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摘 要：蜂窝式催化剂和平板式催化剂是我国目前使用最多的两种催化剂，这两种催化剂各有优劣，目前我国火电厂燃煤具有灰分含量高，成分复杂的特点，立足于我国目前多使用高灰、高砷燃煤的现状，为落实行业排放标准，降低催化剂运行成本，对平板式脱硝催化剂抗磨损性能进行分析，以最大限度提高平板式脫硝催化剂的抗磨损性。
关键词：平板式催化剂；烟气脱硝；磨损强度
现阶段的烟气脱硝领域多采用选择性催化还原（SCR）法。而催化剂则是该方法的核心，目前最常见的催化剂类型是蜂窝式和平板式。平板式催化剂具有流通面积大，防堵塞与耐磨损性能较高，更适应我国的燃煤特点。但我国因在相当长的一段时间内采用蜂窝式催化剂，对于平板式催化剂的了解较少。
一、平板式脱硝催化剂抗磨损性能概述
在脱硝过程中，作为核心的催化剂长期暴露在高温，高灰及含由多种污染物的烟气中，而催化剂的催化活性和机械性能是影响催化剂使用寿命的重要因素，而催化剂的适应寿命的长短直接影响脱硝成本，目前我国很多燃煤厂大多存在烟尘颗粒大、硬度高等对催化剂磨损强烈的特点，因此会出现催化剂大面积剥落及坍塌，导致脱硝运行成本增加的现象，因此，催化剂的抗磨损性能便显得尤为重要。平板式催化剂的抗磨损性能主要指其在受到外力摩擦时，表面活性物质涂层能够抵抗摩擦力而不形成碎屑或是粉末，平板式催化剂的抗磨损能力的测试多采用旋转式磨耗仪，这是一种不需要定制的非常成熟的设备，但抗磨损性能的测试受到多种因素综合作用影响，因此在测试前需要确定好样品称重，磨轮硬度等的参数及方法，这样测试得到的平板式催化剂耐磨强度就有可比性并且具有可重复性。
二、平板式脱硝催化剂抗磨损性能测验分析
（一）样品制备。在确定各项参数及方法无误后进行样品制备，首先要用切割机将催化剂平面部分截取一个正方体作为样品，并且用锥钻在中心钻孔，然后将钻孔后的样品进行干燥，结束后再放入干燥器中进行冷却。
（二）称重。在样品干燥冷却后需进行称重，平板式催化剂在进行耐磨测试前后均要进行称重，因此称重的准确性会极大地影响最终结果，干燥后的催化剂样品直接称重会不断吸收空气中的水分从而使得天平的波动较大，所以在样品干燥冷却后要迅速移到密闭容器内进行称重，这样可以最大限度地减小称重过程中的质量波动，以减小误差。
（三）影响因素。在平板式催化剂的耐磨性能测试时，应立足于平板式催化剂的特点，因此选用的测试用磨轮应是有一定弹性且磨损作用较为轻微的橡胶磨轮，因为若是选择磨损作用较强烈的陶瓷磨轮会大大影响测试的准确性。并且在使用橡胶磨轮的测试过程中也要考虑磨轮本身是否会随着时间的增加而改变硬度，通常使用的全新橡胶磨轮的邵尔硬度约为 90HA，但随着时间的推移磨轮的硬度也会发生变化，这将会大大影响实验结果的准确性，因此需要在适当的时侯更换磨轮。
（四）计算平板式催化剂的抗磨损性能测试结果是旋转式磨耗仪研磨前后质量差与转数的比值，磨损前后的质量差与所设定的旋转式磨耗仪的转数息息相关，转数过少或过多都会影响相关因素以影响最终的检测结果，其中转数过少会使得催化剂磨损前后质量差过小从而增大误差，而转数过大则有可能磨损钢网，因此在测试过程中应设定合理的转数来进行抗磨损性能测试。
三、试验方法
（一）研磨法。利用研磨法采用旋转式磨耗仪，在测量前后催化剂都要进行干燥处理。首先要在砂轮上加载质量为1千克的砝码。将研磨的转速设置为 60 转每分钟，研磨五分钟之后进行称量和测试前后样品的质量。通过计算公式得出催化剂磨损的强度值。
