脱硝催化剂检测分析管理办法.docx
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脱硝催化剂检测分析管理办法
脱硝催化剂检测分析管理办法
1总则
本管理办法提出了选择性催化还原法（SCR）烟气脱硝催化剂检测的内容、方法、程序、标准等。
适用于公司新购平板式催化剂的检测检验，投运催化剂的定期检测、检验，同时可作为脱硝装置建设、调试、验收、运行和维护管理的技术要求。
2规范性引用文件
DL/T1286-2013火电厂烟气脱硝催化剂检测技术规范
3术语和定义
3.1标准状态：
烟气在温度为273K，压力为101325Pa时的状态，简称标态。
3.2选择性催化还原法：
在催化剂作用下，氨基还原剂与氮氧化物反应，生成氨气和水的脱硝工艺。
3.3平板式催化剂：
以金属网为基材，经压制、焙烧而成的脱硝催化剂。
3.4催化剂模块:
由多个催化剂单元组合成的催化剂安装体。
3.5间距:
平板式或波纹式催化剂相邻两壁中心层之间的距离或层间宽度与内壁厚度之和，以mm表示。
3.6几何比表面积:
烟气流通通道的总表面积与催化剂体积的比值，以m2/m3表示。
3.7开孔率:
烟气流通通道的总截面积与催化剂截面积的比值，以%表示。
3.8磨损强度:
催化剂经磨损前后质量损失的百分比，与所消耗的磨损剂质量的比值，以%/kg或mg/100U表示。
3.9粘附强度:
当平板式催化剂受到弯曲压力或含尘气流冲刷时，由活性物质等组成的涂层附着于金属基材的能力。
3.10微观比表面积:
单位质量催化剂的表面和内孔的总表面积，以m2/g表示。
3.11孔容:
单位质量催化剂的内孔的总容积，本导则中特指用压汞仪测得的孔体积，以mL/g表示。
3.12微孔孔径:
催化剂的微孔宽度（如圆柱形孔的直径或狭缝孔相对壁间的距离），以nm表示。
3.13脱硝效率:
烟气中脱除的NOx量与原烟气中所含NOx量的百分比。
3.14表面速度:
烟气流量与催化剂单元体的总几何表面积（催化剂单元体体积与几何比表面积的乘积）之比，以m/h表示。
3.15氨氮摩尔比:
烟气中氨的物质的量与氮氧化物物质的量之比，无量纲。
3.16活性:
催化剂在还原剂与氮氧化物发生化学反应过程中所起到的催化作用的能力，指在特定条件下，单位表面积的催化剂所能处理的烟气量，以m/h表示。
3.17SO2/SO3转化率:
烟气中的二氧化硫（SO2）在催化反应过程中被氧化成三氧化硫（SO3）的体积浓度百分比。
3.18氨逃逸:
反应器出口烟气中氨的质量与烟气体积（标态、干基、6%O2）之比，以mg/m3表示。
3.19压降：
催化剂进口和出口烟气平均静压之差，以Pa表示。
4.检测内容
烟气脱硝催化剂的检测内容包括外观、几何特性指标、理化特性指标和工艺特性指标四大类。
4.1外观
外观指催化剂结构、催化剂表面和催化剂截面单元形状等。
4.2几何特性
几何特性指催化剂的几何尺寸、几何比表面积和开孔率等。
4.3理化特性
理化特性指催化剂的抗压强度（蜂窝式催化剂）、粘附强度（平板式催化剂）、磨损强度、微观比表面积、孔容、孔径及孔径分布、主要化学成分和微量元素等。
4.4工艺特性
工艺特性指催化剂单元体的脱硝效率、氨逃逸、活性、SO2/SO3转化率和压降，其中脱硝效率、活性和氨逃逸指标应同时检测。
5.检测方法
5.1外观
5.1.1催化剂结构
平板式式催化剂外观检查有无裂纹和裂缝，检查有无变形、变色及催化剂成分从基板上脱硫。
5.1.2催化剂表面
催化剂表面平整光滑，不得有锋棱、尖角，毛刺；不得有剥离、气泡等缺陷。
