CN112169585A - 防焦油中毒烟气脱硝反应器及焦油中毒催化剂简易再生的方法 - Google Patents

防焦油中毒烟气脱硝反应器及焦油中毒催化剂简易再生的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防焦油中毒烟气脱硝反应器及焦油中毒催化剂简易再生的方法。该烟气脱硝反应器，包括本体、入口端和出口端，所述本体内设有吸附层和催化剂层，所述吸附层在烟气通路中所述催化剂层的上游，所述催化剂层包括至少2个可分别在烟气通路中推入和抽出的独立催化剂层。本发明公开的防焦油中毒烟气脱硝反应器及焦油中毒催化剂的简易再生的方法，吸附层可以吸附焦油，保护烟气通路中的催化剂，防止催化剂焦油中毒；再生方法简易，无需停机，可以在线对催化剂进行天然气直燃再生；且对于不可再生的催化剂，可通过该方法在下层加入新催化剂。

Description

防焦油中毒烟气脱硝反应器及焦油中毒催化剂简易再生的 方法
技术领域
本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种防焦油中毒烟气脱硝反应器及焦油中毒催化剂简易再生的方法。
背景技术
玻璃厂用的燃料主要有煤、重油、天然气、石油焦和煤焦油。除了天然气以外，当其他燃料燃烧不充分时，就会产生焦油，焦油在300℃以上呈现气态，300℃以下为液态。玻璃厂脱硝系统的布置分为中高温和低温，中高温的运行温度为280～410℃，低温的运行温度为150～250℃。低温布置的脱硝系统容易遇到焦油污染的情况，严重的情况下催化剂立即失活，一般情况下催化剂最多使用1年。
同样的，焦化行业使用煤气为燃料，煤气中含有少量焦油。当焦油没有被充分燃烧时，就会跟随烟气进入脱硝系统。焦化行业脱硝系统的入口温度一般为260～300℃，烟气中的焦油会冷凝，粘附在催化剂上导致催化剂快速失活。
SCR脱硝系统配备的脱硝催化剂在使用过程中会被烟气中的焦油污染。焦油粘附在催化剂表面，堵塞了催化剂微孔，导致催化剂失活。脱硝催化剂的焦油中毒会减少催化剂使用寿命，提高运行成本。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种减少催化剂中毒、延长催化剂使用寿命、降低运行成本的烟气脱硝反应器和利用此反应器进行脱硝催化剂简易再生的方法。
本发明的第一方面在于公开一种防焦油中毒烟气脱硝反应器，包括本体、入口端和出口端，所述本体内设有吸附层和催化剂层，所述吸附层在烟气通路中所述催化剂层的上游，所述催化剂层包括2个可分别在烟气通路中推入和抽出的独立催化剂层。
本发明中，烟气从进入口进入，在反应器中沿烟气通道流动，最后从出口排出。在烟气通道中越靠近上游的部分焦油含量越高。
本发明的烟气脱硝反应器，在脱硝反应器烟气入口端设置吸附层。通过吸附层来预先吸附一部分焦油，延长脱硝催化剂的使用寿命。
将催化剂层设计为可推入和抽出的独立结构。本发明中的可推入和抽出地可移动设计结构可以采用现有技术中具有此类作用的结构，比如抽屉式的推拉结构。
本发明的烟气脱硝反应器，可以为卧式或立式。为立式时，当抽出时，催化剂模块可放入催化剂层或取出，下层催化剂可向上移动至中层和上层位置。当为卧式时，上中下层分别代表在烟气通路中前、中、后三个相对位置。
本发明中，脱硝反应器为立式时，将上层含焦油催化剂移到SCR反应器下层，对下层催化剂进行天然气直燃加热脱除焦油，实现焦油含量最多的催化剂的再生，且移至下层后，再生过程不对其他层催化剂造成影响。
在本发明的一些实施方式中，所述独立催化剂层为3个。
在本发明的一些实施方式中，所述吸附层也可以在烟气通路中可推入和抽出。吸附层的结构可以与催化剂层相同，也可以不同。可推入和抽出结构使得可以把其中的吸附材料取出，吸附焦油的吸附层可去除焦油后，再放入其中，重复利用。
在本发明的一些实施方式中，所述吸附层与催化剂层截面大小一致，高度为100-1000mm。
在本发明的一些实施方式中，所述吸附层的吸附材料选自活性炭、泡沫陶瓷、多孔陶瓷、废旧蜂窝式催化剂中的一种或多种。
本发明第二方面在于公开利用第一方面所述防焦油中毒烟气脱硝反应器进行焦油中毒催化剂的简易再生的方法，包括以下步骤：
S1，把在烟气通路中最靠前的独立催化剂层抽出，再将后面的各个独立催化剂层抽出，依次前移后推入，再把抽出的最靠前的独立催化剂层推入烟气通路中原来最靠后的独立催化剂层的位置；
S2，脱除最靠后的独立催化剂层的位置上的脱硝催化剂中的焦油。
本发明的方法中，催化剂从前到后焦油含量依次降低。把焦油含量最高的催化剂移到了最靠后的位置，其余催化剂从前到后焦油含量依次降低。焦油含量最高的催化剂再生后，又再次实现了催化剂从前到后焦油含量依次降低。
本发明的方法，可以在当在烟气通路中最靠前的独立催化剂层中的脱硝催化剂的焦油含量超过目标值时(催化效率显著下降时)进行，也可以在基于再生效率，在焦油含量没有导致催化效率显著下降时进行。
在本发明的一些实施方式中，所述再生方法为加热催化剂。
在本发明的一些实施方式中，所述加热催化剂为从催化剂的迎风端用天然气直燃加热。
在本发明的一些实施方式中，所述加热催化剂中，包括两个阶段温度的加热。