（二）石英砂法。石英砂法是通过气流携带磨损系摩擦的实验，这种方法能够更加细致的模拟催化剂在烟气中的实际磨损情况。平板式催化剂石英砂磨损试验试样的制备整个过程为，首先将催化剂均匀的取平面部分。将催化剂进行切割，要求切割面积为 500 平方毫米的样品一共 9 片。当质量不再变化时装入安装盒。设置它们之间的间距为七毫米。催化剂的样品有参比样品和实验样品。高硬度的石英沙作为催化剂的磨损剂。在进行试验时磨损的质量在 50 克左右，设置风速为每秒 14.5米，将磨损时间调整为两个小时。试验前后的样品进行测量，然后进行计算磨损强度。平板式的催化剂与蜂窝式的催化剂结构上有许多不同，蜂窝是催化剂的质量都是由其主要成分构成，但是平板式催化剂的质量取决于金属材料和主要部分。
四、试验结果
（一）研磨法试验结果。研磨法磨损强度最小的是 385毫克，最大的达到 1150 毫克，相差很多。在不同种催化剂机械性能存在差异，这种差异与成分和制作的工艺都息息相关。现如今，业界对于平板式催化剂研磨方法的磨损强度还没有达到一个共识。各个厂家对于性能的保证也存在着很大的偏差。这给客观评定造成了一定的阻碍，不利于往好的方向进行发展。
研磨测试法，通过实验发现了许多问题。第一，不同材料之间的砂轮磨损试验结果会相差很多。第二，磨损范围不够广泛，局限性比较大。第三，实验结果受到化学因素的影响比较大。第四，无法更加真实准确的反映出飞灰对于催化剂磨损强度的影响程度。
（二）石英砂法试验结果。石英砂法与研磨法所得的结果大部分趋向一致。不同厂家之间催化剂金属材料所占的比例相差很大，并且在实验过程当中金属材料不参与磨损的过程。
（三）不同风速下平板式催化剂磨损强度比较。通过对脱硝装置机组催化剂设计通道内烟气流速进行一定的数据采集和分析。在实际运行的时候平板式催化剂设计通道内烟气流速要低于蜂窝式的催化剂。通过实验我们可以看到通道内流速对于蜂窝式催化剂磨损程度影响较深。流速与磨损直接成正比的关系，流速越高，则磨损越严重。
五、平板式脱硝催化剂抗磨损性能的重要性
催化剂的使用寿命与催化剂类型有直接联系，合适的催化剂类型能在一定程度上延长催化剂使用寿命，减少资源浪费。从目前常用的两种催化剂类型来看，平板式催化剂具有不锈钢筛网板作为支撑结构，与蜂窝式催化剂相比可以较好的防止催化剂堵塞，耐磨损，防止氧化钙在催化剂表面覆盖，防止催化剂的化学中毒和减少氧化率，有效延长了催化剂的使用寿命。尽管平板式催化剂能够较好地适应高砷烟气环境，但是烟气中的飞灰与高温条件仍然会使催化剂活性降低，因此在使用平板式催化剂的时候 还要注意清灰与温度控制，注意定时检测催化剂的活性。
结语：抗磨损性是评价催化剂质量的一项重要性能指标，本文对平板式催化剂抗磨损性能测试方法进行了透彻研究，包括样品制备，如何称重，部分影响因素及结果计算等方面，抗磨损性的测验方法对催化剂性能的判定的影响很大，相关人员应采取科学有效的检测手段及测试方法，以保证平板式催化剂抗磨损性能测试的准确性。
参考文献
[1]晏敏，李超，朱跃.超低排放改造工程脱硝催化剂的设计和采购分析[J].中国电力，2017，50（09）：111-115.
[2]李倩，王虎，王晓伟，董晓真.平板式烟气脱硝催化剂耐磨强度检测技术研究[J].山东化工，2016，45（19）：149-151.
