燃用高硫煤(硫分>2%)的锅炉烟气中SO₂浓度可达2000-4000mg/m³,在SCR催化剂作用下部分SO₂被氧化为SO₃,导致催化剂失活和空气预热器堵塞。本节介绍高硫煤锅炉SCR催化剂的选型设计要点。
V₂O₅是SCR催化剂的活性组分,同时也能催化SO₂氧化为SO₃:
SO₂ + ½O₂ → SO₃
V₂O₅含量越高,SO₂氧化率越高。普通催化剂SO₂氧化率约0.5-1%,高硫煤条件下可能升至1.5-2%。
当NH₃与SO₃相遇,生成硫酸氢铵(NH₄HSO₄):
NH₃ + SO₃ + H₂O → NH₄HSO₄
NH₄HSO₄在147℃以下为液态,冷却后结晶附着在空预器换热元件上,导致阻力急剧上升。
V₂O₅是催化SO₂氧化的主要活性位点。高硫煤催化剂V₂O₅含量应降至0.5-1.0%(质量分数),同时添加WO₃抑制SO₂氧化。
催化剂表面涂覆TiO₂保护层,阻止SO₂与V₂O₅直接接触,降低SO₂氧化率。保护层厚度约0.1-0.2mm,不影响脱硝活性。
选用大孔径催化剂(孔径>20nm),减少SO₃在微孔中的凝结和堵塞。
| 设计参数 | 普通煤种 | 高硫煤(硫分>2%) |
|---|---|---|
| V₂O₅含量 | 1.5-2.5% | 0.5-1.0% |
| WO₃含量 | 3-5% | 5-8% |
| 设计SO₂氧化率 | <1% | <0.5% |
| 空预器冷端温度 | ≥酸露点+10℃ | ≥酸露点+15℃ |
| 催化剂寿命设计 | 24000h | 16000h(缩短) |
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