5.1.3催化剂截面单元形状
催化剂截面单元为方形截面，其中蜂窝式催化剂断面形状为方形阵列布局，平板式催化剂断面为平行褶皱板结构。
5.2几何特性
5.2.1尺寸
平板式催化剂单元体的长度（l）及横截面尺寸（a，b）的测量结果精确到1mm。
板体的壁厚（dp）、间距（P）、波高（hs）和波宽（bs）的测量结果精确到0.1mm（图2）。
平板式催化剂单元体外观尺寸测量
平板式催化剂单元体外观尺寸测量
板式催化剂在单元体长度方向、宽度方向及高度方向尺寸偏差为-1mm～2mm。
模块外形尺寸在宽度方向尺寸偏差为-3mm～5mm，长度方向尺寸偏差为-2mm～4mm，高度方向在催化剂模块低于1600mm时尺寸偏差为±3mm，催化剂模块高于1600mm时尺寸偏差为±5mm。
测量点的位置取决于试样的形状，应分散且分布均匀。
每个单元体测量点的数量应不少于9个区域，最终结果取其算术平均值。
5.2.2几何比表面积
平板式催化剂几何比表面积按公式
（2）计算：
（2）
式中：
w－催化剂单元体中单板的宽度，mm；
w′－折弯前的单板宽度，mm；
n－催化剂单元体中单板的数量。
5.2.3开孔率
平板式催化剂开孔率按公式（5）计算：
（5）
式中：
dp－催化剂单元体中单板的厚度，mm。
5.3理化特性指标
5.3.1磨损强度（磨损剂为石英砂）
平板式催化剂的磨损强度采用研磨法测试，磨损强度测试装置见附录A，测试条件见表3。
表3磨损强度测试条件
项目
砂轮的附加砝码
砂轮转速
研磨方式
单位
kg
r/min
－
设定值
1.0
60
300转，不间断
研磨结束后，将试样再次放入60℃干燥箱中干燥30分钟，然后放入干燥器中冷却30分钟，测量并记录试样质量（称重过程从干燥器中取出后60秒内完成）。
（9）
式中：
—平板式催化剂的磨损强度，mg/100U；
W1—测试样品测试前质量，g；
W2—测试样品测试后质量，g。
未硬化催化剂的磨损强度不应大于0.15%/kg，硬化催化剂磨损强度不应大于0.08%/kg。
轴向抗压强度不小于2.5MPa，径向抗压强度不小于0.8MPa。
5.3.2粘附强度
粘附强度的判定依据表4进行，其中剥离率按照式（10）计算。
表4平板式催化剂粘附强度判定标准
判定值
1
2
3
4
5
剥离率，%
0~5
5~15
15~35
35~65
＞65
（10）
式中：
—剥离率，%；
W0—试样的基材质量，根据试样截面积和单位面积基材的质量计算，g；
W1—试样测试前质量，g；
W2—试样测试后质量，g。
5.3.3微观比表面积
气体体系中的样品，其物质表面（颗粒外部和内部微孔的表面积）在低温下将发生物理吸附。
当吸附达到平衡时，测量吸附平衡压力和吸附的气体量，根据BET方程式求出试样单分子层吸附量，可计算出试样的微观比表面积。
平板式催化剂不应取基材部位。
5.3.4孔容、孔径及孔径分布
非浸润液体仅在受到外压作用时方可进入多孔体，外压作用下进入样品中的汞体积与所施外力成函数关系，从而测得样品的孔径分布。
平板式催化剂不应取基材部位。
5.3.5主要化学成份
催化剂中的主要化学成份视其配方不同可能包括二氧化钛（TiO2）、三氧化钨（WO3）、三氧化钼（MoO3）、五氧化二钒（V2O5）、氧化钡（BaO）等。
（以技术协议承诺为准）
5.3.6微量元素
催化剂中除3.3.6以外的其它元素，如钾、钠、钙、铁、磷、砷等。
5.4工艺特性
还原剂（NH3）在催化剂的作用下，有选择性地与烟气中的氮氧化物（NO，NO2）反应生成N2和H2O，其主要的化学方程式见式11-12。
