一种脱硝系统及其更换催化剂层的方法与流程

本发明涉及scr脱硝系统中催化剂层的更换方法，尤指一种脱硝系统及其更换催化剂层的方法。

背景技术：

选择性催化还原法(selectivecatalyticreduction，scr)的原理是在催化剂作用下，还原剂nh3在290-400℃下有选择的将no和no2还原成n2，而几乎不发生nh3与o2的氧化反应，从而提高了n2的选择性，减少了nh3的消耗。

为满足脱硝scr装置出口nox浓度长期稳定≤50mg/nm³的环保要求，加装备用层催化剂是最为普遍的做法。然而加装备用层催化剂虽然能够提高脱硝效率，但同时也带来了很多不利的影响。加装备用层催化剂后，由于催化剂层的总厚度增加，scr脱硝系统的阻力会增加200pa左右，阻力增加会导致引风机电耗增加，运行成本增加，同时也会使原有的两层催化剂的机械磨损度增加，可再生性降低；加层后so2/so3的转化率会升高，容易导致下游的空预器腐蚀；而且加层后反应器内的流场适应性更差，容易引起积灰。

因此，本申请人致力于提供一种新型的一种脱硝系统及其更换催化剂层的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种脱硝系统及其更换催化剂层的方法，在不添加备用层催化剂的情况下，满足燃煤电厂氮氧化物排放指标，并有效的降低scr脱硝系统的阻力，减少反应器内的积灰现象及空预器等下游设备的腐蚀现象，还可以有效降低系统内催化剂的更换费用，且催化剂的再生周期较短，也可以避免机组因催化剂问题造成的长时间停机问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种更换脱硝系统中催化剂层的方法，包括步骤：

s10：在scr反应器中沿着烟气的流通方向依次设置用于安装催化剂层的第一安装位、第二安装位及第三安装位；

s20：分别在所述第一安装位和第二安装位上安装催化剂层，所述第三安装位空置；

s30：监测所述scr反应器的烟气出口处的烟气；

s40：若所述scr反应器的烟气出口处的烟气未达到预设排放指标，拆除第一安装位上的催化剂层，在所述第三安装位上安装催化剂层，所述第一安装位空置；

s50：继续监测所述scr反应器的出口处的烟气；

s60：若所述scr反应器的烟气出口处的烟气未达到预设排放指标，拆除第二安装位上的催化剂层，在所述第一安装位上安装催化剂层，所述第二安装位空置；

s70：继续监测所述scr反应器的出口处的烟气；

s80：若所述scr反应器的烟气出口处的烟气未达到预设排放指标，拆除第三安装位上的催化剂层，在所述第二安装位上安装催化剂层，所述第三安装位空置，并执行所述步骤s30。

优选地，所述催化剂层为未使用过的催化剂层或者再生后的催化剂层。

优选地，在所述步骤s20中，安装在所述第一安装位和第二安装位上的催化剂层为未使用过的催化剂层；在所述步骤s40中，第一次安装在所述第三安装位上的催化剂层为未使用过的催化剂层，后续循环步骤中为再生后的催化剂层；在所述步骤40、步骤60和步骤80中，所述催化剂层被拆除后先进行再生处理，等待后续再利用。

优选地，所述更换脱硝系统中催化剂层的方法还包括步骤s90：监测所述脱硝系统中的喷氨情况，并调整喷氨格栅，提高喷氨的均匀度。

本发明还公开了一种脱硝系统，包括：scr反应器，所述scr反应器中沿着烟气的流通方向依次设有第一安装位、第二安装位和第三安装位；三个催化剂层，三个所述催化剂层可拆卸地安装在所述第一安装位、第二安装位或第三安装位上；烟气监测器，设置在所述scr反应器的烟气出口处，用于监测所述scr反应器的烟气出口处的烟气是否达到预设排放指标，并根据监测结果指示所述scr反应器依次按照第一运行阶段、第二运行阶段和第三运行阶段进行循环运行。

