用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置，主要为了不影响催化剂活性且有效避免下游烟道粘附硫酸铵情况发生而提出。本实用新型用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置包括脱硝反应器，所述脱硝反应器内设置有催化剂床，所述催化剂床上设置有催化剂，所述脱硝反应器连接有喷吹喷淋装置，至少在所述催化剂床的上方设置有一层喷淋层。本实用新型用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置通过所述脱硝反应器连接的喷吹喷淋装置对催化剂床上的催化剂进行喷吹喷淋处理，从而恢复催化剂活性，使催化剂床层长期保证稳定的脱硝效率，同时可以避免下游烟道的硫酸铵粘附。
【专利说明】
用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种涉及烟气脱硝催化剂领域，尤其是涉及一种用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置。
【背景技术】
[0002]由化石燃料燃烧产生的NOx可以造成酸雨、光化学烟雾和臭氧层耗散等多种环境危害，并对人类的身体健康产生影响，现已成为一种主要的大气污染物。目前针对工业烟气NOx的主要控制手段是基于钒钨钛体系催化剂的标准SCR脱硝工艺。该工艺对NOx具有良好的脱除效率，适用温度为300-400°C，在温度较高的燃煤烟气领域具有广泛的应用。
[0003]然而随着污染形势的日益严峻，环保标准的日益严格，燃煤烟气NOx的控制已经无法满足我国环境保护发展的需要。因此，现行的环保标准对以焦炉烟气、冶金烟气为代表的低温烟气的NOx排放也提出了控制要求。这些烟气的温度区间为100-300 °C，常规标准SCR脱硝催化剂无法发挥作用，因此以过渡族金属氧化物为代表的低温脱硝催化剂日益受到人们的重视并得到了快速的发展。然而该类型催化剂在催化氨和NOx发生还原反应生成氮气的同时，也会促使部分SO2氧化成SO3，SO3会与喷入烟道中的氨反应生成硫酸铵。硫酸铵在低于300°C的温度下为固态粘性物质，附着在催化剂表明会阻碍催化剂表明的活性位与烟气接触，从而使催化剂很快失活。这已成为阻碍低温脱硝催化剂推向商业化的主要问题。目前主流的解决方案一是通过对催化剂的改性，降低SO2的氧化率，从而抑制硫酸铵的生成。该方法可以在一定程度上延长催化剂的使用时间，但是仍无法使催化剂获得商业上可接受的2-3年的使用寿命，且会明显增加催化剂的制造成本。另一种方案是通过定期对催化剂进行加热，使其温度升高到300 °C以上，从而使其表面的硫酸铵气化挥发，使催化剂重新获得活性。该法存在的问题一是挥发后的硫酸铵会在烟道下游重新凝结粘附在烟道表面，二是低温脱硝催化剂制备过程中的煅烧温度一般不超过300 0C，将其加热到300 0C以上会对催化剂原有的活性造成破坏。
【实用新型内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型提供一种不影响催化剂活性且有效避免下游烟道粘附硫酸铵情况发生的用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置。
[0005]为达到上述目的，本实用新型一种用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置包括脱硝反应器，所述脱硝反应器内设置有催化剂床，所述催化剂床上设置有催化剂，所述脱硝反应器连接有喷吹喷淋装置，至少在所述催化剂床的上方设置有一层喷淋层。
[0006]进一步地，所述喷吹喷淋装置包括喷吹部件和喷淋部件，所述喷吹部件用于向所述的催化剂表面喷吹气体，所述喷淋部件用于向通过喷淋层向所述的催化剂喷淋液体。
[0007]进一步地，所述喷吹喷淋装置为设置在脱硝反应器上的筢式喷淋装置，所述筢式喷淋装置与进气管和进液管连接。
[0008]进一步地，所述筢式喷淋装置与进气管和进液管之间通过伸缩杆连接。
[0009]进一步地，所述催化剂床包括沿竖直方向间距设置的若干床层，所述每个床层上均设置有催化剂，对应每个所述床层的上方均设置有喷淋层。
[0010]进一步地，所述脱硝反应器的底部对应所述催化剂床的下方设有洗涤液收集槽，所述洗涤液收集槽底部设置阀门。
[0011 ]进一步地，所述洗涤液收集槽内液体的容量为收集槽深度的1/3-2/3之间。
[0012]进一步地，所述催化剂床沿水平方向分为至少3个清扫区域，每个清扫区域的所有床层上设置的催化剂量不超过整个催化剂床上催化剂总量的1/3。
[0013]进一步地，所述硝化反应器的烟气出口和入口均设置有检测烟气中NOx的浓度的NOx检测器。
[0014]进一步地，所述洗涤液收集槽为锥形。
