CN107913598B - 一种生活垃圾焚烧厂scr低温脱硝催化剂在线再生系统及其再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生活垃圾焚烧厂SCR低温脱硝催化剂在线再生系统及其再生方法，所述再生系统包括再生风机、加热电炉和SCR反应塔，所述再生风机入口与除尘器出口通过管道相连，所述再生风机的出口与所述加热电炉的入口相连，所述加热电炉的出口与SCR反应塔的入口通过管道相连，所述SCR反应塔的出口和所述除尘器的入口通过管道相连。利用所述再生风机从除尘器出口抽取预定量烟气，利用所述加热电炉循环加热所述烟气，直至将所述烟气加热到250‑450℃，在此温度下保持12小时‑56小时，完成催化剂再生。本发明提供的再生方法操作简单、节能环保，既无需拆卸催化剂模块异地再生，也能降低电炉耗电量及污染物排放量。

Description

一种生活垃圾焚烧厂SCR低温脱硝催化剂在线再生系统及其 再生方法

技术领域

本发明涉及生活垃圾焚烧厂SCR脱硝催化剂活性恢复的技术领域，尤其涉及一种SCR低温脱硝催化剂在线再生系统及其再生方法。

背景技术

脱硝技术一般有SNCR技术和SCR技术，单纯使用SNCR将消耗大量的还原药剂，必须配合SCR技术才能实现脱硝高效性和经济性。虽然SCR初投资较大，由于邻避效应及环保督查的影响，越来越多的新建焚烧厂开始采用或者预留SCR脱硝。南京江北垃圾焚烧厂作为国内最早尝试低温SCR催化剂的几家焚烧厂之一，在实际投运过程中也逐步认识到，SCR蜂窝状催化剂活性并非一直保持高效，而是会逐步下降，由最初50%以上的脱硝效率，运行1年半不到即降至30%以内，存在催化剂失效或中毒症状。

目前国内SCR催化剂主要用在煤电行业、玻璃陶瓷窑炉、焦化厂等领域，还没有专门针对垃圾焚烧行业的再生工艺。催化剂运行一定时间后，多为拆卸模块运回原厂再生，既费时，拆卸运输费用也较高。公开号为CN 106492887A公布了一种在线再生方法，通过向SCR塔中通入饱和蒸汽对催化剂进行清洗，该方法蒸汽用量较大，且清洗效果不高；公开号为CN204973600U公布了一种通过燃气加热烟气实现在线再生的系统，该方法工艺较复杂，厂内未通燃气则无法实施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生活垃圾焚烧厂SCR低温催化剂在线再生系统及其再生方法，可快速、高效、经济、无污染地实现低温催化剂活性恢复。

本发明的目的可通过以下技术方案来实现：一种生活垃圾焚烧厂SCR低温脱硝催化剂在线再生系统，包括再生风机、加热电炉和SCR反应塔，所述再生风机的入口与除尘器的出口通过管道相连，所述再生风机的出口与所述加热电炉的入口相连，所述加热电炉的出口与SCR反应塔的入口通过管道相连，所述SCR反应塔的出口和所述除尘器的入口通过管道相连。

上述的在线再生系统，其中，所述除尘器为布袋除尘器，所述布袋除尘器和再生风机之间的管道上设置有烟气挡板门，所述烟气挡板门上设置有调节阀门；所述再生风机的入口管道上设置有空气挡板门；所述加热电炉的出口同时和所述再生风机的入口管道相连通；所述SCR反应塔的入口管道上设置有SCR入口挡板门，所述SCR反应塔的出口管道上设置有SCR出口挡板门，所述SCR反应塔的出口和入口相连通的管道旁路上设置有旁路挡板门。

上述的在线再生系统，其中，所述SCR反应塔的出口和除尘器的入口相连的管道主路分支成第一旁路和第二旁路，所述第一旁路和所述再生风机的入口相连通，所述第二旁路和所述除尘器的入口相连通，所述管道主路在分支前设置有SCR再生烟气出口挡板门，所述第一旁路上设置有再生烟气循环用挡板门，所述第二旁路上设置有再生烟气排放用挡板门；所述加热电炉设置有功率调节器，所述加热电炉的出口管道上设置有流量计、第一温度计或/和压力计；所述除尘器的入口管道上设置有第二温度计和冷却烟气用空气挡板门。

