CN102580788A - 一种scr催化剂在线清洗和再生装置 - Google Patents

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Abstract

一种SCR催化剂在线清洗和再生装置，包括安装在SCR催化剂上端的液体分配装置、安装在SCR催化剂下端的液体回收装置以及和液体分配装置相连通的清洗液供应装置与活性补充液供应装置；具有结构合理，安装和拆卸方便，在不将烟气脱硝催化剂移出烟道的情况下，对催化剂进行清洗和再生，使催化剂的活性得到恢复，延长了催化剂的使用寿命，有效的节省了SCR催化剂用户的使用成本。

Description

一种SCR催化剂在线清洗和再生装置
技术领域
本发明涉及SCR催化剂技术领域，具体涉及一种SCR催化剂在线清洗和再生装置。
背景技术
我国能源消耗以煤为主，在过去的近三十年，煤炭在我国能源消耗结构中的比例超过70％，据专家估计，到2050年，煤炭在能源结构中的比例不会低于50％。煤炭的利用主要用于燃烧发电，在其燃烧过程中将会产生大量的有害气体，硫氧化物(SOX)、氮氧化物(NOX)有机污染、重金属以及微细的颗粒物等。据统计，2000年全国氮氧化物的排放量高达1170万吨，预计到2030年，我国氮氧化物排放量将达到3540万吨。大量的氮氧化物，不仅促使大气中NO2浓度升高，还会产生光化学烟雾和微细颗粒物的形成，严重破坏大气臭氧层，损害人体健康。燃煤电厂的NOX排放占NOX总排放的70％以上，因此减少电站锅炉NOX排放是目前急需解决的问题。
氮氧化物控制技术分为燃烧过程控制技术和烟气脱硝技术两大类。燃烧过程控制技术主要是控制炉内燃烧过程来减少氮氧化物的产生。选择性催化还原(SCR)是目前烟气脱硝技术中应用最广泛，技术最成熟，脱硝效率最高的技术。催化剂是SCR技术的核心，它的性能直接影响整个脱硝过程的脱硝效率。目前催化剂应用的最广的是蜂窝型V2O5-WO3/TiO2型催化剂。催化剂在使用一段时间后(目前燃煤电站SCR催化剂的寿命一般为2～3年)，会发生不同程度的微孔堵塞和通道堵塞、催化剂中毒等现象，造成催化剂活性下降甚至失活。SCR催化剂制备费用很高，替换失活催化剂代价昂贵，因此，通过对脱硝效率很低甚至失活的SCR催化剂进行清洗和再生，使其活性基本恢复到新鲜催化剂水平，则可以大大节省资金，据估计，一台典型的600MW机组，通过SCR催化剂清洗再生工艺，每年可节省约300万元。
目前，对于SCR催化剂的清洗和再生技术的研究中，主要是对催化剂的离线清洗和再生，其工艺流程大致为对活性下降甚至失活的催化剂依次进行酸性清洗液的超声波清洗、活性补充液浸渍，干燥等过程提高催化剂的脱硝效率。这些工艺都需要将催化剂移出烟气通道，耗时较长，且在催化剂的拆卸、搬运和安装过程中，容易造成催化剂的损坏，完成催化剂的清洗和再生需要长时间的停炉，成本较高。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种SCR催化剂在线清洗和再生装置，具有结构合理，安装和拆卸方便，在不将烟气脱硝催化剂移出烟道的情况下，对催化剂进行清洗和再生，使催化剂的活性得到恢复，延长了催化剂的使用寿命，有效的节省了SCR催化剂用户的使用成本。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种SCR催化剂在线清洗和再生装置，包括安装在SCR催化剂上端的液体分配装置、安装在SCR催化剂下端的液体回收装置以及和液体分配装置相连通的清洗液供应装置与活性补充液供应装置。
所述清洗液供应装置包括清洗液储液箱1、和清洗液储液箱1相连通的清洗液输送管3以及设置在清洗液输送管3上靠近清洗液储液箱1的第一输送泵2-1。
所述清洗液输送管3上安装有第一压力调节阀4-1。
置于清洗液储液箱1中的清洗液为H2SO4和乳化剂S-185的混合液，其中H2SO4浓度为0.2～0.8mol/L，乳化剂S-185的浓度为0.05～1wt％，混合液中，水∶H2SO4∶S-185的质量之比为16∶1∶1。
所述活性补充液供应装置包括活性补充液储液箱6、和活性补充液储液箱6相连通的活性补充液输送管7以及设置在活性补充液输送管7上靠近活性补充液储液箱6的第二输送泵2-2。
所述活性补充液输送管7上安装有第二压力调节阀4-2。
置于活性补充液储液箱6中的活性补充液为偏钒酸铵、偏钨酸铵、渗透促进剂和表面活性剂的混合液，可以循环使用，混合液中，水∶偏钒酸铵∶偏钨酸铵∶渗透促进剂∶表面活性剂的质量之比为100∶1∶5∶1∶1。
所述液体分配装置包括上固定箱体8，设置在上固定箱体8上方的均流管5，设置在均流管5下方、上固定箱体8内且和均流管5相连通的多个液体分流管道9，所述每个液体分流管道9下方设置有多个呈直线均匀布置在液体分流管道9上的喷头10，所述均流管5和清洗液输送管3以及活性补充液输送管7相连通。