[0015]本实用新型用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置通过所述脱硝反应器连接的喷吹喷淋装置对催化剂床上的催化剂进行喷吹喷淋处理，从而恢复催化剂活性，使催化剂床层长期保证稳定的脱硝效率，同时可以避免下游烟道的硫酸铵粘附；本实用新型用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置全流程操作温度不超过催化剂正常运行温度，不会破坏催化剂原有活性，且清扫过程在线进行，不影响脱硝设备正常运行，具有烟气波动小，耗能低等优点。
【附图说明】
[0016]图1是实施例1用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置的工作流程图；
[0017]图2是实施I用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置的催化剂床的层状结构示意图；
[0018]图3为实施2催化剂纵向划分为左右排列的4个清扫区域的示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。
[0020]实施例1
[0021]本实施例用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置包括脱硝反应器，所述脱硝反应器内设置有催化剂床，所述催化剂床上设置有催化剂，所述脱硝反应器连接有喷吹喷淋装置，在所述催化剂床的上方设置有一层喷淋层;所述脱硝反应器的底部对应所述催化剂床的下方设有洗涤液收集槽，所述洗涤液收集槽底部设置阀门。所述喷吹喷淋装置包括喷吹部件和喷淋部件，所述喷吹部件用于向所述的催化剂表面喷吹气体，所述喷淋部件用于向所述的喷淋层喷淋液体。
[0022]本实施例用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置的工作过程为包括如下步骤:
[0023]步骤1:对设置在催化剂床上的催化剂表面进行气体喷吹，进行初步清灰，清灰后的灰分由烟气带走;喷吹用气体可以但不限于空气、氮气、二氧化碳、氧气及其它们的混合气体，喷吹气体的压力范围为0-5Mpa，喷吹时间为l-2min。
[0024]步骤2:对步骤I处理后的催化剂进行液体喷淋洗涤去除杂质；进行液体喷淋洗涤所采用的喷淋液体的压力为0_50Mpa，喷淋时间为2-3min，所述喷淋液体的喷淋量为每立方催化剂每分钟0.3-0.5m3;所采用的液体为水或者含有特定溶质的水溶液，水溶液的溶质包括但不限于渗透促进剂、缓蚀剂、络合剂、碱、匀染剂、乳化剂中的一种或几种。
[0025]步骤3:利用烟气本身的热量对步骤2处理后的催化剂进行原位在线烘干;被洗涤液浸湿的催化剂在烟气自身热量的作用下被逐步烘干，催化剂的活性也逐步得到恢复，从而实现对该区域催化剂的在线清扫再生
[0026]本实施例用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置可以根据催化剂的活性定期进行清扫。
[0027]本实施例用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置采用在线清扫的方式，在催化剂床上对催化剂进行处理后恢复活性，使催化剂床层长期保证稳定的脱硝效率，同时可以避免下游烟道的硫酸铵粘附；全流程操作温度不超过催化剂正常运行温度，不会破坏催化剂原有活性，且清扫过程在线进行，不影响脱硝设备正常运行，具有烟气波动小，耗能低等优点。
[0028]实施例2
[0029]本实施例用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置是在实施例1的基础上进行的改进。
[0030]所述硝化反应器的烟气出、入口均设置有检测烟气中NOx的浓度的NOx检测器;所述催化剂床竖直设置有3层床层，所述每个床层上均设置有催化剂，对应每个所述床层的上方均设置有喷淋层，催化剂以位于催化剂床的位置沿着纵向等分成左右排列的4个清扫区域，为避免清扫过程对烟气造成较大波动，单个清扫区域的体积不超过催化剂总体积的1/3。洗涤液收集槽呈锥形。空气喷吹和工业水喷淋共用一套筢式喷淋装置，筢式喷淋装置和进气进水管之间由伸缩杆相连，使得筢式喷淋装置可以在四个清扫区域内自由移动，且每层催化剂床层安装一套筢式喷淋装置。
[0031]本实施例用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置的工作过程为:
[0032]步骤I，监测硝化反应器出入口烟气中NOx的浓度，依据出入口NOx的浓度判断催化剂活性，催化剂活性降低到初始活性的80%以下时，启动催化剂在线清扫流程。
[0033]步骤2每次清扫4个清扫区域中的一个区域，并逐区域进行周期性清扫:
[0034](I)针对第一块待清扫区域，首先通过筢式喷淋装置用压缩空气对催化剂床层进行喷吹，初步除去催化剂表明的易脱附粉尘，喷吹时间为l_2min，脱附下来的粉尘由烟气携带离开反应器。