本发明的目的还可通过以下技术方案来实现：一种生活垃圾焚烧厂SCR低温脱硝催化剂在线再生方法，采用上述的在线再生系统，所述SCR反应塔内填充有SCR低温脱硝催化剂，包括如下步骤：利用所述再生风机从除尘器出口抽取预定量烟气，利用所述加热电炉循环加热所述烟气，直至将所述烟气加热到250-450℃，在此温度下保持12小时-56小时，完成催化剂再生。

上述的再生方法，包括如下步骤：S1：关闭所述SCR入口挡板门和SCR出口挡板门，打开所述SCR旁路挡板门，使所述除尘器出口烟气从SCR旁路经过；S2：依次打开除尘器出口烟气挡板门、再生烟气入口挡板门、再生烟气出口挡板门和再生烟气循环用挡板门，同时，空气挡板门和再生烟气排放用挡板门保持关闭状态；S3：打开再生风机抽取除尘器出口的烟气作为再生用烟气，并打开加热电炉，观察电炉出口处的烟气流量计和烟气温度计，当烟气流量达到5000-20000Nm³/h时，关闭除尘器出口烟气挡板门；同时通过监测温度计的变化来调节电炉功率大小，直至再生烟气温度逐步上升到250-450℃后，在此温度下保持12小时-56小时，完成催化剂再生。

上述的再生方法，其中，所述再生用烟气如果达不到要求烟气量5000-20000Nm³/h时，则打开空气挡板门补充，直至达到要求烟气量后，再关闭除尘器出口烟气挡板门和空气挡板门。

上述的再生方法，其中，所述步骤S3中在打开加热电炉同时打开烟气再加热器。

上述的再生方法，其中，完成催化剂再生后，关闭再生烟气循环用挡板门和加热电炉，打开空气挡板门、再生烟气排放用挡板门和冷却烟气用空气挡板门；在再生风机正压和除尘器的入口负压抽吸的共同作用下，再生烟气进入到除尘器的入口，催化剂中残留的硫酸氢铵分解物进入除尘器继续参与脱酸反应。

上述的再生方法，其中，等所述第二温度计和第一温度计的温度低于50℃后，先关闭再生风机，再关闭空气挡板门，最后关闭再生烟气入口挡板门、再生烟气出口挡板门、再生烟气排放用挡板门和冷却烟气用空气挡板门，从而关闭了整个再生系统。

上述的再生方法，其中，在关闭整个再生系统后，打开SCR反应塔的入口挡板门和出口挡板门，关闭SCR反应塔的旁路挡板门，使SCR反应塔投入正常使用。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的生活垃圾焚烧厂SCR低温催化剂在线再生系统及其再生方法，所述再生系统主要包括再生风机、加热电炉、SCR反应塔及其附属的管道阀门仪表等，在不拆卸SCR催化剂模块并且旁路SCR反应塔的情况下，从布袋除尘器出口抽取一定量低温烟气，利用加热电炉循环加热烟气，将低温烟气加热到催化剂所需的再生温度，在此温度下保持12小时-48小时，完成催化剂再生。特别是最后含有硫酸氢氨分解物的再生烟气并未直排烟囱，而是用冷空气混合降温后，通入布袋除尘器进口，从而减少污染物直接排放量。通过催化剂定期再生，不仅能保持催化剂较高的脱硝效率，减少脱硝系统药剂总使用量，也能延长催化剂寿命，降低催化剂后期维护更换成本。本发明提供的再生工艺方法操作简单、节能环保，既无需拆卸催化剂模块异地再生，也能降低电炉耗电量及污染物排放量。

