一种电厂SCR脱硝系统催化剂活性在线监测方法

摘要

本发明属于电厂选择性催化还原法进行烟气尾部脱硝技术领域，特别涉及一种电厂SCR脱硝系统催化剂活性在线监测方法。本发明方法主要包括：一、获取实验室进行相同规格新鲜催化剂的活性检测，得到新鲜催化剂的活性a₀＝1，其能达到的最佳脱硝效率为η₀；二、在机组实际运行中，对SCR脱硝系统进行现场性能试验，获取SCR实际运行数据及性能参数；三、利用本发明提出的SCR催化剂活性修正方法，计算当前催化剂的真实活性。本发明的催化剂活性在线监测方法旨在提供一种SCR脱硝系统催化剂活性在线修正计算方法，修正因实验室取样代表性问题和反应条件过于理想化而造成计算得到的活性偏离真实值，以提高催化剂活性检测的准确性和实时性。

主权项

1.一种电厂SCR脱硝系统催化剂活性在线监测方法，其特征在于：具体步骤如下：（1）分析确定SCR脱硝系统催化剂结构参数和SCR脱硝系统运行参数；（2）根据所选择的催化剂，作出实验室催化剂活性检测试验报告，新鲜催化剂的活性即相对活性a₀＝1，对应的新鲜催化剂可达到的最高脱硝效率为η₀，脱硝效率：催化剂面速度：AV＝Q/(V*Ap)，催化剂活性系数：K＝-AV*ln(1-η)，催化剂活性：a＝K/K₀；其中：η为脱硝效率；为SCR入口NO_x浓度，单位为mg/Nm³；为SCR出口NO_x浓度，单位为mg/Nm³；AV为催化剂的面速度，单位为Nm/h；Q为烟气流量，单位为Nm³/h，V为催化剂的总体积，单位为m³；Ap为催化剂的比表面积，单位为m²/m³；K为实际催化剂活性系数，单位为Nm/h；K₀为新鲜催化剂的活性系数，单位为Nm/h；a为催化剂活性；（3）引入活性修正因子k对催化剂活性进行修正，以得到催化剂活性的真实值，其中k≥0；（4）首次应用该方法时，对电厂SCR脱硝系统催化剂活性起始值的确定方法如下：根据电厂SCR脱硝系统投运时间及催化剂活性取值范围，选用如下方式之一进行催化剂活性起始值取值：①催化剂活性起始值取1；②催化剂活性起始值取[0,1）之间的值；③参考最近一次催化剂活性检测报告，以检测报告中的催化剂活性作为该方法中催化剂活性的起始值；（5）获取t时刻的理论催化剂活性a_t：t时刻的理论催化剂活性计算：在此忽略催化剂比表面积的变化引起的影响，整理得ln(1-η_t)＝a_t*ln(1-η₀)；k₀＝ln(1-η₀)为常数，且为负值，则有ln(1-η_t)＝a_t*k₀；引入活性修正因子k对a_t进行修正，a_t,best为t时刻催化剂的最佳活性，则t时刻的理论催化剂活性为a_t＝k[j]*a_t,best；设置k的初始值k[0]=1.0；假设t-1时刻的催化剂真实活性为a_t-1，则a_t,best＝a_t-1，即将上一时刻计算得到的催化剂活性真实值作为当前时刻催化剂的最佳活性；整理得ln(1-η_t)＝a_t,best*k[j]*k₀＝a_t*k₀；t时刻的理论催化剂脱硝效率为η_t＝1-exp(a_t*k₀)；理论SCR出口NO_x浓度：$C_{{\mathrm{NO}}_x,\mathrm{cal}}=C_{N{O}_x,\mathrm{in}}(1-{\eta }_t)=C_{N{O}_x,\mathrm{in}}*\exp (a_t*k_0);$其中，K_t为t时刻实际催化剂活性系数，单位为Nm/h；K₀为新鲜催化剂的活性系数，单位为Nm/h；AV_t为t时刻的催化剂面速度单位为Nm/h；AV₀为新鲜催化剂面速度单位为Nm/h；η_t为t时刻的理论催化剂脱硝效率；a_t为t时刻的理论催化剂活性；a_t,best为t时刻催化剂的最佳活性；j为活性修正因子迭代次数；a_t-1为t-1时刻的催化剂真实活性；理论SCR出口NO_x浓度，单位为mg/Nm³；（6）计算SCR反应器实际出口NO_x浓度与根据催化剂活性计算得到的理论SCR出口NO_x浓度偏差的绝对误差相对值若ε小于设定的误差因子ε₀，则保存并输出当前的活性修正因子k[n]以及催化剂真实活性，迭代计算结束；若ε大于设定的误差因子ε₀，则继续进行步骤（7）；其中，的单位为mg/Nm³，n为终止迭代次数；（7）调整活性修正因子：在第j次迭代结束后，ε大于设定的误差因子ε₀，根据SCR反应器实际出口NO_x浓度与SCR出口NO_x浓度理论值的偏差大小，调整活性修正因子；若实际值大于理论值，则减小活性修正因子；若实际值小于理论值，则增大活性修正因子；（8）重复（5）（6）（7）进行迭代计算，直至SCR反应器实际出口NO_x浓度与根据催化剂活性计算得到的理论SCR出口NO_x浓度偏差的绝对误差相对值ε小于设定的误差因子ε₀。