

移動式再生是將全套再生裝置運到用戶現場，拆卸、再生及安裝同時進行，所有的停機時間幾乎都用于再生過程，可以最大程度地發揮時間優勢。但是，為確保再生質量和防止因再生導致二次污染，現場再生對工藝裝備及質量控制有較高要求。用戶可以根據自身實際情況，選擇最合適的再生方式。

由于電廠的機組檢修周期受電網調控等外部因素影響較大，因此催化劑的再生不能依照其運行使用時間和效果來定，而必須根據機組的檢修計劃制定相應的再生計劃，即使本次檢修時催化劑能滿足脫硝要求，但脫硝性能是否能堅持到下次檢修，以及下次檢修時是否有足夠時間進行處理都難以保證。因此，再生應提前考量，需要進行科學的壽命管理。

2 再生前的實驗分析

玉環電廠2號機組SCR脫硝催化劑選用奧地利富藍德蜂窩式催化劑，本次再生前在催化劑性能實驗室進行了測試，選取了2塊蜂窩式催化劑樣品（2號機組上層及新鮮催化劑樣品各1塊），分別進行單元體幾何特性（幾何尺寸、幾何比表面積）、理化特性（微觀比表面積、孔容、孔徑及孔徑分布、主要化學成分）及工藝特性（單元體脫硝效率和氨逃逸）的檢測。結合物化分析的測試結果及再生實驗，評價當前2號機組催化劑的脫硝性能，并以此作為再生工藝確定和實施的重要依據。

2.1 幾何特性測試

催化劑的幾何特性指標主要包括催化劑單元體的幾何尺寸、幾何比表面、開孔率，其檢測結果如表1所示。

2號機組A側上層催化劑使用后，壁厚較新鮮催化劑有所減薄，導致孔徑略微增大，但其整體結構與新鮮催化劑差異不大，機械強度優良，十分適合再生。

2.2 工藝特性測試

在設計條件下，測量催化劑單元體的脫硝效率及SO2/SO3轉化率，結果如表2所示。

表1 幾何特性測量結果

表2 催化劑工藝特性測試結果

根據工藝特性分析，2號機組在役催化劑脫硝活性下降明顯，需盡快進行再生。同時，通過再生實驗確定了玉環電廠2號機組脫硝催化劑再生工藝，并以此為技術依據，于2014年春節2號機組停機檢修期間實施再生工程。由于停機檢修時間很短，允許含拆裝的再生工期僅20天，因此，現場再生技術是比較合適的選擇。

3 現場再生的實施

2014年1月26日，本項目正式進廠施工，2月16號完成撤場，在計劃工期內成功實施了2號機組上層催化劑224個模塊的拆裝和清洗再生工作。

3.1 再生工藝流程

再生工藝流程如圖1所示。首先對失活催化劑載體堆積的粉塵進行清理，除去粉塵后再利用鼓泡裝置對催化劑進行清洗，除去黏附尚且不牢固的浮灰和孔道堵塞物；再使用去離子水進一步清除遺留下的粉塵，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，為下一步化學清洗創造良好清洗界面；超聲化學清洗過程中使用滲透促進劑、表面活性劑等助劑，在專利清洗劑的作用下，清洗掉溶解性堿金屬離子和硫酸鈣污垢；最后應用超聲浸漬法，在催化劑表面負載含有釩、鎢等氧化物的活性組分，進一步提高SCR催化劑的活性，通過高溫激活活性物質并使其牢固附著，最終使之接近新鮮催化劑的品質。

圖1 再生工藝流程

3.2 再生廢水處理

再生過程中還考慮了再生廢水的處理，現場配備移動式SCR催化劑再生廢水專用處理裝置，全程監控廢水出水水質，保證達標排放。對廢水出水水質進行了檢測，檢測結果如表3所示。

表3 清洗廢水出水水質檢測結果 mg/L

4 現場再生的質量檢測

項目完成后，對再生催化劑的性能進行了檢測，檢測結果如表4所示。

表4 現場再生催化劑性能檢測結果

由表4可知，再生催化劑活性恢復至新鮮催化劑的94%，SO2/SO3轉化率及氨逃逸濃度均處于安全范圍內，再生效果優良。

催化劑再生后運行至今，2號機組脫硝系統各項指標正常，系統噴氨量較再生前呈下降趨勢，原來存在的氨逃逸略高現象也隨之消失。

5 結語

隨著國內火電機組脫硝系統的大范圍投運，在確保機組安全穩定運行的前提下，應提倡提前介入催化劑壽命管理，合理充分利用檢修時機，恰當安排再生時間。當停機時間較短、距離再生基地較遠時，現場再生是催化劑壽命管理的較好措施之一。

SCR催化劑現場再生技術首次在我國百萬機組中成功實施，為其他機組SCR脫硝催化劑的壽命管理提供了良好的參考經驗。

[1]于洪，劉慷．選擇性催化還原煙氣脫硝技術在玉環電廠4×1 000 MW機組上的應用[J]．電力環境保護，2009，25（3）∶1－3．

[2]華曉宇，滕敏華，吳劍波，等．兩種商用SCR催化劑的Hg°催化氧化性能對比研究[J]．浙江電力，2014，33（11）∶42－45．

[3]孔凡海．SCR催化劑全壽命管理[EB/OL]．http∶//www．docin．com/p－680668746．html#documentinfo，2014－06－08．

[4]李德波，廖永進，徐齊勝，等．燃煤電站SCR脫硝催化劑更換策略研究[J]．中國電力，2014（3）∶155－159．

[5]徐曉亮，黃麗娜，廖明烽．SCR脫硝催化劑循環再利用的研究進展[J]．綠色科技，2011（6）∶6－9．

[6]沈伯雄，施建偉，楊婷婷，等．選擇性催化還原脫氮催化劑的再生及其應用評述[J]．化工進展，2008，27（1）∶64－67．

[7]吳凡，段競芳，夏啟斌，等．SCR脫硝失活催化劑的清洗再生技術[J]．熱力發電，2012，41（5）∶95－98．

（本文編輯：徐 晗）

Initial Implementation of Onsite SCR Catalyst Regeneration Technology in Domestic 1 000 MW Units

CHANG Yijun1，FANG Haifeng2，SHI Weiwei2，XIONG Jialin1，TAO Kexuan1，ZHENG Zhihai1
（1.Huaneng Yuhuan Power Plant，Taizhou Zhejiang 317604，China；2.Country Jiangsu Environment Technology Co.，Ltd.，Changzhou Jiangsu 213161，China）

Regeneration of deactivated catalyst is one of the key measures of SCR catalyst lifetime management.Maintenance interval of 1 000 MW units is long；the number of SCR catalyst modules is large；maintenance downtime is relatively short，and onsite hoisting，disassembly and regeneration are difficult.Huaneng Yuhuan Power Plant adopted level C maintenance and successfully finished regeneration process steps such as chemical cleaning，active dipping and drying activation.In the meantime，cleaning wastewater in the regeneration process was treated effectively.All the performance indicators of the regenerated catalyst reached the desired level by third-party testing.

denitration catalyst；lifetime management；on-site regeneration；application

TK228

B

1007-1881（2015）04-0043-03

2013年國家火炬計劃產業化示范項目（2013GH060540）

2015-01-09

常毅君（1976），男，高級工程師，主要從事火電廠鍋爐專業相關工作。