[0035](2)喷吹完成后通过筢式喷淋器用水对催化剂床层进行喷淋冲洗。喷吹用液体为工业用水，喷淋压力为IMpa，冲洗时间为2-3min，喷水量为每立方催化剂每分钟0.3-0.5m3。催化剂表面以硫酸铵为主的沉积物溶于水后，在重力和烟气的携带作用下沿着催化剂表面逐步下流，并最终在反应器底部的洗涤液收集槽进行汇聚。当洗涤液收集槽内的液面高度超过收集槽深度的2/3时打开收集槽底部的阀门进行排液，当槽内液面高度降低到收集槽深度的1/3时关闭阀门，以保证收集槽良好的密封性。
[0036](3)完成对催化剂表面的喷淋，并用压缩空气将喷淋管内残留水排除后，通过伸缩杆将喷淋装置移到相邻的下一待清扫区域，等待下一区域清扫流程的开始。在喷淋完成后被水浸湿的催化剂在通过催化剂床层烟气的作用下逐步蒸干，活性逐步恢复。该过程需要时间一般为40_60min。
[0037]步骤3该区域催化剂烘干完成后，启动等待区域的清扫装置，进行下一区域的清扫流程。
[0038]步骤4重复以上流程，依次完成对其它区域的清扫。
[0039]步骤5完成全部清扫区域的清扫后，再次监测催化剂反应器出入口烟气中NOx的浓度，当催化剂活性再次降低到初始活性的80%以下时，启动下一催化剂清扫周期，重复以上清扫流程。
[0040]本实施例用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置喷淋洗涤液喷淋到催化剂表面后对催化剂表面的硫酸铵等杂质进行溶解洗涤，吸收了杂质的洗涤液在重力和烟气的携带作用下沿着催化剂表面流入催化装置底部的洗涤液收集槽，当收集槽内的洗涤液积累到一定量以后进行外排处理。其中喷淋层的布置可以根据催化剂床层采用每层催化剂各采用一个喷淋层，也可多个催化剂床层共用一个设置在该清扫区域上方的喷淋层;为防止烟气泄漏，收集槽内的洗涤液同时也具有对收集槽进行液封的作用，因此对收集槽内的洗涤液进行外排时，要保证收集槽内液面保持一定高度。
[0041]以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置，包括脱硝反应器，所述脱硝反应器内设置有催化剂床，所述催化剂床上设置有催化剂，其特征在于:所述脱硝反应器连接有喷吹喷淋装置，至少在所述催化剂床的上方设置有一层喷淋层。2.根据权利要求1所述的用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置，其特征在于:所述喷吹喷淋装置包括喷吹部件和喷淋部件，所述喷吹部件用于向所述的催化剂表面喷吹气体，所述喷淋部件用于向通过喷淋层向所述的催化剂喷淋液体。3.根据权利要求1所述的用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置，其特征在于:所述喷吹喷淋装置为设置在脱硝反应器上的筢式喷淋装置，所述筢式喷淋装置与进气管和进液管连接。4.根据权利要求3所述的用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置，其特征在于:所述筢式喷淋装置与进气管和进液管之间通过伸缩杆连接。5.根据权利要求1所述的用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置，其特征在于:所述催化剂床包括沿竖直方向间距设置的若干床层，所述每个床层上均设置有催化剂，对应每个所述床层的上方均设置有喷淋层。6.根据权利要求1所述的用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置，其特征在于:所述脱硝反应器的底部对应所述催化剂床的下方设有洗涤液收集槽，所述洗涤液收集槽底部设置阀门。7.根据权利要求6所述的用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置，其特征在于:所述洗涤液收集槽内液体的容量为收集槽深度的1/3-2/3之间。8.根据权利要求5所述的用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置，其特征在于:所述催化剂床沿水平方向分为至少3个清扫区域，每个清扫区域的所有床层上设置的催化剂量不超过整个催化剂床上催化剂总量的1/3。9.根据权利要求1所述的用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置，其特征在于:所述脱硝反应器的烟气出口和入口均设置有检测烟气中NOx的浓度的NOx检测器。10.根据权利要求6所述的用于恢复低温脱硝催化剂活性的在线清扫装置，其特征在于:所述洗涤液收集槽为锥形。
【文档编号】B01D53/56GK205672787SQ201620414109
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月4日 公开号201620414109.4, CN 201620414109, CN 205672787 U, CN 205672787U, CN-U-205672787, CN201620414109, CN201620414109.4, CN205672787 U, CN205672787U
【发明人】安忠义, 詹茂华, 范维义, 李启超
【申请人】中冶华天工程技术有限公司, 中冶华天（安徽）节能环保研究院有限公司