附图说明

图1是本发明实施例中生活垃圾焚烧厂SCR低温催化剂在线再生系统整体框架示意图；

其中：

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

请参见图1，本发明提供的一种生活垃圾焚烧厂SCR低温脱硝催化剂在线再生系统，包括布袋除尘器1、再生风机4、加热电炉5和SCR反应塔12及其附属的管道阀门仪表等，再生风机4的入口与布袋除尘器1的出口通过管道相连，再生风机4的出口与加热电炉5的入口相连，加热电炉5的出口与SCR反应塔12的入口通过管道相连，SCR反应塔12的出口和布袋除尘器1的入口通过管道相连。布袋除尘器1和再生风机4之间的管道上设置有烟气挡板门2，烟气挡板门2上设置有调节阀门。再生风机4的入口管道上设置有空气挡板门3；加热电炉5的出口同时和再生风机4的入口管道相连通，形成循环系统。SCR反应塔12的入口管道上设置有SCR入口挡板门16，SCR反应塔12的出口管道上设置有SCR出口挡板门13，SCR反应塔12的出口和入口相连通的管道旁路上设置有SCR旁路挡板门14。加热电炉5设置有功率调节器6，加热电炉5的出口管道上设置有流量计7、第一温度计8和压力计9。SCR反应塔12的出口和布袋除尘器1的入口相连的管道主路分支成第一旁路21和第二旁路22，第一旁路21和再生风机4的入口相连通，第二旁路22和布袋除尘器1的入口相连通，管道主路在分支前设置有再生烟气出口挡板门15，第一旁路21上设置有再生烟气循环用挡板门17，第二旁路22上设置有再生烟气排放用挡板门18。布袋除尘器1入口管道上设置有第二温度计20和冷却烟气用空气挡板门19。

在不拆卸SCR催化剂模块并旁路SCR反应塔12的情况下，从布袋除尘器1出口抽取一定量低温烟气，利用加热电炉5循环加热烟气，直至将低温烟气加热到催化剂所需的再生温度250-450℃，在此温度下保持12小时-56小时，完成催化剂再生。最后含有硫酸氢氨分解物的再生烟气并不直排烟囱，而是用冷空气混合降温后，通入布袋除尘器1进口脱硫，从而减少污染物直接排放量。

所述的再生风机4抽取一部分布袋除尘器1的烟气量作为再生用介质，因再生周期为一年2次以上不等，故未再生时布袋除尘器1出口烟气挡板门2处于常闭状态，只有再生期间才会打开，且当再生系统烟气量足够后关闭。此烟气挡板门2可根据再生风机4的抽取量适当调节阀门开度大小。此外，也预留空气挡板门3，当布袋除尘器1出口烟气不适合抽取或存在其他原因时，可打开空气挡板门3，直接抽取空气作为再生介质。另一个用途是，当旁路SCR反应塔12时，在SCR催化剂模块降温过程中，开启空气挡板门3，利用新鲜空气吹扫SCR反应塔12，将残存的烟气吹扫干净，避免冷却过程中酸性气体凝结成酸性液体腐蚀塔内。

所述的再生风机4功率大小根据催化剂模块大小来定，对于200-850吨/日处理量的焚烧线而言，单条线SCR催化剂用量在15-50m³，对应再生烟气量为5000-20000Nm³/h。再生风机4宜变频调节，以适应不同的工况变化。

所述的加热电炉5用于加热再生烟气至再生温度250-450℃，电炉作为加热热源比沼气、天然气或柴油作为热源工艺更简单，操作更便捷，占地也更小。电炉功率大小根据再生烟气量大小来定，但过大的电炉功率会对焚烧厂的用电系统造成较大负担，因此功率也不宜过大，一般控制在300kW以内。加热电炉5自带功率调节器6，根据加热电炉5出口的烟气温度自动调节加热功率大小，直至出口温度保持在合适的范围内。此外，为了减少排烟能耗浪费，将再生烟气一次使用方式改为循环使用方式，即SCR反应塔出口的再生烟气并未直接排入烟囱，而是在再生风机的抽吸下重新回到加热电炉。如此而来，再生烟气在上一次加热的基础上，逐步被进一步加热，直到达到合适再生温度，这种方式的好处是，可选用低功率加热电炉。