（11）
（12）
脱硝催化剂单元体工艺特性指标测试装置见附录B，主要性能参数见表5。
表5脱硝催化剂单元体工艺特性指标测试装置的主要性能参数
项目
参数
单位
试验烟气条件
（湿基）
流量
50~550
m3/h
温度
280~450
℃
SO2
500~15000
mg/m3
NO
100~1300
mg/m3
O2
2~18
%
H2O
3~22
%
NH3
40~800
mg/m3
脱硝催化剂单元体工艺特性指标测试装置的烟气成分检测方法及参考标准见表6。
表6推荐的烟气成分检测方法及标准
序号
烟气成分
推荐方法
参考标准
1
NO/NO2
化学发光法
盐酸萘乙二胺分光光度法
ISO7996
HJ/T43
2
O2
磁力机械式氧分析仪法
*1
3
SO2
紫外荧光法
碘量法
离子色谱法
ISO10498
HJ/T56
GB/T14642
4
SO3
高氯酸钡－钍试剂法
离子色谱法
*2
GB/T14642
5
NH3
氨气敏电极法
次氯酸钠－水杨酸分光光度法
GB/T14669
HJ 534
6
H2O
冷凝法
重量法
GB/T16157
5.4.1脱硝效率
（13）
式中：
—催化剂单元体的脱硝效率，%；
—反应器入口NOx浓度（标态，干基，过剩空气系数1.4），mg/m3；
—反应器出口NOx浓度（标态，干基，过剩空气系数1.4），mg/m3。
脱硝效率应不低于技术协议中规定的数值（氨逃逸3ppm时脱硝效率应不小于设计效率η+5%）
5.4.2活性
（14）
式中：
K—催化剂单元体的活性，m/h；
AV—面速度，m/h；
MR—氨氮摩尔比。
催化剂的初设反应活性k0应不低于35Nm/h。
5.4.3SO2/SO3转化率
（15）
式中：
—催化剂单元体的SO2/SO3转化率，%；
—反应器出口SO3浓度，μL/L；
—反应器进口SO3浓度，μL/L；
—反应器进口SO2浓度，μL/L。
设计煤种硫份（Sar）小于2.5%时SO2/SO3转化率应不高于1%，设计煤种硫份（Sar）大于等于2.5%，SO2/SO3转化率应不高于0.75%。
5.4.4氨逃逸
氨逃逸应按公式（16）折算到基准氧含量（6%）下：
（16）
式中：
—折算到基准氧含量下的氨逃逸，mg/m3；
—实测的氨逃逸，mg/m3；
—实测的氧含量，%。
氨逃逸应不高于2.28mg/m3
5.4.5压降
（17）
式中：
—催化剂单元体的烟气压降，Pa；
—反应器出口烟气静压，Pa；
—反应器入口烟气静压，Pa。
6新购催化剂检测
采购催化剂时，应对催化剂进行驻厂监造、到货验收和性能检测。
驻厂监造由生产技术部和维护部负责，到货验收由生产技术部、维护部和物资部共同负责。
同时委托具备催化剂检测资质的单位对催化剂性能进行检测，检测报告存档。
6.1驻厂监造
在催化剂生产过程中，监造人员应进驻生产现场，对包括原材料采购、产品加工、组装、性能测试到工厂出货为止的催化剂生产流程进行全过程监督。
6.1.1催化剂投入生产前检查
监造人员要确认原材料供货单、质检、试验报告等资料是否完整，确认现场加工用原材料是否与之相符并满足技术协议要求。
监造人员应对催化剂生产设备运行状况、工厂生产计划、产品质量控制进行检查，并将相关情况及时汇报。
6.1.2催化剂检查
监造人员主要以观看和测量的方式对催化剂单体进行检查，抽检要求：
板式催化剂：
模块均应全部进行外观检查，几何尺寸按单元抽检，抽检率按6%控制。