所述液体回收装置包括下固定箱体11，设置在下固定箱体11下方的回收斗12，设置在回收斗12下方且和回收斗12相连通的液体回收管道14，设置在液体回收管道14另一端的回收池15，以及对下固定箱体11和回收斗12起支撑作用的活动支撑架13。
所述活动支撑架13可通过支撑架调节装置16调节其高度，支撑架调节装置16为旋拧阀。
本发明的优点是：相对于催化剂的离线清洗和再生工艺，本发明在无需将催化剂移出烟道的情况下，就能对活性下降甚至失活的催化剂进行清洗和再生，恢复其活性，无需进行催化剂的拆卸和安装，有效的节省了劳动力，缩短了清洗和再生所需要的时间。并且本发明操作方便，效率高，延长了催化剂的使用寿命，有效的节省了SCR催化剂用户的使用成本。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明右剖视图。
图4为本发明液体分流管道示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作更详细的说明。
如图1、图2所示，本发明一种SCR催化剂在线清洗和再生装置，包括安装在SCR催化剂上端的液体分配装置、安装在SCR催化剂下端的液体回收装置以及和液体分配装置相连通的清洗液供应装置与活性补充液供应装置。所述清洗液供应装置包括清洗液储液箱1、和清洗液储液箱1相连通的清洗液输送管3以及设置在清洗液输送管3上靠近清洗液储液箱1的第一输送泵2-1，清洗液输送管3上安装有第一压力调节阀4-1；所述活性补充液供应装置包括活性补充液储液箱6、和活性补充液储液箱6相连通的活性补充液输送管7以及设置在活性补充液输送管7上靠近活性补充液储液箱6的第二输送泵2-2，活性补充液输送管7上安装有第二压力调节阀4-2；清洗液输送管3以及活性补充液储液箱6和液体分配装置的均流管5相连通。所述液体回收装置包括下固定箱体11，设置在下固定箱体11下方的回收斗12，设置在回收斗12下方且和回收斗12相连通的液体回收管道14，，设置在液体回收管道14另一端的回收池15，对下固定箱体11和回收斗12起支撑作用的活动支撑架13，以及活动支撑架高度调节装置16，支撑架调节装置16优选为旋拧阀。
如图3所示，液体分配装置包括上固定箱体8，设置在上固定箱体8上方的均流管5，设置在均流管5下方、上固定箱体8内且和均流管5相连通的多个液体分流管道9，所述每个液体分流管道9下方设置有多个喷头10，主要是通过喷头10，将清洗液或活性补充液在预设的压力下，以预设的速度均匀的喷入催化剂，对催化剂进行清洗和再生。
如图4所示，多个喷头10呈直线均匀的布置在液体分流管道9上。
本发明的工作原理为：首先将上固定箱体8和下固定箱体11如图1所示位置安装在催化剂单元上，其中上固定箱体8覆盖在催化剂上部，箱体边框与催化剂支撑架边框可以但不局限于采用夹板固定。下固定箱体11通过活动支撑架13和活动支撑架13的高度调节装置16固定在催化剂下端，活性支撑架高度调节阀可以但不局限于采用旋拧阀。打开清洗液输送管道3上的第一压力调节阀4-1和第一输送泵2-1，将清洗液储液箱1的清洗液经清洗液输送管3、均流管5，最后到达液体分流管道9中，调节清洗液输送管道3上的第一压力调节阀4-1，使清洗液经液体分流管道9上的喷头10在预设的压力下，以高于5m/s的初速度喷入催化剂，对催化剂进行清洗。清洗液为H2SO4乳化剂S-185混合液，其中H2SO4浓度为0.2～0.8mol/L，乳化剂S-185的浓度为0.05～1wt％。清洗液的成分中，水∶H2SO4∶S-185的质量之比为16∶1∶1。清洗液在惯性和重力作用下，流过催化剂，经物理冲刷和化学作用，去除催化剂孔道中的杂质。最后清洗液在催化剂下部被液体回收装置进行回收和处理。清洗液清洗时间为10～60min。
SCR催化剂经清洗后，为提高其活性，还需对催化剂进行活性恢复。此时，打开活性补充液输送管7上的第二压力调节阀4-2和第二输送泵2-2，将活性补充液储液箱6中的活性补充液经活性补充液输送管7、均流管5，最后到达液体分流管道9中，同时调节活性补充液输送管道7上的第二压力调节阀4-2，使活性补充液经液体分流管道9上的喷头10在预设的压力下，以低于0.5m/s的初速度喷入催化剂，使活性补充液缓缓流过催化剂。活性补充液为偏钒酸铵、偏钨酸铵、渗透促进剂和表面活性剂的混合液。再生液的成分中，水∶偏钒酸铵∶偏钨酸铵∶渗透促进剂∶表面活性剂的质量之比为100∶1∶5∶1∶1。活性补充液流过催化剂后，被液体回收装置回收，经处理后可循环使用。催化剂的再生时间为20～60min.
经上述方法清洗和再生后的催化剂，其脱硝效率明显提高，达到使用要求，可继续投入使用。并且在使用初期，在锅炉热烟气的干燥作用下，其活性进一步提高，可到达新鲜催化剂活性95％以上。

