一种电厂SCR脱硝系统中催化剂活性的修正方法

摘要

本发明公开了一种电厂SCR脱硝系统中催化剂活性的修正方法，该修正方法包括三大部分工作：首先，在机组停机检修停机时进行催化剂取样，在实验室进行活性检测，得到催化剂的表观活性；然后，在机组检修结束恢复运行后进行SCR脱硝系统现场性能试验，获取脱硝系统的脱硝效率、氨气逃逸率、SO₂氧化率、脱硝系统阻力等运行指标；最后，把实验室活性检测值作为各层催化剂活性大小的相对比例，代入反应器性能计算模型，并利用现场性能试验数据回归，得到当前催化剂的真实活性。本发明的修正方法旨在修正实验室活性检测因取样代表性问题和反应条件过于理想化所引入的误差，以提高催化剂活性检测的准确性。

主权项

一种电厂SCR脱硝系统中催化剂活性的修正方法，该方法包括如下步骤：(1)获取修正对象电厂SCR脱硝系统现场性能试验数据及催化剂结构参数，具体包括：催化剂层数m、每层催化剂的体积V_i、每层催化剂的比表面积Ap_i、烟气流量Q、入口烟气温度T、入口氨氮比γ_in、入口烟气压力P、反应器进口NOx浓度C_NOx,in、以及反应器出口NOx浓度C_NOx,out；(2)计算修正工况参数，设定修正系数初值：根据烟气流量Q、温度T、压力P，计算得到标况下的烟气流量根据每层催化剂的体积V_i和比表面积计算Ap_i每层催化剂的面速度设置第一层催化剂入口NOx浓度C_NOx,in；设置最后一层催化剂出口NOx浓度理论值C_NOx,out；设置活性修正系数初值α[0]=1.0；设置误差因子ε=0.1ppm；(3)获取催化剂表观活性：从上述检测结果中通过公式(1b)计算得到每层催化剂的表观活性K_i,test，K_i,test＝‑AV_i,test·ln(1‑η_i,NOx)，    (1b)其中：K_i,test为第i层催化剂表观活性，AV_i,test为第i层催化剂样块的活性检测面速度，η_i,NOx为第i层催化剂样块的NOx脱除率；(4)假设催化剂真实活性与表观活性之间存在线性比例关系，即K_i＝α_iK_i,test，K_i,test表征了各层催化剂活性的大小，则可取各层催化剂活性修正系数α_i相同，根据最新的修正系数计算每层催化剂的真实活性K_i＝αK_i,test，同时计算入口氨氮比γ_i，in，第一层催化剂入口氨氮比γ_1，in为现场性能试验参数获取，即入口氨氮比为γ_in，以下各层入口氨氮比其中，γ_i‑1，in为第i‑1层催化剂入口氨氮比，η_i‑1为第i‑1层催化剂脱硝效率；然后由公式（2）计算每层催化剂的脱硝效率，在进行反应器性能计算时，采用逐层计算的方法，并认为上一次催化剂的出口烟气参数即为下一层催化剂的入口烟气参数，最后一层催化剂出口烟气参数即为反应器出口烟气参数，${\eta }_i=\left\{\begin{array}{c}1-e^{\frac{-K_i}{{\mathrm{AV}}_i}},({\gamma }_{i,\mathrm{in}}\ge 1.0)\\ {\gamma }_{i,\mathrm{in}}·(1-e^{\frac{-K_i}{{\mathrm{AV}}_i}}),({\gamma }_{i,\mathrm{in}}<1.0)\end{array}\right.---\left(2\right)$式中，η_i——第i层催化剂的NOx脱除率，γ_i,in——第i层催化剂入口氨氮比，K_i——第i层催化剂真实活性，AV_i——第i层催化剂的面速度，最后根据公式（3b）计算反应器出口NOx浓度C_NOx,cal，C_NOx,cal＝C_NOx,in·(1‑η₁)（1‑η₂)···(1‑η_m)    (3b)式中，C_NOx,cal——反应器出口NOx浓度计算值，C_NOx,in——反应器进口NOx浓度，m——催化剂层数；(5)计算反应器出口NOx浓度计算值C_NOx,cal与NOx浓度理论值C_NOx,out偏差的绝对值，若小于设置的误差因子ε，则保存并输出当前的修正系数α[n]和催化剂真实活性K_i，迭代计算结束，若大于设置的误差因子ε，则继续进行下述步骤(6)；(6)调整修正系数：在第一次迭代计算后，根据反应器出口NOx浓度计算值C_NOx,cal与NOx浓度理论值C_NOx,out偏差的大小，调整修正系数，若计算值大于理论值，则增大修正系数，若计算值小于理论值，则减小修正系数，调整步长为0.001；(7)重复步骤(4)、(5)、(6)进行迭代计算，直至反应器出口NOx浓度计算值C_NOx,cal与NOx浓度理论值C_NOx,out偏差的绝对值小于设置的误差因子ε。