一種延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及火力發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種延長(zhǎng)火力發(fā)電機(jī)組脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源消費(fèi)不斷增長(zhǎng)的今天，節(jié)能減排任務(wù)日趨繁重，而燃煤火電廠又是污染物排放大戶，火電廠的煙氣脫硫、脫硝已成為我國(guó)環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要工作，對(duì)于脫硝技術(shù)，選擇性催化還原反應(yīng)(SCR)法是國(guó)際上應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟的一種煙氣脫硝技術(shù)，是利用還原劑在催化劑作用下有選擇性地與煙氣中的氮氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?。但是現(xiàn)有SCR法普遍存在其催化劑壽命較短的問題，其中一個(gè)重要原因是在機(jī)組啟動(dòng)階段，特別是冷態(tài)啟動(dòng)，在點(diǎn)火初期，煙氣中的不完全燃燒油性煙灰極易粘附在催化劑表面。此夕卜，催化劑巨大的熱容量，導(dǎo)致其升溫緩慢。在其表面被煙氣加熱，溫度逐步升高至酸露點(diǎn)以前的這段時(shí)間內(nèi)，其表面二氧化硫的結(jié)露不可避免，而堿性的煙灰與硫酸露結(jié)合，會(huì)呈水泥狀粘附，造成催化劑有效反應(yīng)接觸面減少。而啟動(dòng)階段的煤粉燃盡率低，粘附于其表面的高含碳煙灰到高負(fù)荷及高溫階段再燃燒，會(huì)對(duì)催化劑產(chǎn)生很大的傷害，一旦催化劑表面溫度高于400-420°C，會(huì)產(chǎn)生不可逆的燒結(jié)現(xiàn)象，其燒結(jié)處的活性會(huì)大幅下降，導(dǎo)致整體脫硝效率不可逆的降低。這使得催化劑的壽命相應(yīng)縮短。最嚴(yán)重的甚至有發(fā)生催化劑被燒毀的案例。在目前的技術(shù)條件下，SCR的催化劑需定期更換。然而，催化劑本身的成本很高，一臺(tái)1000MW鍋爐，其催化劑按三層布置設(shè)計(jì)的SCR，首次安裝兩層催化劑，運(yùn)行2-3年后，便每年要更換(加)一層，更換一次的費(fèi)用上千萬人民幣。這使得電廠的運(yùn)行成本大大上升，更換催化劑工作量大，廢舊催化劑的后處理也困難。
[0003]事實(shí)上，上述的物理現(xiàn)象，尤其是高含碳煙灰粘附甚至堆積于鍋爐尾部區(qū)域，如空氣預(yù)熱器、除塵器等，而后發(fā)生可燃物再燃燒而導(dǎo)致設(shè)備損壞甚至報(bào)廢的事故也屢有發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，包括步驟:
[0006]a)在鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火前，提高脫硝系統(tǒng)催化劑表面溫度。
[0007]其中，在步驟a)中所述脫硝系統(tǒng)催化劑表面溫度提高至煙氣露點(diǎn)溫度以上。
[0008]其中，步驟a)包括步驟al)將外來熱源引至本臺(tái)鍋爐。
[0009]其中，在一個(gè)實(shí)施例中，在步驟al)中，所述外來熱源來自相鄰鍋爐的空氣預(yù)熱器熱風(fēng)。
[0010]其中，在步驟al)中，所述熱風(fēng)引至本臺(tái)鍋爐的省煤器煙側(cè)出口處。
[0011]或者，在步驟al)中，所述熱風(fēng)引至本臺(tái)鍋爐的空氣預(yù)熱器風(fēng)側(cè)出口處。
[0012]其中，在另一個(gè)實(shí)施例中，在步驟al)中，所述熱源來自相鄰鍋爐的蒸汽，加熱本臺(tái)鍋爐的給水，從而加熱省煤器。
[0013]其中，步驟a)還包括步驟a2)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，流經(jīng)省煤器的空氣被加熱。
[0014]其中，在步驟a2)中，所述被加熱的流經(jīng)省煤器的空氣流經(jīng)并加熱所述脫硝系統(tǒng)催化劑表面溫度，以及空氣預(yù)熱器。
[0015]其中，通過所述空氣預(yù)熱器加熱鍋爐進(jìn)風(fēng)。
[0016]其中，所述被加熱的鍋爐進(jìn)風(fēng)進(jìn)入省煤器通過所述被加熱的鍋爐給水繼續(xù)被加熱。