Claims (10)

1.一种SCR催化剂在线清洗和再生装置，其特征在于：包括安装在SCR催化剂上端的液体分配装置、安装在SCR催化剂下端的液体回收装置以及和液体分配装置相连通的清洗液供应装置与活性补充液供应装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述清洗液供应装置包括清洗液储液箱(1)、和清洗液储液箱(1)相连通的清洗液输送管(3)以及设置在清洗液输送管(3)上靠近清洗液储液箱(1)的第一输送泵(2-1)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述清洗液输送管(3)上安装有第一压力调节阀(4-1)。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：置于清洗液储液箱(1)中的清洗液为H2SO4和乳化剂S-185的混合液，其中H2SO4浓度为0.2～0.8mol/L，乳化剂S-185的浓度为0.05～1wt％，混合液中，水∶H2SO4∶S-185的质量之比为16∶1∶1。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述活性补充液供应装置包括活性补充液储液箱(6)、和活性补充液储液箱(6)相连通的活性补充液输送管(7)以及设置在活性补充液输送管(7)上靠近活性补充液储液箱(6)的第二输送泵(2-2)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述活性补充液输送管(7)上安装有第二压力调节阀(4-2)。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：置于活性补充液储液箱(6)中的活性补充液为偏钒酸铵、偏钨酸铵、渗透促进剂和表面活性剂的混合液，可以循环使用，混合液中，水∶偏钒酸铵∶偏钨酸铵∶渗透促进剂∶表面活性剂的质量之比为100∶1∶5∶1∶1。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述液体分配装置包括上固定箱体(8)，设置在上固定箱体(8)上方的均流管(5)，设置在均流管(5)下方、上固定箱体(8)内且和均流管(5)相连通的多个液体分流管道(9)，所述每个液体分流管道(9)下方设置有多个呈直线均匀布置在液体分流管道(9)上的喷头(10)，所述均流管(5)和清洗液输送管(3)以及活性补充液输送管(7)相连通。
9.根据权利要1所述的装置，其特征在于：所述液体回收装置包括下固定箱体(11)，设置在下固定箱体(11)下方的回收斗(12)，设置在回收斗(12)下方且和回收斗(12)相连通的液体回收管道(14)，设置在液体回收管道(14)另一端的回收池(15)，以及对下固定箱体(11)和回收斗(12)起支撑作用的活动支撑架(13)。
10.根据权利要9所述的装置，其特征在于：所述活动支撑架(13)可通过支撑架调节装置(16)调节其高度，支撑架调节装置(16)为旋拧阀。
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