Scr脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法及其系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：獲取催化劑的活性隨催化劑與反應(yīng)物的累積接觸時(shí)間變化的規(guī)律，計(jì)算催化劑的失活速率；根據(jù)所述催化劑的失活速率，對(duì)所述SCR脫硝系統(tǒng)中的催化劑進(jìn)行活性預(yù)測(cè)，獲取所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值；根據(jù)所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值，獲取所述SCR脫硝系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器性能參數(shù)；將所述SCR脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器性能參數(shù)與預(yù)設(shè)的閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷是否更新催化劑。本發(fā)明能夠確定催化劑更新的準(zhǔn)確時(shí)間，保證SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行的性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法及其系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及SCR脫硝系統(tǒng)的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法，以及一種SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]SCR(Selective Catalytic Reduction,選擇性催化還原法)的原理是在催化劑作用下，還原劑NH3在290-400°C下將NO和N02還原成N2，而幾乎不發(fā)生NH3的氧化反應(yīng)，從而提高了 N2的選擇性，減少了 NH3的消耗。
[0003]隨著SCR脫硝系統(tǒng)在我國(guó)火電廠的廣泛應(yīng)用，SCR催化劑及脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行管理問(wèn)題日益突出。SCR脫硝系統(tǒng)在的催化劑活性是SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行的一項(xiàng)重要指標(biāo)，關(guān)系到SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。因此催化劑的及時(shí)更新是SCR脫硝系統(tǒng)的一個(gè)重要問(wèn)題，不僅關(guān)系到SCR脫硝系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也關(guān)系到成本的控制。
[0004]常用的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法是對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑進(jìn)行取樣，對(duì)催化劑試樣進(jìn)行測(cè)試，估算催化劑的活性，從而根據(jù)催化劑試樣的活性決定是否進(jìn)行催化劑更新。
[0005]然而，這樣的更新方法需要不斷對(duì)催化劑進(jìn)行取樣測(cè)試，而在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，只有在停機(jī)檢修的時(shí)候才能夠?qū)Υ呋瘎┻M(jìn)行取樣。因此上述方法只能停機(jī)檢修的時(shí)候才能夠根據(jù)催化劑取樣的試樣活性判斷是否進(jìn)行更新，而無(wú)法確定催化劑更新的準(zhǔn)確時(shí)間，如果催化劑在兩次取樣時(shí)間之間活性降低需要更新，根據(jù)上述方法將無(wú)法處理，可能導(dǎo)致這段時(shí)間內(nèi)SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行不正常。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述【背景技術(shù)】中存在的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法無(wú)法確定催化劑更新的準(zhǔn)確時(shí)間的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠確定催化劑更新的準(zhǔn)確時(shí)間的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法。
[0007]一種SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法，包括以下步驟:
[0008]獲取催化劑的活性隨催化劑與反應(yīng)物的累積接觸時(shí)間變化的規(guī)律，計(jì)算催化劑的
失活速率；
[0009]根據(jù)所述催化劑的失活速率，對(duì)所述SCR脫硝系統(tǒng)中的催化劑進(jìn)行活性預(yù)測(cè)，獲取所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值；
[0010]根據(jù)所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值，獲取所述SCR脫硝系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器性能參數(shù)；
[0011]將所述SCR脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器性能參數(shù)與預(yù)設(shè)的閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷是否更新催化劑。
[0012]本發(fā)明的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法首先檢測(cè)獲取催化劑的活性隨接觸時(shí)間變化的規(guī)律，計(jì)算催化劑的失活速率。根據(jù)所述催化劑的失活速率，對(duì)所述SCR脫硝系統(tǒng)中的催化劑進(jìn)行活性預(yù)測(cè)，獲取所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值；然后獲取所述SCR脫硝系統(tǒng)在對(duì)應(yīng)的活性預(yù)測(cè)值下的反應(yīng)器性能參數(shù)，根據(jù)所述反應(yīng)器性能參數(shù)判斷是否更新催化劑。只需要根據(jù)催化劑的失活速率預(yù)測(cè)反應(yīng)器的性能下降到閾值以下的時(shí)間，能夠準(zhǔn)確確定反應(yīng)器的性能不足之前的催化劑更新時(shí)間，以便合理調(diào)度SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行以及催化劑更新。
[0013]本發(fā)明的目的還在于提供一種與上述SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法對(duì)應(yīng)的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新系統(tǒng)。