[0017]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0018]本發(fā)明的技術(shù)可在機(jī)組啟動(dòng)點(diǎn)火前，將催化劑表面溫度預(yù)熱至其露點(diǎn)溫度以上，并且改善了燃燒環(huán)境，從而避免了啟動(dòng)階段尤其是冷態(tài)啟動(dòng)階段燃油的不完全燃燒，并且煤粉燃盡率相對(duì)較高，這樣飛灰含碳量低，即使萬一有少量煙灰粘結(jié)在催化劑表面上，也不會(huì)出現(xiàn)高負(fù)荷及高溫階段的再燃燒導(dǎo)致的催化劑受傷害。顯著降低了催化劑的壽命損耗，節(jié)省了更換催化劑的高額成本費(fèi)用，亦相應(yīng)減少了更換催化劑帶來的工作量以及廢棄的催化劑后處理問題。
[0019]事實(shí)上，本發(fā)明不但能避免因啟動(dòng)階段煙灰粘附等原因造成的催化劑受損的問題，同時(shí)也能避免高含碳煙灰粘附甚至堆積于鍋爐尾部區(qū)域，如空氣預(yù)熱器、除塵器等，而后發(fā)生可燃物再燃燒而導(dǎo)致設(shè)備損壞甚至報(bào)廢的事故。
[0020]以下將對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明提供了一種延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，包括步驟:
[0022]a)在鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火前，提高脫硝系統(tǒng)催化劑表面溫度。其中，在步驟a)中所述脫硝系統(tǒng)催化劑表面溫度提高至煙氣露點(diǎn)溫度以上。其中，a)包括步驟al)，使用外來熱源引至本臺(tái)鍋爐，提高脫硝系統(tǒng)催化劑表面溫度至煙氣露點(diǎn)溫度以上。
[0023]具體實(shí)施例一
[0024]在步驟al)中，所述外來熱源來自相鄰鍋爐的空氣預(yù)熱器熱風(fēng)。具體地，將相鄰鍋爐的空氣預(yù)熱器出口的熱風(fēng)引入本臺(tái)鍋爐的省煤器煙側(cè)出口處，從而直接加熱脫硝系統(tǒng)催化劑，直至溫度達(dá)到煙氣露點(diǎn)溫度以上；也可將相鄰鍋爐的空氣預(yù)熱器出口的熱風(fēng)引入本臺(tái)鍋爐的空氣預(yù)熱器風(fēng)側(cè)出口處，此熱風(fēng)在進(jìn)入爐膛后先對(duì)鍋爐對(duì)流受熱面進(jìn)行加熱，而后流出省煤器后再對(duì)脫硝催化劑進(jìn)行加熱，直至溫度達(dá)到煙氣露點(diǎn)溫度以上。
[0025]具體實(shí)施例二
[0026]在步驟al)中，所述熱源來自相鄰鍋爐的蒸汽，加熱本臺(tái)鍋爐的給水，從而加熱省煤器。具體地，將相鄰鍋爐的蒸汽通過管道引入本鍋爐的除氧器和高壓給水加熱器，從而加熱鍋爐給水，鍋爐給水在除氧器和高壓加熱器加熱后進(jìn)入鍋爐的省煤器，從而加熱省煤器。
[0027]步驟a)還包括步驟a2)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。啟動(dòng)風(fēng)機(jī)后，流經(jīng)省煤器的空氣被加熱。其中，在步驟a2)中，所述被加熱的流經(jīng)省煤器的空氣流經(jīng)并加熱所述脫硝系統(tǒng)催化劑表面，以及空氣預(yù)熱器。然后，通過所述空氣預(yù)熱器加熱鍋爐進(jìn)風(fēng)。其中，所述被加熱的鍋爐進(jìn)風(fēng)進(jìn)入省煤器繼續(xù)被加熱，從而產(chǎn)生良性循環(huán)，風(fēng)溫不斷提高，直至溫度達(dá)到煙氣露點(diǎn)溫度以上。
[0028]以某電廠百萬千瓦機(jī)組的實(shí)例來對(duì)本發(fā)明技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。機(jī)組脫硝系統(tǒng)采用SCR脫硝系統(tǒng)，反應(yīng)器采用高飛灰布置方式，位于省煤器與空氣預(yù)熱器之間。催化劑為美國(guó)康寧公司生產(chǎn)的蜂窩式催化劑。用液態(tài)純氨作還原劑，與煙氣中的NOx進(jìn)行反應(yīng)生成氮?dú)夂退?，從而降低煙氣中的NOx排放。
[0029]機(jī)組啟動(dòng)方式采用“蒸汽加熱啟動(dòng)”。在鍋爐的預(yù)熱階段，當(dāng)準(zhǔn)備點(diǎn)火，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)后，由于省煤器已被給水加熱至近200°C甚至更高，省煤器成了一個(gè)碩大無比的“暖風(fēng)(煙)器”，流經(jīng)省煤器的空氣被加熱，此空氣流再依次流經(jīng)并加熱SCR (本發(fā)明使用的脫硝系統(tǒng))的催化劑及空氣預(yù)熱器，而后通過空氣預(yù)熱器再加熱鍋爐進(jìn)風(fēng)，從而產(chǎn)生良性循環(huán)，風(fēng)溫不斷提高，當(dāng)SCR中的催化劑被不斷加熱直至酸露點(diǎn)以上后便可點(diǎn)火。由于鍋爐在包括SCR的預(yù)熱階段并不點(diǎn)火燃燒，絕不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露及煙灰的粘結(jié)現(xiàn)象。而在點(diǎn)火以后的燃燒條件得到了極大地改善，且SCR的催化劑表面溫度已達(dá)酸露點(diǎn)以上，徹底杜絕了啟動(dòng)階段，特別是冷態(tài)啟動(dòng)階段燃油和煤粉的不完全燃燒；也防止了尾部受熱面以及SCR催化劑表面的凝結(jié)硫酸露并導(dǎo)致的煙灰粘附等一系列問題，避免了 SCR催化劑的有效反應(yīng)面積的減少和壽命損耗。該催化劑設(shè)計(jì)壽命16000小時(shí)，采用該技術(shù)后，催化劑實(shí)際運(yùn)行已累計(jì)達(dá)32000小時(shí)，目前情況依然良好，SCR綜合效率仍無明顯的下降跡象。