所述的SCR反应塔12在再生过程中已关闭SCR入口挡板门16和SCR出口挡板门13，打开SCR旁路挡板门14，使布袋除尘器1出来的烟气从旁路进入到烟囱。此时，再生烟气入口挡板门10和再生烟气出口挡板门13开启，再生烟气排放用挡板门18关闭，再生烟气循环用挡板门17开启，再生烟气在系统内做循环流动。

所述SCR反应塔12进口的烟气再加热器11本用于脱硝反应过程中给低温烟气加热，其热源为主蒸汽。在催化剂再生过程中，也能开启烟气再加热器11配合加热电炉5给再生烟气加热，减少再生烟气升温时间，从而缩短整个催化剂再生时间。

所述的再生烟气达到250-450℃后，保持此温度12h-56h后，使催化剂充分再生。完成整个再生过程后，关闭再生烟气循环用挡板门17和加热电炉5，打开空气挡板门3和再生烟气排放用挡板门18以及冷却烟气用空气挡板门19。在再生风机4正压和布袋除尘器1入口负压抽吸的共同作用下，再生烟气进入到布袋除尘器1入口，催化剂中残留的硫酸氢铵分解物继续参与脱酸反应。因再生烟气温度较高，为避免直接通入除尘器1对布袋可能造成的热损伤，因此开启了冷却烟气用空气挡板门19，引入新鲜的冷空气。根据第二温度计20显示的混合烟气温度适当调节冷却烟气用空气挡板门19开度，直至第二温度计显示温度小于50℃为止，保证再生系统及SCR反应塔12内的残留再生烟气被空气置换干净。

所述的再生系统完成一个再生周期后，先关闭再生风机4，再关闭空气挡板门3，最后关闭再生烟气入口挡板门10、再生烟气出口挡板门15、再生烟气排放用挡板门18和冷却烟气用空气挡板门19，从而关闭了整个再生系统。

打开SCR入口挡板门16和SCR出口挡板门13，关闭SCR旁路挡板门14，使SCR反应塔12投入正常使用。

具体地，本发明提供的一种生活垃圾焚烧厂SCR低温催化剂在线再生方法包括如下步骤：

首先关闭SCR入口挡板门16和SCR出口挡板门13，打开SCR旁路挡板门14，使布袋除尘器1出口烟气从SCR旁路经过。依次打开除尘器出口烟气挡板门2、再生烟气入口挡板门10、再生烟气出口挡板门15和再生烟气循环用挡板门17。与此同时，空气挡板门3和再生烟气排放用挡板门18保持关闭状态。

打开再生风机4抽取布袋除尘器1出口的烟气量作为再生用烟气，并打开加热电炉5和烟气再加热器11，观察电炉5出口处的烟气流量计7和烟气温度计8。当流量达到5000-20000Nm³/h时，关闭除尘器出口烟气挡板门2；若达不到要求烟气量，可打开空气挡板门3补充，直至达到要求烟气量后，再关闭除尘器出口烟气挡板门2和空气挡板门3。此时，再生烟气在再生风机4的作用下，在闭合状态下的再生系统内做循环运动，并不断被加热电炉5和烟气再加热器11加热升温。电炉5自带功率调节器6，通过监测温度计8的变化来调节电炉功率大小，直至再生烟气温度逐步升到250-450℃后，保持此温度在12h-56h内小范围变化，以完成催化剂再生。

完成整个再生过程后，关闭再生烟气循环用挡板门17和加热电炉5，打开空气挡板门3、再生烟气排放用挡板门18和冷却烟气用空气挡板门19。在再生风机4正压和布袋除尘器1的入口负压抽吸的共同作用下，再生烟气进入到除尘器1的入口，催化剂中残留的硫酸氢铵分解物进入布袋除尘器继续参与脱酸反应。