监造人员应对模块的组装工艺、进度、质量进行现场监督，并对催化剂及模块单体抗压强度、磨损强度、脱硝效率、SO2/SO3转化率等指标工厂抽样检测过程进行监督，并编写监造报告（范本见附录）。
外观检查发现单元体破损、裂纹、裂缝缺陷超过标准的应剔除。
几何尺寸抽检合格率低于90%，则应扩大抽检范围至30%，如扩大抽检后合格率低于90%，则对该批次单元体进行100%检查。
抽检发现几何尺寸超过标准的应剔除。
应对合同规定范围内工厂承担的催化剂检测进行全过程监督。
原则上物理性能以不大于25m3为一个检验批次，催化剂脱硝效率、SO2/SO3转化率等指标微型试验以不大于100m3为一个检验批次，单体脱硝效率、SO2/SO3转化率、压降等指标中型试验以不大于200m3为一个检验批次，按批次进行抽样检测。
检测不合格的不得发货。
6.2到货验收
催化剂到货后应对供应数量、技术资料进行检查，对催化剂结构、外观进行检查，并结合驻厂监造报告对模块尺寸进行校验。
6.3性能检测
6.3.1取样
在催化剂组装过程中，由性能检测方现场取样，取样过程中应有公司成员、催化剂生产厂家代表在场并确认样品具有代表性，由各方签字确认。
6.3.2理化特性检测
必检项目：
抗压强度（蜂窝式催化剂）、粘附强度、磨损强度、主要化学成分
选检项目：
微观比表面积、孔容、孔径及孔径分布、微量元素
6.3.3工艺特性检测
活性、脱硝效率、氨逃逸、SO2/SO3转化率和氨逃逸等。
对于性能检测项目不符合标准或技术协议规定的可进行复检，经复检不合格、三方确认后，应要求催化剂厂家免费更换同批次催化剂或按合同规定进行商务考核。
7运行期间催化剂定期检测
机组运行期间必须对催化剂进行定期检测，掌握催化剂活性、磨损等各项参数变化情况，指导脱硝系统的运行及维护。
7.1检测周期
检测周期可结合机组检修及调停进行，周期一般不少1年/次。
7.2检测单位
催化剂的检测必须委托具备相应资质的单位进行，也可在催化剂采购时，签订协议由厂家负责每年的定期检测。
7.3检测项目
每次检测必须对催化剂活性进行检测，并结合每次检测加强催化剂失活趋势。
由性能检测方现场取样，取样过程中应有公司成员在场并确认样品具有代表性。
7.4其他要求
检测结束后必须出具检测报告，以便存档备查。
附录
脱硝催化剂驻厂监造报告（范本）
一、概况
20□□年□月□日至□月□日，□□□□电厂组织进行催化剂驻厂监造。
监造内容包括生产前检查和催化剂外观尺寸检查。
监造具体情况形成报告如下。
二、生产前检查
1、原材料情况
（1）供货
【说明原材料供货情况】
（2）原材料质检
【说明原材料的质量检验情况】
（3）原材料测试
【说明催化剂主要原材料的测试结果】
（4）技术要求
【说明现场加工用原材料是否与供货单相符并满足技术协议要求】
2、质量控制情况
（1）生产线运行
【说明生产线设备运行及实验室仪器使用情况】
（2）产品质量控制
【说明厂家产品质量控制体系及实际运行控制情况】
3、生产计划
【说明主要催化剂生产计划的时间节点，是否满足项目工期需求】
三、催化剂现场检查
1、催化剂外观检查
（1）单元体外观检查
（2）模块外观检查
【说明单元体、模块的抽检率、合格率和抽检发现的主要问题，缺陷处理情况】
2、催化剂尺寸检查
（1）单元体外观检查
（2）模块外观检查
【说明单元体、模块的抽检率、合格率和抽检发现的主要问题，缺陷处理情况】
3、模块组装
【说明催化剂组装工艺、进度和质量情况】
4、理化与工艺特性指标工厂检测
（1）理化特性指标检测
（2）工艺特性指标检测
【说明催化剂及单体特性指标组工厂检验抽样、结果与评定情况】