[0030]毫無疑問，采用此方法后，由于空氣預(yù)熱器及電除塵等鍋爐的尾部區(qū)域都已被預(yù)熱，且啟動(dòng)階段的燃油和煤粉燃燒充分，因此該區(qū)域的設(shè)備發(fā)生可燃物的滯留及再燃燒而導(dǎo)致設(shè)備損壞的事故再無發(fā)生的可能。
[0031]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，包括步驟: a)在鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火前，提高脫硝系統(tǒng)催化劑表面溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，其中，在步驟a)中所述脫硝系統(tǒng)催化劑表面溫度提高至煙氣露點(diǎn)溫度以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，其中，步驟a)包括步驟al)將外來熱源引至本臺(tái)鍋爐。
4.如權(quán)利要求3所述的延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，其中，在步驟al)中，所述外來熱源來自相鄰鍋爐的空氣預(yù)熱器熱風(fēng)。
5.如權(quán)利要求4所述的延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，其中，在步驟al)中，所述熱風(fēng)引至本臺(tái)鍋爐的省煤器煙側(cè)出口處。
6.如權(quán)利要求4所述的延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，其中，在步驟al)中，所述熱風(fēng)引至本臺(tái)鍋爐的空氣預(yù)熱器風(fēng)側(cè)出口處。
7.如權(quán)利要求3所述的延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，其中，在步驟al)中，所述熱源來自相鄰鍋爐的蒸汽，加熱本臺(tái)鍋爐的給水，從而加熱省煤器。
8.如權(quán)利要求7所述的延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，其中，步驟a)還包括步驟a2)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，流經(jīng)省煤器的空氣被加熱。
9.如權(quán)利要求8所述的延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，其中，在步驟a2)中，所述被加熱的流經(jīng)省煤器的空氣流經(jīng)并加熱所述脫硝系統(tǒng)催化劑表面，以及空氣預(yù)熱器。
10.如權(quán)利要求9所述的延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，其中，通過所述空氣預(yù)熱器加熱鍋爐進(jìn)風(fēng)。
11.如權(quán)利要求10所述的延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，其中，所述被加熱的鍋爐進(jìn)風(fēng)進(jìn)入省煤器通過所述被加熱的鍋爐給水繼續(xù)被加熱。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種延長(zhǎng)鍋爐脫硝系統(tǒng)催化劑壽命的方法，包括步驟a)在鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火前，提高脫硝系統(tǒng)催化劑表面溫度。其中，在步驟a)中所述脫硝系統(tǒng)催化劑表面溫度提高至煙氣露點(diǎn)溫度以上。其中，a)包括步驟a1)，使用外來熱源引至本臺(tái)鍋爐，提高脫硝系統(tǒng)催化劑表面溫度至煙氣露點(diǎn)溫度以上。
【IPC分類】B01D53-56, B01D53-86
【公開號(hào)】CN104841269
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410052367
【發(fā)明人】馮偉忠
【申請(qǐng)人】馮偉忠
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2014年2月17日