等温度计8和温度计20的温度低于50℃后，先关闭再生风机4，再关闭空气挡板门3，最后关闭再生烟气入口挡板门10、再生烟气出口挡板门15、再生烟气排放用挡板门18和冷却烟气用空气挡板门19，从而关闭了整个再生系统。

打开SCR入口挡板门16和SCR出口挡板门13，关闭SCR旁路挡板门14，使SCR反应塔12投入正常使用。

实施例1:

本实施例中，以一座500吨/日处理量的垃圾焚烧厂SCR催化剂再生为例。SCR塔内催化剂总用量约为20m³，需再生烟气量约为9000Nm³/h，再生温度为370℃。加热电炉功率选用250kW，启用烟气再加热器的蒸汽系统辅助加热，蒸汽参数为压力1.3MPa，温度280℃，流量约为1t/h。

关闭SCR入口挡板门16和SCR出口挡板门13，打开SCR旁路挡板门14，使布袋除尘器1出口烟气从SCR旁路经过。依次打开空气挡板门3、再生烟气入口挡板门10、再生烟气出口挡板门15和再生烟气循环用挡板门17。与此同时，除尘器出口烟气挡板门2和再生烟气排放用挡板门18保持关闭状态。

打开再生风机4抽取空气作为再生用烟气，并打开加热电炉5和烟气再加热器11，观察电炉5出口处的烟气流量计7。当流量达到9000Nm³/h时，即可关闭空气挡板门3。

再生烟气在再生风机4的作用下循环流动，并不断被加热电炉5和烟气再加热器11加热升温。电炉5自带功率调节器6，通过监测温度计8的变化来调节电炉功率大小，直至再生烟气温度逐步升到370℃后，保持此温度36h，以完成催化剂再生。

完成再生后，关闭再生烟气循环用挡板门17、加热电炉5和烟气再加热器11，打开再生烟气排放用挡板门18和冷却烟气用空气挡板门19，再生烟气进入到除尘器1的入口，催化剂中残留的硫酸氢铵分解物进入布袋除尘器继续参与脱酸反应。

等温度计8和温度计20的温度低于180℃后，先关闭再生风机4，再关闭空气挡板门3，最后关闭再生烟气入口挡板门10、再生烟气出口挡板门15、再生烟气排放用挡板门18和冷却烟气用空气挡板门19，从而关闭了整个再生系统。

打开SCR入口挡板门16和SCR出口挡板门13，关闭SCR旁路挡板门14，使SCR反应塔投入正常使用。

实施例2:

本实施例中，需再生烟气量约为8000Nm³/h，再生温度为350℃。加热电炉功率选用300kW，不启用烟气再加热器。

关闭SCR入口挡板门16和SCR出口挡板门13，打开SCR旁路挡板门14，使布袋除尘器1出口烟气从SCR旁路经过。依次打开除尘器出口烟气挡板门2、再生烟气入口挡板门10、再生烟气出口挡板门15和再生烟气循环用挡板门17。与此同时，空气挡板门3和再生烟气排放用挡板门18保持关闭状态。

打开再生风机4抽取空气作为再生用烟气，并打开加热电炉5，观察电炉5出口处的烟气流量计7，当流量达到8000Nm³/h时，即可关闭除尘器出口烟气挡板门2。

再生烟气在再生风机的作用下循环流动，并不断被加热电炉5加热升温。电炉5自带功率调节器6，通过监测温度计8的变化来调节电炉功率大小，直至再生烟气温度逐步升到350℃后，保持此温度48h，以完成催化剂再生。

完成再生后，关闭再生烟气循环用挡板门17和加热电炉5，打开空气挡板门3、再生烟气排放用挡板门18和冷却烟气用空气挡板门19，再生烟气进入到除尘器1的入口，催化剂中残留的硫酸氢铵分解物进入布袋除尘器继续参与脱酸反应。其他与实施例1相同，不赘述。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种生活垃圾焚烧厂SCR低温脱硝催化剂在线再生系统，其特征在于，包括再生风机、加热电炉和SCR反应塔，所述再生风机的入口与除尘器的出口通过管道相连，所述再生风机的出口与所述加热电炉的入口相连，所述加热电炉的出口与SCR反应塔的入口通过管道相连，所述SCR反应塔的出口和所述除尘器的入口通过管道相连；