当所述scr反应器处于所述第一运行阶段时，所述第一安装位和第二安装位上分别设有催化剂层，所述第三安装位空置；当所述scr反应器处于所述第二运行阶段时，所述第二安装位和第三安装位上分别设有催化剂层，所述第一安装位空置；当所述scr反应器处于所述第三运行阶段时，所述第三安装位和第一安装位上分别设有催化剂层，所述第二安装位空置。

优选地，所述第一安装位、第二安装位和第三安装位结构相同，且所述第一安装位包括一对滑轨，一对所述滑轨设置在所述scr反应器的内壁上；所述scr反应器的侧壁上设有三个开口，且每个开口处均设置一用于封闭和打开所述开口的开关门，三个所述开口分别与所述第一安装位、第二安装位和第三安装位一一对应；所述催化剂层包括催化剂、用于固定安装所述催化剂的框架和至少一对滚轮，所述滚轮用于带动所述框架在所述滑轨上移动。

优选地，所述脱硝系统还包括：报警器，与所述烟气监测器通讯连接，用于在所述scr反应器的烟气出口处的烟气未达到预设排放指标时发出报警信息。

优选地，所述脱硝系统还包括：催化剂再生器，用于对使用后的第一催化剂层、第二催化剂层或第三催化剂层进行再生。

本发明提供的一种脱硝系统及其更换催化剂层的方法，能够带来以下至少一种有益效果：

1、本发明的脱硝系统的更换催化剂层的方法通过对scr反应器的烟气出口处的烟气进行监控，保证了出口烟气满足燃煤电厂的氮氧化物的排放指标，另外，本发明的方法在scr反应器中始终设有两层催化剂层，因此，可以避免催化剂层数较多导致的scr脱硝系统阻力较大的问题，进一步降低了风机电耗及运行成本，还可以避免催化剂层数较多导致的反应器内流场适应性差及容易积灰的问题及空预器等下游设备的腐蚀现象。

2、本发明的脱硝系统采用逐层更换催化剂层的方法，从而使脱硝系统中的催化剂层可以保持最大的催化活性，将使用了一段时间后催化剂移除下来并进行再生可以降低其衰减速率，从而节约催化剂的更换费用，另外，催化剂的再生周期短，可以避免机组因催化剂问题造成的长时间停机。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的脱硝系统及其更换催化剂层的方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明的更换脱硝系统中催化剂层的方法的一种具体实施例的流程示意图；

图2是本发明的脱硝系统的一种具体实施例的结构示意图。

附图标号说明：

scr反应器10，烟气入口11，烟气出口12，第一安装位21，第二安装位22，第三安装位23。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

如图1所示，本具体实施例公开了一种更换脱硝系统中催化剂层的方法，包括步骤：

s10：在scr反应器中沿着烟气的流通方向依次设置用于安装催化剂层的第一安装位、第二安装位及第三安装位；

s20：分别在所述第一安装位和第二安装位上安装催化剂层，第三安装位空置；

s30：监测scr反应器的烟气出口处的烟气；

s40：若scr反应器的烟气出口处的烟气未达到预设排放指标，拆除第一安装位上的催化剂层，在第三安装位上安装催化剂层，第一安装位空置；

s50：继续监测scr反应器的出口处的烟气；

s60：若scr反应器的烟气出口处的烟气未达到预设排放指标，拆除第二安装位上的催化剂层，在第一安装位上安装催化剂层，第二安装位空置；

s70：继续监测scr反应器的出口处的烟气；

s80：若scr反应器的烟气出口处的烟气未达到预设排放指标，拆除第三安装位上的催化剂层，在第二安装位上安装催化剂层，第三安装位空置，并执行步骤s30。

具体的，在步骤s20中，安装在第一安装位和第二安装位上的催化剂层为未使用过的新鲜的催化剂层；在步骤s40中，第一次安装在第三安装位上的催化剂层为未使用过的新鲜的催化剂层，后续循环步骤中为再生后的催化剂层；在步骤40、步骤60和步骤80中，催化剂层被拆除后先进行再生处理，等待后续再利用。