[3]李锋，於承志，张朋，Holger Michaelis.高尘烟气脱硝催化剂耐磨性能研究[J].热力发电，2010，39（12）：73-75.
（作者身份证号码：1.210882197908143327；
2.身份证号码：211323197903061318）
关键词：平板式催化剂；烟气脱硝；磨损强度
现阶段的烟气脱硝领域多采用选择性催化还原（SCR）法。而催化剂则是该方法的核心，目前最常见的催化剂类型是蜂窝式和平板式。平板式催化剂具有流通面积大，防堵塞与耐磨损性能较高，更适应我国的燃煤特点。但我国因在相当长的一段时间内采用蜂窝式催化剂，对于平板式催化剂的了解较少。
一、平板式脱硝催化剂抗磨损性能概述
在脱硝过程中，作为核心的催化剂长期暴露在高温，高灰及含由多种污染物的烟气中，而催化剂的催化活性和机械性能是影响催化剂使用寿命的重要因素，而催化剂的适应寿命的长短直接影响脱硝成本，目前我国很多燃煤厂大多存在烟尘颗粒大、硬度高等对催化剂磨损强烈的特点，因此会出现催化剂大面积剥落及坍塌，导致脱硝运行成本增加的现象，因此，催化剂的抗磨损性能便显得尤为重要。平板式催化剂的抗磨损性能主要指其在受到外力摩擦时，表面活性物质涂层能够抵抗摩擦力而不形成碎屑或是粉末，平板式催化剂的抗磨损能力的测试多采用旋转式磨耗仪，这是一种不需要定制的非常成熟的设备，但抗磨损性能的测试受到多种因素综合作用影响，因此在测试前需要确定好样品称重，磨轮硬度等的参数及方法，这样测试得到的平板式催化剂耐磨强度就有可比性并且具有可重复性。
二、平板式脱硝催化剂抗磨损性能测验分析
（一）样品制备。在确定各项参数及方法无误后进行样品制备，首先要用切割机将催化剂平面部分截取一个正方体作为样品，并且用锥钻在中心钻孔，然后将钻孔后的样品进行干燥，结束后再放入干燥器中进行冷却。
（二）称重。在样品干燥冷却后需进行称重，平板式催化剂在进行耐磨测试前后均要进行称重，因此称重的准确性会极大地影响最终结果，干燥后的催化剂样品直接称重会不断吸收空气中的水分从而使得天平的波动较大，所以在样品干燥冷却后要迅速移到密闭容器内进行称重，这样可以最大限度地减小称重过程中的质量波动，以减小误差。
（三）影响因素。在平板式催化剂的耐磨性能测试时，应立足于平板式催化剂的特点，因此选用的测试用磨轮应是有一定弹性且磨损作用较为轻微的橡胶磨轮，因为若是选择磨损作用较强烈的陶瓷磨轮会大大影响测试的准确性。并且在使用橡胶磨轮的测试过程中也要考虑磨轮本身是否会随着时间的增加而改变硬度，通常使用的全新橡胶磨轮的邵尔硬度约为 90HA，但随着时间的推移磨轮的硬度也会发生变化，这将会大大影响实验结果的准确性，因此需要在适当的时侯更换磨轮。
（四）计算平板式催化剂的抗磨损性能测试结果是旋转式磨耗仪研磨前后质量差与转数的比值，磨损前后的质量差与所设定的旋转式磨耗仪的转数息息相关，转数过少或过多都会影响相关因素以影响最终的检测结果，其中转数过少会使得催化剂磨损前后质量差过小从而增大误差，而转数过大则有可能磨损钢网，因此在测试过程中应设定合理的转数来进行抗磨损性能测试。
三、试验方法
（一）研磨法。利用研磨法采用旋转式磨耗仪，在测量前后催化剂都要进行干燥处理。首先要在砂轮上加载质量为1千克的砝码。将研磨的转速设置为 60 转每分钟，研磨五分钟之后进行称量和测试前后样品的质量。通过计算公式得出催化剂磨损的强度值。
