CN102961965A - 新型scr脱硝催化剂反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了新型SCR脱硝催化剂反应装置，该反应装置包括导流板、烟气整流器、多个催化剂层及对应的防火防磨损层，所述的导流板设在反应装置入口处，所述的烟气整流器设在导流板后方，所述的多个催化剂层依次设在导流板后方，所述的多个催化剂层每一层前均设有一个对应的防火防磨损层。与现有技术相比，本发明的优点包括：（1）利用原有SCR脱硝装置改进脱硝催化剂布置方式，加装烟气整流器和防火防磨损层，达到有效的防止催化剂烧结和磨损，第一层防火防磨损层能有效的防止催化剂的烧结和磨损，第二层及第二层之后的防火防磨损层能有效的防止催化剂的磨损；（2）SCR脱硝催化剂布置方式改造费用低，大大节省了投资费用和后期管理费用。

Description

新型SCR脱硝催化剂反应装置

技术领域

本发明涉及一种脱硝催化剂反应装置，特别是指新型SCR脱硝催化剂反应装置。

背景技术

氮氧化物（NO_x）是世界各国公认的主要大气污染物之一。NH₃选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR）烟气脱硝技术是迄今为止脱除烟气中NO_x最有效的方法，目前已广泛应用于欧、美、日等发达国家中，在我国的应用尚属起步阶段。催化剂是SCR烟气脱硝技术的核心，其寿命是影响SCR过程经济性的重要因素。

在高温燃烧环境下，SCR催化剂与其他工业催化剂一样，存在着活性下降即失活的问题。造成SCR催化剂的失活的原因有很多，如燃料、设备与运行等。催化剂的失活是一个复杂的物理和化学过程，主要因素可归纳为以下几点：1）催化剂的烧结，SCR催化剂在一定的温度范围内聚有良好的热稳定性，而运行温度过高，催化剂在长期使用过程中出现微晶结构发生变化而造成烧结的现象。2）催化剂的磨蚀，催化剂的磨蚀主要由飞灰撞击催化剂表面引起，它同样会造成催化剂的失活。催化剂的磨蚀程度与气流速度、飞灰特性、撞击角度及催化剂本身的特性有关。3）催化剂的堵塞，催化剂的堵塞主要是由于铵盐及飞灰颗粒引起的。4）催化剂的中毒，催化剂的活性和选择性由于某些有害物质的影响而下降或丧失的过程称为催化剂的中毒。其中催化剂高温烧结、磨损、催化剂水分中毒对催化剂活性和选择性影响较大。

作为SCR烟气脱硝系统的关键，SCR催化剂的寿命决定着SCR系统的运行成本，而催化剂烧蚀、磨损、堵塞和中毒是造成催化剂失活的主要原因。为防止催化剂烧结对省煤器出口烟温进行限制，如烟温过高需要进行换热器件改变，这就增加了SCR脱硝改造的成本；为了降低催化剂的磨蚀，对高灰分烟气的电厂采用耐磨蚀的催化剂材料，提高整体催化剂的边缘强度，使用烟气导流装置等措施来降低磨蚀，但该类型催化剂费用相对较高，也会增加SCR脱硝改造成本；通过在反应器内加装吹灰装置来减少催化剂的堵塞，由于催化剂本身强度限制了吹灰气体压力，导致吹灰不完全；另外烟气中的水分与催化剂长期接触，会降低催化剂边缘强度。

迄今为止，有效防止SCR催化剂因烧结、磨损等导致的失活，以及因水分导致的强度下降的措施均增加了SCR脱硝改造的成本，很难获得广泛的应用。

发明内容

本发明提出一种新型SCR脱硝催化剂反应装置，解决了现有技术中SCR脱硝改造的成本较高的缺点。

本发明的技术方案是这样实现的：

新型SCR脱硝催化剂反应装置，其特征在于，该反应装置包括导流板、烟气整流器、多个催化剂层及对应的防火防磨损层，所述的导流板设在反应装置入口处，所述的烟气整流器设在导流板后方，所述的多个催化剂层依次设在导流板后方，所述的多个催化剂层每一层前均设有一个对应的防火防磨损层。

所述的烟气整流器的材料为不锈钢，厚度为10～20mm，孔径为10～30mm。

所述的多个催化剂层包括至少两层，所述的防火防磨损层与催化剂层的层数相同。

所述的防火防磨损层的材料为硅酸铝或氧化铝。

所述的防火防磨损层的截面为蜂窝式、平板式或波纹板式。

所述的防火防磨损层的厚度为30～150mm。

所述的防火防磨损层自反应装置入口数起的第一层厚度为50～150mm，第二层或第二层之后的厚度为30～100mm。

所述的反应装置还包括多扇检修门，所述多扇检修门分别设在每层防火防磨损层之前。

与现有技术相比，本发明的优点包括：

（1）利用原有SCR脱硝装置改进脱硝催化剂布置方式，加装烟气整流器和防火防磨损层，达到有效的防止催化剂烧结和磨损，第一层防火防磨损层能有效的防止催化剂的烧结和磨损，第二层及第二层之后的防火防磨损层能有效的防止催化剂的磨损；