[0014]一種SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新系統(tǒng)，包括:
[0015]失活運(yùn)算模塊，用于獲取催化劑的活性隨催化劑與反應(yīng)物的累積接觸時(shí)間變化的規(guī)律，計(jì)算催化劑的失活速率；
[0016]活性預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)所述催化劑的失活速率，對(duì)所述SCR脫硝系統(tǒng)中的催化劑進(jìn)行活性預(yù)測(cè)，獲取所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值；
[0017]反應(yīng)器性能運(yùn)算模塊，用于根據(jù)所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值，獲取所述SCR脫硝系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器性能參數(shù)；
[0018]更新模塊，用于將所述SCR脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器性能參數(shù)與預(yù)設(shè)的閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷是否更新催化劑。
[0019]本發(fā)明的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新系統(tǒng)中，所述失活運(yùn)算模塊檢測(cè)獲取催化劑的活性隨接觸時(shí)間變化的規(guī)律，計(jì)算催化劑的失活速率。所述活性預(yù)測(cè)模塊根據(jù)所述催化劑的失活速率，對(duì)所述SCR脫硝系統(tǒng)中的催化劑進(jìn)行活性預(yù)測(cè)，獲取所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值；所述反應(yīng)器性能運(yùn)算模塊獲取所述SCR脫硝系統(tǒng)在對(duì)應(yīng)的活性預(yù)測(cè)值下的反應(yīng)器性能參數(shù)，所述更新模塊根據(jù)所述反應(yīng)器性能參數(shù)判斷是否更新催化劑。只需要根據(jù)催化劑的失活速率預(yù)測(cè)反應(yīng)器的性能下降到閾值以下的時(shí)間，能夠準(zhǔn)確確定反應(yīng)器的性能不足之前的催化劑更新時(shí)間，以便合理調(diào)度SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行以及催化劑更新。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法的流程示意圖；
[0021]圖2是SCR脫硝反應(yīng)器的催化劑布置示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法更換全新催化劑的示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法更換再生催化劑的示意圖；
[0024]圖5本發(fā)明SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法的流程示意圖。
[0026]所述SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法，包括以下步驟:
[0027]S101，獲取催化劑的活性隨催化劑與反應(yīng)物的累積接觸時(shí)間變化的規(guī)律，計(jì)算催化劑的失活速率；
[0028]S102，根據(jù)所述催化劑的失活速率，對(duì)所述SCR脫硝系統(tǒng)中的催化劑進(jìn)行活性預(yù)測(cè)，獲取所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值；
[0029]S103，根據(jù)所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值，獲取所述SCR脫硝系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器性能參數(shù)；[0030]S104，將所述SCR脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器性能參數(shù)與預(yù)設(shè)的閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷是否更新催化劑。
[0031]本發(fā)明的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法首先檢測(cè)獲取催化劑的活性隨接觸時(shí)間變化的規(guī)律，計(jì)算催化劑的失活速率。根據(jù)所述催化劑的失活速率，對(duì)所述SCR脫硝系統(tǒng)中的催化劑進(jìn)行活性預(yù)測(cè)，獲取所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值；然后獲取所述SCR脫硝系統(tǒng)在對(duì)應(yīng)的活性預(yù)測(cè)值下的反應(yīng)器性能參數(shù)，根據(jù)所述反應(yīng)器性能參數(shù)判斷是否更新催化劑。只需要根據(jù)催化劑的失活速率預(yù)測(cè)反應(yīng)器的性能下降到閾值以下的時(shí)間，能夠準(zhǔn)確確定反應(yīng)器的性能不足之前的催化劑更新時(shí)間，以便合理調(diào)度SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行以及催化劑更新。
[0032]對(duì)于上述步驟S101，所述催化劑的活性隨催化劑與反應(yīng)物的累積接觸時(shí)間變化的規(guī)律，可以定期對(duì)催化劑取樣，并對(duì)試樣進(jìn)行活性計(jì)算，然后根據(jù)取樣時(shí)間和試樣活性確定催化劑的活性隨時(shí)間變化的規(guī)律。即包括以下步驟:
[0033]在催化劑使用的過(guò)程中對(duì)每層的催化劑定期取樣；
[0034]在模擬煙氣條件下測(cè)量催化劑試樣的活性，再根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)求解催化劑的失活方程:
[0035]rk = -dk/dtc
[0036]式中，rk為催化劑的失活速率；t。為催化劑與反應(yīng)物的累計(jì)接觸時(shí)間，k為催化劑活性。
[0037]對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑進(jìn)行取樣時(shí)，優(yōu)選在機(jī)組停機(jī)檢修停機(jī)時(shí)進(jìn)行催化劑取樣，然后在系統(tǒng)之外對(duì)催化劑試樣進(jìn)行活性檢測(cè)，得到催化劑的活性。
[0038]在計(jì)算獲得催化劑活性時(shí)，可通過(guò)業(yè)內(nèi)各種通常的活性檢測(cè)方法對(duì)所述催化劑樣本進(jìn)行活性檢測(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述催化劑樣本進(jìn)行活性檢測(cè)，獲得催化劑活性的步驟包括:
[0039]獲取對(duì)所述催化劑樣本進(jìn)行活性檢測(cè)時(shí)使用的模擬煙氣流量，以及催化劑樣本表面積，將所述模擬煙氣流量以及催化劑樣本表面積代入以下公式，計(jì)算活性檢測(cè)的面速度:
【權(quán)利要求】