（二）石英砂法。石英砂法是通过气流携带磨损系摩擦的实验，这种方法能够更加细致的模拟催化剂在烟气中的实际磨损情况。平板式催化剂石英砂磨损试验试样的制备整个过程为，首先将催化剂均匀的取平面部分。将催化剂进行切割，要求切割面积为 500 平方毫米的样品一共 9 片。当质量不再变化时装入安装盒。设置它们之间的间距为七毫米。催化剂的样品有参比样品和实验样品。高硬度的石英沙作为催化剂的磨损剂。在进行试验时磨损的质量在 50 克左右，设置风速为每秒 14.5米，将磨损时间调整为两个小时。试验前后的样品进行测量，然后进行计算磨损强度。平板式的催化剂与蜂窝式的催化剂结构上有许多不同，蜂窝是催化剂的质量都是由其主要成分构成，但是平板式催化剂的质量取决于金属材料和主要部分。
四、试验结果
（一）研磨法试验结果。研磨法磨损强度最小的是 385毫克，最大的达到 1150 毫克，相差很多。在不同种催化剂机械性能存在差异，这种差异与成分和制作的工艺都息息相关。现如今，业界对于平板式催化剂研磨方法的磨损强度还没有达到一个共识。各个厂家对于性能的保证也存在着很大的偏差。这给客观评定造成了一定的阻碍，不利于往好的方向进行发展。
研磨测试法，通过实验发现了许多问题。第一，不同材料之间的砂轮磨损试验结果会相差很多。第二，磨损范围不够广泛，局限性比较大。第三，实验结果受到化学因素的影响比较大。第四，无法更加真实准确的反映出飞灰对于催化剂磨损强度的影响程度。
（二）石英砂法试验结果。石英砂法与研磨法所得的结果大部分趋向一致。不同厂家之间催化剂金属材料所占的比例相差很大，并且在实验过程当中金属材料不参与磨损的过程。
（三）不同风速下平板式催化剂磨损强度比较。通过对脱硝装置机组催化剂设计通道内烟气流速进行一定的数据采集和分析。在实际运行的时候平板式催化剂设计通道内烟气流速要低于蜂窝式的催化剂。通过实验我们可以看到通道内流速对于蜂窝式催化剂磨损程度影响较深。流速与磨损直接成正比的关系，流速越高，则磨损越严重。
五、平板式脱硝催化剂抗磨损性能的重要性
催化剂的使用寿命与催化剂类型有直接联系，合适的催化剂类型能在一定程度上延长催化剂使用寿命，减少资源浪费。从目前常用的两种催化剂类型来看，平板式催化剂具有不锈钢筛网板作为支撑结构，与蜂窝式催化剂相比可以较好的防止催化剂堵塞，耐磨损，防止氧化钙在催化剂表面覆盖，防止催化剂的化学中毒和减少氧化率，有效延长了催化剂的使用寿命。尽管平板式催化剂能够较好地适应高砷烟气环境，但是烟气中的飞灰与高温条件仍然会使催化剂活性降低，因此在使用平板式催化剂的时候 还要注意清灰与温度控制，注意定时检测催化剂的活性。
结语：抗磨损性是评价催化剂质量的一项重要性能指标，本文对平板式催化剂抗磨损性能测试方法进行了透彻研究，包括样品制备，如何称重，部分影响因素及结果计算等方面，抗磨损性的测验方法对催化剂性能的判定的影响很大，相关人员应采取科学有效的检测手段及测试方法，以保证平板式催化剂抗磨损性能测试的准确性。
参考文献
[1]晏敏，李超，朱跃.超低排放改造工程脱硝催化剂的设计和采购分析[J].中国电力，2017，50（09）：111-115.
[2]李倩，王虎，王晓伟，董晓真.平板式烟气脱硝催化剂耐磨强度检测技术研究[J].山东化工，2016，45（19）：149-151.
[3]李锋，於承志，张朋，Holger Michaelis.高尘烟气脱硝催化剂耐磨性能研究[J].热力发电，2010，39（12）：73-75.
（作者身份证号码：1.210882197908143327；
2.身份证号码：211323197903061318）