（2）SCR脱硝催化剂布置方式改造费用低，大大节省了投资费用和后期管理费用；

（3）防火防磨损层在运行过程中本身就增强催化剂边缘强度，便于提高吹灰气体压力，从而能减少催化剂的堵塞；

（4）加装防火防磨损层还能有效的避免催化剂因与烟气中水分接触导致的催化剂边缘强度下降；

（5）防火防磨损层加工方便，布置方式简单，易于实现，值得推广。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明新型SCR脱硝催化剂反应装置的结构示意图；

图2为本发明的烟气整流器的结构示意图；

图3为本发明的防火防磨损层的结构示意图之一；

图4为本发明的防火防磨损层的结构示意图之二；

图5为本发明的防火防磨损层的结构示意图之三。

其中，1-导流板、2-烟气整流器、3-检修门、4-第一层防火防磨损层、5-第一层催化剂层、6-第二层防火防磨损层、7-第二层催化剂层、8-第N(N＞2)层防火防磨损层、9-第N(N＞2)层催化剂层

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1所示，新型SCR脱硝催化剂反应装置，该反应装置包括导流板1、烟气整流器2、多个催化剂层（4、6、8）及对应的防火防磨损层（5、7、9），所述的导流板1设在反应装置入口处，所述的烟气整流器2设在导流板1后方，所述的多个催化剂层（4、6、8）依次设在导流板1后方，所述的多个催化剂层（4、6、8）每一层前均设有一个对应的防火防磨损层（5、7、9）。

如附图2所示，新型SCR脱硝催化剂反应装置的烟气整流器2为不锈钢结构，烟气整流器2厚度为10-20mm，孔径为10-30mm。

如附图3～5所示，新型SCR脱硝催化剂反应装置的防火防磨损层（4、6、8）材料为硅酸铝或氧化铝，自反应装置入口数起，第一层防火防磨损层4厚度为50-150mm，第二层防火防磨损层6厚度为30-100mm，第N(N＞2)层防火防磨损层8厚度为30-100mm，防火防磨损层（4、6、8）界面形状为蜂窝式、平板式或波纹板式，孔径及板间距与催化剂对应保持一致。

新型SCR脱硝催化剂反应装置的使用过程如下：

来自省煤器后的烟气由SCR脱硝反应装置入口进入反应装置后，先经过导流板1进行导流，后由烟气整流器2整流使烟气分布均匀，再分别经过第一层防火防磨损层4和第一层催化剂5，第一层防火防磨损层4能有效的防止第一层催化剂5的烧结和磨损，同时增加第一层催化剂5的边缘强度，防止烟气水分对第一层催化剂5边缘强度的影响；之后烟气进入第二层防火防磨损层6和第二层催化剂7，第二层防火防磨损层6能防止第二层催化剂7的磨损，同时增加第二层催化剂7的边缘强度，防止烟气水分对第二层催化剂7边缘强度的影响；后进入第N(N＞2)层防火防磨损层8和第N(N＞2)层催化剂9，烟气最终从SCR脱硝反应装置出口排出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.新型SCR脱硝催化剂反应装置，其特征在于，该反应装置包括导流板、烟气整流器、多个催化剂层及对应的防火防磨损层，所述的导流板设在反应装置入口处，所述的烟气整流器设在导流板后方，所述的多个催化剂层依次设在导流板后方，所述的多个催化剂层每一层前均设有一个对应的防火防磨损层。

2.根据权利要求1所述的新型SCR脱硝催化剂反应装置，其特征在于，所述的烟气整流器的材料为不锈钢，厚度为10～20mm，孔径为10～30mm。

3.根据权利要求1所述的新型SCR脱硝催化剂反应装置，其特征在于，所述的多个催化剂层包括至少两层，所述的防火防磨损层与催化剂层的层数相同。

4.根据权利要求3所述的新型SCR脱硝催化剂反应装置，其特征在于，所述的防火防磨损层的材料为硅酸铝或氧化铝。

5.根据权利要求4所述的新型SCR脱硝催化剂反应装置，其特征在于，所述的防火防磨损层的截面为蜂窝式、平板式或波纹板式。

6.根据权利要求4所述的新型SCR脱硝催化剂反应装置，其特征在于，所述的防火防磨损层的厚度为30～150mm。

7.根据权利要求6所述的新型SCR脱硝催化剂反应装置，其特征在于，所述的防火防磨损层自反应装置入口数起的第一层厚度为50～150mm，第二层或第二层之后的厚度为30～100mm。

8.根据权利要求1所述的新型SCR脱硝催化剂反应装置，其特征在于，所述的反应装置还包括多扇检修门，所述多扇检修门分别设在每层防火防磨损层之前。

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