1.一種SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法，其特征在于，包括以下步驟: 獲取催化劑的活性隨催化劑與反應(yīng)物的累積接觸時(shí)間變化的規(guī)律，計(jì)算催化劑的失活速率； 根據(jù)所述催化劑的失活速率，對(duì)所述SCR脫硝系統(tǒng)中的催化劑進(jìn)行活性預(yù)測(cè)，獲取所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值； 根據(jù)所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值，獲取所述SCR脫硝系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器性能參數(shù)；將所述SCR脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器性能參數(shù)與預(yù)設(shè)的閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷是否更新催化劑。
2.如權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法，其特征在于，獲取催化劑的活性隨催化劑與反應(yīng)物的累積接觸時(shí)間變化的規(guī)律，計(jì)算催化劑的失活速率的步驟包括: 在催化劑使用的過(guò)程中對(duì)每層的催化劑定期取樣； 在模擬煙氣條件下測(cè)量催化劑試樣的活性，再根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)求解催化劑的失活方程:
rk = _dk/ dtc 式中，rk為催化劑的失活速率；t。為催化劑與反應(yīng)物的累計(jì)接觸時(shí)間，k為催化劑活性。
3.如權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法，其特征在于，根據(jù)所述催化劑的失活速率，對(duì)所述SCR脫硝系統(tǒng)中的催化劑進(jìn)行活性預(yù)測(cè)，獲取所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值的步驟包括: 根據(jù)以下公式計(jì)算所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值: k = k0exp (-At) 式中，k為催化劑活性，k0為催化劑的初始活性，A為失活速率，t為催化劑與反應(yīng)物的累計(jì)接觸時(shí)間。
4.如權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法，其特征在于，根據(jù)所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值，獲取所述SCR脫硝系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器性能參數(shù)的步驟包括: 獲取各層催化劑入口氨氮比，各層催化劑進(jìn)口煙氣流量，以及各層催化劑表面積，根據(jù)以下公式獲取各層催化劑的脫硝效率:
5.如權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新方法，其特征在于，將所述SCR脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器性能參數(shù)與預(yù)設(shè)的閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷是否更新催化劑的步驟包括: 判斷所述SCR脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器的氨逃逸率是否超過(guò)3ppm，如果是，則更新催化劑，否貝U，不更新催化劑。
6.一種SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新系統(tǒng)，其特征在于包括: 失活運(yùn)算模塊，用于獲取催化劑的活性隨催化劑與反應(yīng)物的累積接觸時(shí)間變化的規(guī)律，計(jì)算催化劑的失活速率； 活性預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)所述催化劑的失活速率，對(duì)所述SCR脫硝系統(tǒng)中的催化劑進(jìn)行活性預(yù)測(cè)，獲取所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值； 反應(yīng)器性能運(yùn)算模塊，用于根據(jù)所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值，獲取所述SCR脫硝系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器性能參數(shù)； 更新模塊，用于將所述SCR脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器性能參數(shù)與預(yù)設(shè)的閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷是否更新催化劑。
7.如權(quán)利要求6所述的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新系統(tǒng)，其特征在于，所述失活運(yùn)算模塊在催化劑使用的過(guò)程中對(duì)每層的催化劑定期取樣，并在模擬煙氣條件下測(cè)量催化劑試樣的活性，再根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)求解催化劑的失活方程:
rk = _dk/ dtc式中，rk為催化劑的失活速率；t。為催化劑與反應(yīng)物的累計(jì)接觸時(shí)間，k為催化劑活性。
8.如權(quán)利要求6所述的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新系統(tǒng)，其特征在于，所述活性預(yù)測(cè)模塊根據(jù)以下公式計(jì)算所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值:
k = k0exp (-At) 式中，k為催化劑活性，k0為催化劑的初始活性，A為失活速率，t為催化劑與反應(yīng)物的累計(jì)接觸時(shí)間。
9.如權(quán)利要求6所述的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)器性能運(yùn)算模塊根據(jù)所述催化劑的活性預(yù)測(cè)值，獲取所述SCR脫硝系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器性能參數(shù)的步驟包括: 獲取各層催化劑入口氨氮比，各層催化劑進(jìn)口煙氣流量，以及各層催化劑表面積，根據(jù)以下公式獲取各層催化劑的脫硝效率:
10.如權(quán)利要求6所述的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑更新系統(tǒng)，其特征在于，所述更新模塊判斷所述SCR脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器的氨逃逸率是否超過(guò)3ppm，如果是，則更新催化劑，否則，不更新催化劑。
【文檔編號(hào)】B01D53/90GK103599699SQ201310330475
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】李德波 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院