四、存在的主要问题及分析
1、原材料方面
2、生产进度方面
3、生产质量方面
4、其他方面
五、结论
附件1：
脱硝催化剂检外观及尺寸检查表
附件2：
脱硝催化剂尺寸检查表
附件1脱硝催化剂检外观及尺寸检查表
催化剂应用项目
抽检编号
抽检日期
年月日
项目
位置
参考标准
抽检情况
备注
催化剂外观指标
催化剂
单元体
结构完整性
破损
侧面
破损处的宽度应不超过一个开孔，长度应<20mm，破损数量不超过两处。
应填写破损数量、宽度和长度信息
端面
裂缝
侧面
细小裂纹的宽度≤0.4mm，长度不超过催化剂总长度的一半，裂纹数量不超过5处。
应填写裂缝数量、宽度和长度信息
端面
裂缝的贯穿程度不应超过开孔的一半，裂缝数量不超过两处。
表面
是否有锋棱、尖角、毛刺
简要描述
是否有剥离、气泡
截面单元形状
是否为方形阵列布局
蜂窝式
是否为平行褶皱板结构
平板式
单元体外观抽检
合格□不合格□
项目单位：
合同签订单位：
催化剂厂家：
附件2脱硝催化剂尺寸检查表
催化剂应用项目
抽检编号
抽检日期
年月日
项目
符号
单位
参考值
抽检值
允许偏差
备注
催化剂几何特性指标
催化剂单元体
长度
l
mm
-2~+3
横截面
a×b
mm×mm
±2
外壁厚
bw
mm
±0.10
内壁厚
bow
mm
±0.10
壁厚
dp
mm
平板式
孔径
da
mm
±0.3
孔径
db
mm
±0.3
间距
P
mm
平板式
波纹式
波高
hs
mm
平板式
波款
bs
mm
平板式
顶部波纹宽度
tww
mm
波纹式
波长
cl
mm
波纹式
波高
ch
mm
波纹式
波厚
wt
mm
波纹式
平板厚度
lt
mm
波纹式
翘曲度
%
<0.4
孔数
几何比表面积
Ap
m2
开孔率
ε
m2/m3
催化剂模块
高度
L
mm
±5
长度
A
mm
±5
宽度
B
mm
±5
单元体数量
单元体尺寸抽检
合格□不合格□
项目单位：
合同签订单位：
催化剂厂家：
附录F
脱硝催化剂性能检测表
送检单位
样品类型
样品编号
报告编号
检测日期
项目
符号
单位
参考值
测试值
结论
备注
催化剂
理化特性指标
催化剂主要成分
二氧化钛
TiO2
%
合格□不合格□
五氧化二钒
V2O5
%
合格□不合格□
三氧化钨
WO3
%
合格□不合格□
三氧化钼
MoO3
%
合格□不合格□
氧化钡
BaO
%
合格□不合格□
微量元素
钾
K
ppm
合格□不合格□
钠
Na
ppm
合格□不合格□
钙
Ca
ppm
合格□不合格□
铁
Fe
ppm
合格□不合格□
磷
P
ppm
合格□不合格□
砷
As
ppm
合格□不合格□
催化剂强度
抗压强度
P
MPa
2.5
合格□不合格□
轴向
0.8
合格□不合格□
径向
磨损强度（磨损率）
ξ
%/kg
0.15
合格□不合格□
未硬化
0.08
合格□不合格□
硬化
粘附强度（剥离率）
λ
%
合格□不合格□
催化剂微观参数
比表面积
SA
m2/g
合格□不合格□
孔容
Vg
m3/g
合格□不合格□
孔径
φ
Å
合格□不合格□
孔径分布另附页
催化剂工艺特性指标
脱硝效率
η
%
合格□不合格□
填写设计温度下的值
活性
Ko
m/h
≮35
合格□不合格□
氨逃逸
C
ppm
≤2.28
合格□不合格□
SO2/SO3转化率
X
％
<1
合格□不合格□
Sar<2.5%
<0.75
合格□不合格□
Sar≥2.5%
压降
△P
Pa
合格□不合格□
催化剂检测综合结论
检测人员：
审核：
批准：
升级会员 