具体的，更换脱硝系统中催化剂层的方法还包括步骤s90：监测脱硝系统中的喷氨情况，并调整喷氨格栅，提高喷氨的均匀度。

本方法在两层催化剂的运行过程中，还可以运用cfd(computationalfluiddynamics，即计算流体动力学数值模拟方法)，研究烟气对催化剂层的影响，并合理优化反应器内流场情况。另外，还可以对拆除后的催化剂层进行定期抽样检测，并根据已有催化剂运行的数据库，对其寿命进行预测分析。

在本方法中，scr反应器中始终保持两层催化剂层，在更换时，逐次去除第一安装位、第二安装位及第三安装位上的催化剂层，然后再安装新鲜的催化剂层或者再生后的催化剂层，也就是说，只需要三层催化剂层进行循环利用，就可以实现本更换方法。本方法在不添加备用层催化剂的情况下，可以满足燃煤电厂氮氧化物排放指标，并有效的降低scr脱硝系统的阻力，减少反应器内的积灰现象及空预器等下游设备的腐蚀现象。并且，本方法可以节约高达30％的催化剂更换费用，且催化剂的再生周期较短，可以有效避免机组因催化剂问题造成的长时间停机的问题。

当然了，在本发明的更换脱硝系统中催化剂层的方法的其他具体实施例中，催化剂层可以根据实际需要选用新鲜的未使用的催化剂层，也可以使用再生后的催化剂层；步骤s90可以选择性操作，此处不再赘述。

如图2所示，本具体实施例公开了一种脱硝系统，包括：scr反应器10，scr反应器10中沿着烟气的流通方向(即从烟气入口11到烟气出口12的方向)，依次设有第一安装位21、第二安装位22和第三安装位23；三个催化剂层，三个催化剂层可拆卸地安装在第一安装位21、第二安装位22或第三安装位23上；烟气监测器(图中未示出)，设置在scr反应器10的烟气出口处，用于监测scr反应器的烟气出口12处的烟气是否达到预设排放指标，并根据监测结果指示scr反应器10依次按照第一运行阶段、第二运行阶段和第三运行阶段进行循环运行。也就是说，当烟气监测器监测到scr反应器的烟气出口处的烟气达不到预设排放指标时，就将scr反应器10从第一运行阶段切换到第二运行阶段，或者从第二运行阶段切换到第三运行阶段，或者从第三运行阶段切换到第一运行阶段。

当scr反应器10处于第一运行阶段时，第一安装位21和第二安装位22上分别设有催化剂层，第三安装位23空置；当scr反应器10处于第二运行阶段时，第二安装位22和第三安装位23上分别设有催化剂层，第一安装位21空置；当scr反应器10处于第三运行阶段时，第三安装位23和第一安装位21上分别设有催化剂层，第二安装位22空置。

具体的，第一安装位21、第二安装位22和第三安装位23结构相同，且第一安装位21包括一对滑轨，一对滑轨设置在scr反应器10的内壁上。scr反应器10的侧壁上设有三个开口，且每个开口处均设置用于封闭和打开开口的开关门，三个开口分别与第一安装位21、第二安装位22和第三安装位23一一对应。催化剂层包括催化剂、用于固定安装催化剂的框架和多对滚轮，滚轮用于带动框架在滑轨上移动。

具体的，脱硝系统还包括报警器(图中未示出)，报警器与烟气监测器通讯连接，用于在scr反应器的烟气出口处的烟气未达到预设排放指标时发出报警信息。也就是说，当烟气监测器监测到scr反应器的烟气出口处的烟气未达到预设排放指标时发送指令至报警器，报警器发出报警信息，工作人员根据报警信息更换相应的催化剂层。

具体的，脱硝系统还包括催化剂再生器(图中未示出)，催化剂再生器用于对使用后的第一催化剂层、第二催化剂层或第三催化剂层进行再生。本系统在具体实施例，共需要三层催化剂层，从三个安装位上移除后的催化剂层先经过催化剂再生器进行再生后再进行利用。

当然了，在本发明的脱硝系统的其他具体实施例中，三个安装位与催化剂层的具体结构及装配方式均可以根据实际需要进行结构的调整；报警器和催化剂再生器均可以选择性设置。

需要说明的是，在上述两个实施例中，预设排放指标只需要满足环保要求即可。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。