所述除尘器为布袋除尘器，所述布袋除尘器和再生风机之间的管道上设置有烟气挡板门，所述烟气挡板门上设置有调节阀门；所述再生风机的入口管道上设置有空气挡板门；所述加热电炉的出口同时和所述再生风机的入口管道相连通；所述SCR反应塔的入口管道上设置有SCR入口挡板门，所述SCR反应塔的出口管道上设置有SCR出口挡板门，所述SCR反应塔的出口和入口相连通的管道旁路上设置有旁路挡板门；

所述SCR反应塔的出口和除尘器的入口相连的管道主路分支成第一旁路和第二旁路，所述第一旁路和所述再生风机的入口相连通，所述第二旁路和所述除尘器的入口相连通，所述管道主路在分支前设置有SCR再生烟气出口挡板门，所述第一旁路上设置有再生烟气循环用挡板门，所述第二旁路上设置有再生烟气排放用挡板门；所述加热电炉设置有功率调节器，所述加热电炉的出口管道上设置有流量计、第一温度计和压力计；所述除尘器的入口管道上设置有第二温度计和冷却烟气用空气挡板门。

2.一种生活垃圾焚烧厂SCR低温脱硝催化剂在线再生方法，其特征在于，采用权利要求1所述的在线再生系统，所述SCR反应塔内填充有SCR低温脱硝催化剂，包括如下步骤：利用所述再生风机从除尘器出口抽取预定量烟气，利用所述加热电炉循环加热所述烟气，直至将所述烟气加热到250-450℃，在此温度下保持12小时-56小时，完成催化剂再生。

3.如权利要求2所述的再生方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：关闭所述SCR入口挡板门和SCR出口挡板门，打开SCR旁路挡板门，使所述除尘器出口烟气从SCR旁路经过；

S2：依次打开除尘器出口烟气挡板门、再生烟气入口挡板门、再生烟气出口挡板门和再生烟气循环用挡板门，同时，空气挡板门和再生烟气排放用挡板门保持关闭状态；

S3：打开再生风机抽取除尘器出口的烟气作为再生用烟气，并打开加热电炉，观察电炉出口处的烟气流量计和烟气温度计，当烟气流量达到5000-20000Nm³/h时，关闭除尘器出口烟气挡板门；同时通过监测温度计的变化来调节电炉功率大小，直至再生烟气温度逐步上升到250-450℃后，在此温度下保持12小时-56小时，完成催化剂再生。

4.如权利要求3所述的再生方法，其特征在于，所述再生用烟气如果达不到要求烟气量5000-20000Nm³/h时，则打开空气挡板门补充，直至达到要求烟气量后，再关闭除尘器出口烟气挡板门和空气挡板门。

5.如权利要求3所述的再生方法，其特征在于，所述步骤S3中在打开加热电炉的同时打开烟气再加热器。

6.如权利要求3所述的再生方法，其特征在于，完成催化剂再生后，关闭再生烟气循环用挡板门和加热电炉，打开空气挡板门、再生烟气排放用挡板门和冷却烟气用空气挡板门；在再生风机正压和除尘器的入口负压抽吸的共同作用下，再生烟气进入到除尘器的入口，催化剂中残留的硫酸氢铵分解物进入除尘器继续参与脱酸反应。

7.如权利要求6所述的再生方法，其特征在于，等第二温度计和第一温度计的温度低于50℃后，先关闭再生风机，再关闭空气挡板门，最后关闭再生烟气入口挡板门、再生烟气出口挡板门、再生烟气排放用挡板门和冷却烟气用空气挡板门，从而关闭了整个再生系统。

8.如权利要求7所述的再生方法，其特征在于，在关闭整个再生系统后，打开SCR反应塔的入口挡板门和出口挡板门，关闭SCR反应塔的旁路挡板门，使SCR反应塔投入正常使用。