在本发明的一些实施方式中，所述加热催化剂中，先加热至200-350℃，保持15-60min，再加热至350-500℃，保持15-120min。
本发明的有益技术效果是：
(1)吸附层可以吸附焦油，保护烟气通路中后面的催化剂，防止催化剂焦油中毒。同时，吸附焦油的吸附层可去除焦油后重复利用。
(2)再生方法简易，无需停机，可以在线对催化剂进行天然气直燃再生；且对于不可再生的催化剂，可通过该方法在烟气通道中最靠后的位置的催化剂替换为新催化剂。
(3)吸附层吸附焦油不需要在新的独立的设备中进行，去除焦油产生的烟气排放在烟气管道内，无需额外处置。
附图说明
图1为本发明的防焦油中毒烟气脱硝反应器的一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明的防焦油中毒烟气脱硝反应器的另一种实施方式的结构示意图。
图中，本体10、入口端20、出口端30、吸附层11、催化剂层12、烟气通路40、独立催化剂层120。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
一种防焦油中毒烟气脱硝反应器，如图1所示，包括本体10、入口端20和出口端30，其特征在于，所述本体10内设有吸附层11和催化剂层12，所述吸附层11在烟气通路40中所述催化剂层12的上游，所述催化剂层12包括至少2个可分别在烟气通路中推入和抽出的独立催化剂层120，所述独立催化剂层120在烟气通路中40可推入和抽出。所述吸附层与催化剂层截面大小一致，高度为100-1000mm。所述吸附层的吸附材料选自活性炭、泡沫陶瓷、多孔陶瓷、废旧蜂窝式催化剂中的一种或多种。
本发明中，在脱硝反应器中催化剂的上部加入吸附层。反应器中催化剂层进行可移动设计，为可推入和抽出结构。
在一些实施方式中，所述吸附层也设计为可推入和抽出结构，当抽出时，吸附材料可整体放入吸附层或取出。
在一些实施方式中，所述吸附层与催化剂层截面大小一致，高度为100-1000mm。
在一些实施方式中，如图2所示，所述独立催化剂层可以为3个。
本发明的防焦油中毒烟气脱硝反应器还可以用于焦油致失活脱硝催化剂简易再生。为立式时，再生时，将上层焦油致失活催化剂抽出，中层、下层催化剂依次移动至上层、中层位置，再将上层失活催化剂移动至下层。对从上层移动至下层的催化剂进行在线再生，所述再生方法为从催化剂的迎风端，采用天然气直燃加热方式，脱除催化剂中的焦油。所述天然气直燃控制催化剂加热至温度为200-350℃，加热15-60min，再加热至350-500℃，加热15-120min。
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种防焦油中毒烟气脱硝反应器，包括本体、入口端和出口端，其特征在于，所述本体内设有吸附层和催化剂层，所述吸附层在烟气通路中所述催化剂层的上游，所述催化剂层包括至少2个可分别在烟气通路中推入和抽出的独立催化剂层。
2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述独立催化剂层为3个。
3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述吸附层为在烟气通路中可推入和抽出。
4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述吸附层与催化剂层截面大小一致，高度为100-1000mm。
5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述吸附层的吸附材料选自活性炭、泡沫陶瓷、多孔陶瓷、废旧蜂窝式催化剂中的一种或多种。
6.一种利用权利要求1-5任一所述的防焦油中毒烟气脱硝反应器进行焦油中毒催化剂简易再生的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，把在烟气通路中最靠前的独立催化剂层抽出，再将后面的各个独立催化剂层抽出，依次前移后推入，再把抽出的最靠前的独立催化剂层推入烟气通路中原来最靠后的独立催化剂层的位置；
S2，进行在线再生，脱除最靠后的独立催化剂层的位置上的脱硝催化剂中的焦油。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述再生方法为加热催化剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述加热催化剂为从催化剂的迎风端用天然气直燃加热。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述加热催化剂中，包括两个阶段温度的加热。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述加热催化剂中，先加热至200-350℃，保持15-60min，再加热至350-500℃，保持15-120min。
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