燃气机组“全负荷”脱硝超低排放高-低温SCR催化剂运行经验

0 前言

湛江钢铁三高炉系统（电厂工程），一期已建设2×350MW亚临界(掺烧煤气燃煤机组)，并于2015年投产。自2019年，一期1#和2#机组均开始采用上海瀚昱环保材料有限公司生产的高-低温型SCR脱硝催化剂，2#机组2019年1月投运，1#机组2019年3月投运，2台机组4年时间经历60多次启停炉及深度调峰考验，NOx无任何超标点，真正实现了“全负荷”NOx超低达标排放。在1#及2#机组成功应用基础上，湛江钢铁在二期扩建的两台135MW亚临界超高温煤气锅炉也采用了上海瀚昱环保材料有限公司的高-低温型催化剂，并在2021年初成功投运并网，实现“全负荷”NOx超超低排放达标要求。

1 烟气参数

本项目为亚临界超高温煤气锅炉烟气，设计工况为BFG80%+COG20%,最恶劣工况为50%BFG+50%COG，烟气参数见表1.

表1主要烟气参数

2 排放要求

本工程采用选择性催化还原法（SCR）脱硝工艺处理100%烟气量，使用液氨为还原剂，要求脱硝装置脱硝效率不小于86%。并满足相关排放标准。脱硝系统保证锅炉并网后任意工况下的NOx排放浓度不大于28 mg/Nm³(3%O₂，干基)，具体要求见表2.

表2 脱硝性能保证值

3 项目设计与设施

本项目的低温脱硝催化剂的设计参数如表3所示

表3 催化剂设计参数

本项目的难点在一是尾端NOx要求低，需要在全负荷的情况下达到28 mg/Nm³（3%O₂，干基）以下；二是正常催化剂反应温度在400℃左右，这也需要将SO₂/SO₃转化率严格控制在1%以下。所以这需要使用SCR催化剂既能保证在低温环境下有着非常良好的脱硝活性的同时，在高温环境下也可以让SO₂/SO₃转化率保持在较低水平。而上海瀚昱环保材料有限公司生产的高-低温型SCR脱硝催化剂完全满足了这两方面的要求。3#机组2021年1月投运，4#机组2021年4月投运，两台机组在烟温120℃~420℃全部达到超超低排放要求,NOx≤28 mg/Nm³（3%O₂，干基），氨逃逸率＜3ppm，SO₂/SO₃转化率＜1%，实现“全负荷”NOx超超低排放达标。由图1可以看到，3#机组NOx排放值仅为0.307 mg/Nm³（3%O₂，干基），排烟温度为53.4℃，大幅度超过了技术协议中所规定的参数要求。使用至今，3#、4#两台机组经历多次启停炉及深度调峰考验，NOx排放值始终为超标，实现了“全负荷”NOx超超低排放达标要求。

图13号机组运行画面

4 总结

燃气机组相对于燃煤机组而言，烟气成分相对比较干净，但是项目要求更高，需要达到NOx超超低排放要求，并且对于SCR脱硝催化剂来说，使用温度范围更广，达到了120~420℃，这要求催化剂能在保持良好低温脱硝活性的同时，兼具了十分优异的高温热稳定性以及高温环境下低SO₂/SO₃转化率的特点，这也给SCR脱硝催化剂提出了更高的标准和要求。

上海瀚昱环保材料有限公司经过多年研发及应用，切实考虑了各项烟气参数对催化剂的影响，根据多年工程应用经验，并在实验室的数据和表现的基础上，研发和生产的高-低温型SCR脱硝催化剂完全符合国家对于燃煤燃气发电机组所要求的“全负荷”NOx超低排放标准，在湛江钢铁自备电厂的1#、2#两台燃煤机组以及3#、4#两台燃气机组均得到了成功的应用，为燃煤燃气发电行业“全负荷”NOx达标排放运行提供了宝贵的借鉴和参考价值。