水泥廠SCR脫硝催化劑失活原因及處置利用探討
來源：徐榮 日期：2024-03-20 訪問量：5935 次
SCR不是新生事物，在火電行業(yè)已應(yīng)用多年。早期國外美國、歐洲2個水泥廠也曾使用過SCR脫硝技術(shù)，因不能與水泥生產(chǎn)工況融合而未能推廣普及。
隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步及國內(nèi)遠(yuǎn)超于國外的氮氧化物排放要求，SCR開始在國內(nèi)水泥企業(yè)推廣。根據(jù)使用溫度、粉塵濃度不同而推出的不同技術(shù)路線均有實踐案例?？傮w來說，實現(xiàn)了水泥行業(yè)氮氧化物超低排放的需求。但同時，因為水泥廠高塵、高堿性物料、重金屬帶入等工況，也存在著系統(tǒng)阻力增大影響生產(chǎn)、催化劑中毒失效、粉塵阻塞管道降低脫硝效果、氨水用量逐漸增大等系列問題。特別是未來催化劑失活后的更換及廢催化劑的處置將是水泥企業(yè)普遍面臨的問題。
1.磨損
水泥廠煙氣高溫、高塵、高速煙氣對催化劑有較大的磨損侵蝕作用。這需要合理的流場設(shè)計及整流、風(fēng)速控制措施使煙氣盡量平行于催化劑管道，并使其不集塵。
2.堵塞
包括孔道堵塞和通道堵塞。催化劑微孔的堵塞主要是由于氨水脫硝產(chǎn)生的硫酸銨、硫酸氫銨結(jié)晶及細(xì)微粉塵導(dǎo)致，隔絕了脫硝催化界面。特別是煙氣溫度低于320℃時較易發(fā)生。通道堵塞主要是由于粉塵積聚導(dǎo)致。這需要合理的煙氣溫度及除塵設(shè)施予以改善。
3.中毒
水泥生產(chǎn)原料多樣，相較于火電廠，除煤粉外，還有石灰石、粘土、砂巖等生料配料，開展協(xié)同處置的企業(yè)還有垃圾、危廢、固廢、替代原燃料等復(fù)雜組分。這就導(dǎo)致可使催化劑中毒的鈣、鉀、鈉等堿金屬、堿土及重金屬多種多樣。鐵等元素的硫化物也會導(dǎo)致催化劑中毒。開展協(xié)同處置廢棄物的水泥企業(yè)需格外關(guān)注該問題。
基于上述原因，水泥企業(yè)SCR催化劑壽命較火電廠要短的多，一般在1.5-2年左右。通過了解少數(shù)企業(yè)甚至壽命僅有半年，也有企業(yè)可以使用將近三年。這與產(chǎn)品質(zhì)量、工況條件、管理水平等密切相關(guān)。
1.再生
對于完好的催化劑，進(jìn)行再生。通過清灰、物理及化學(xué)清洗、植入活性催化劑組分、干燥煅燒等工序?qū)崿F(xiàn)催化劑再生。催化活性可達(dá)到新催化劑的90%左右，成本為更換新催化劑的30%左右。但水泥企業(yè)高塵環(huán)境下催化劑受磨損影響形態(tài)完好度一般，普遍再生效果還有待觀察。
2.回收利用
對于無法再生的催化劑需要考慮較好的回收利用途徑，對其中的釩、鈦、鎢組分進(jìn)行分離提取。包括：濕法冶金工藝酸浸或堿浸工藝提取釩、鎢；干法冶金工藝高溫焙燒提取釩、鎢、鋁；組合工藝提取二氧化鈦等。
總體來說，現(xiàn)有條件下水泥企業(yè)僅能通過選擇合適的工藝技術(shù)路線及產(chǎn)品、優(yōu)化工況、提升管理等延長催化劑的壽命。同時盡可能的使廢催化劑具備再生條件。進(jìn)而降低SCR運行成本。而廢催化劑的再生利用或無害化處置只能交由具有危廢處置資質(zhì)的專業(yè)企業(yè)開展，會進(jìn)一步增加成本。
