CN112191098A - 低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺 - Google Patents

低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺 Download PDF

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章萍
沈廷雷
刘罗兆
黄国红
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Abstract

本发明涉及低温脱硝技术领域，且公开了低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，包括如下步骤：步骤一：a：准备设备根据生产需求准备两台两台脱销反应器(一台为颗粒脱销催化剂反应器，一台为蜂窝脱销催化剂反应器)、进气装置、废气管、温度传感器、出气管、工作管、连接管、电磁阀、降温处理装置。该低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联、并联联合反应工艺，通过社设置的步骤一和步骤二，利用到两台脱销反应器同时进行工作，大大降低了两台脱销反应器内壁的温度，避免了催化剂长期处于超温状态，易造成催化剂的失活和通过通过一台颗粒脱硝催化剂反应器和一台蜂窝脱硝催化剂协同作用，将压降控制在合理的范围内。

Description

低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺
技术领域
本发明涉及低温脱硝技术领域，具体为低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺。
背景技术
SCR(Selective Catalytic Reduction)即为选择性催化还原技术，近几年来发展较快，在西欧和日本得到了广泛的应用，目前氨催化还原法是应用得最多的技术。它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，并且脱除效率高(可达90％以上)，运行可靠，便于维护等优点。选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下，NH3优先和NOx发生还原脱除反应，生成氮气和水，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要反应式为：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O(2)
催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以,在脱硝工程中,除了反应器及烟道的设计不容忽视外,催化剂的参数设计同样至关重要。一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据项目烟气成分、特性,效率以及客户要求来定的。催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。催化剂的形式有：波纹板式，蜂窝式，板式；浓度较高的NOx因需要更多的反应时间，蜂窝催化剂有很好的通过性，我公司废气浓度10000ppm以上，需要的蜂窝催化剂体积太大，现有厂房空间不足且设备投入太大。
针对传统脱销催化剂的不足，结合我公司颗粒催化剂制备经验，制备出一种颗粒状脱销催化剂。颗粒脱销催化剂的优点：1、有较高的机械强度，较大的体积密度，同体积下，密度是蜂窝催化剂的3倍左右；2、NOx废气在反应器内有足够的停留时间，保证NOx与氨气有足够的反应时间；颗粒脱销催化剂应用过程中的缺点：NOx与氨气反应，属于放热反应，因公司废气中NOx浓度很高，反应过程中会放出大量的热，温升达到100度以上，我公司应用的低温脱销催化剂，高活性区间为150-220度，若催化剂长期处于超温状态，易造成催化剂的失活，所以必须控制颗粒催化剂反应器的温升。同时颗粒脱硝催化剂床层压强较大，对进气压力有较高的要求。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，具备可以避免高温会使催化剂活性失活和保持催化剂在合适的压强范围内等优点，解决了催化剂长期处于超温状态，易造成催化剂的失活，所以必须控制颗粒催化剂反应器的温升。同时颗粒脱硝催化剂床层压强较大，对进气压力有较高的要求的问题。
(二)技术方案
为实现可以定量添加水泥和沙石和自动加水的目的，本发明提供如下技术方案：低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，包括如下步骤：
步骤一：
a：准备设备
根据生产需求准备两台两台脱销反应器(一台为颗粒脱销催化剂反应器，一台为蜂窝脱销催化剂反应器)、进气装置、废气管、温度传感器、出气管、工作管、连接管、电磁阀、降温处理装置、排气装置和PLC控制器；
b：检测设备
b1、检查两台脱销反应器的密封性，检查脱销反应器内反应器内催化剂的层数和活性；
b2、检查废气管、工作管、出气管和连接管的密封性；
b3、检查温度传感器的灵敏度和外部机构的完整性；
b4、检测电磁阀的灵敏度和与工作管连接的匹配度；
b5、检测降温处理装置的工作效率和工作性能；
b6、检测进气装置和排气装置的完整性；
b7、检测废气管和进气装置、颗粒脱销催化剂反应器的匹配度，出气管和蜂窝脱销催化剂反应器、降温处理装置的匹配度，连接管和降温处理装置、排气装置的匹配度，工作管和颗粒脱销催化剂反应器、蜂窝脱销催化剂反应器的匹配度；
c：连接设备
将废气管的一端与进气装置的出气口固定连通，将废气管的另外一端与颗粒脱销催化剂反应器的进气口固定连通，然后将工作管的一端与颗粒脱销催化剂反应器的出气口固定连通，工作管的另外一端与蜂窝脱销催化剂反应器的进气口固定连通，将出气管的一端与蜂窝脱销催化剂反应器的出气口固定连通，出气管的另一端与降温处理装置的进气口固定连通，将连接管与降温处理装置的出气口固定连通，将连接管的另外一端与排气装置固定连通，将温度传感器安装在颗粒脱销催化剂反应器内部，将电磁阀安装在工作管上，将PLC控制器安装在颗粒脱销催化剂反应器的外部；
d：进气装置将废气通过废气管输送至颗粒脱销催化剂反应器内进行工作的，当温度传感器检测到颗粒脱销催化剂反应器温度较高时，通过PLC控制器控制电磁阀工作，将一部分废气输送至蜂窝脱销催化剂反应器内进行工作，废气处理后通过排气装置排出；
步骤二：
a：准备设备
根据生产需求准备两台两台脱销反应器(一台为颗粒脱销催化剂反应器，一台为蜂窝脱销催化剂反应器)、进气装置、两根废气管、两根出气管、连接管、降温处理装置、排气装置；
b：检测设备
b1、检查两台脱销反应器的密封性，检查脱销反应器内反应器内催化剂的层数和活性；
b2、检查废气管、出气管和连接管的密封性；
b3、检测降温处理装置的工作效率和工作性能；
b4、检测进气装置和排气装置的完整性；
b5、检测废气管和进气装置、颗粒脱销催化剂反应器、蜂窝脱销催化剂反应器的匹配度，出气管和颗粒脱销催化剂反应器、蜂窝脱销催化剂反应器、降温处理装置的匹配度，连接管和降温处理装置、排气装置的匹配度；
c：连接设备
将两根废气管的一端均与进气装置的出气口固定连通，两根废气管远离进气装置的一端分别与颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器的进气口固定连通，颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器的出气口均固定连通出气管，两根出气管远离颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器的进气口的一端均与降温处理装置的进气口固定连通，然后利用连接管将降温处理装置和排气装置连通；
d：进气装置将废气通过废气管分别输送至颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器内进行工作，反应的废气通过降温处理装置和排气装置排出。
优选的，所述废气管、出气管、工作管、连接管外均套设有橡胶保护套。
优选的，所述温度传感器、PLC控制器和电磁阀均电性连接。
优选的，所述颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器内的催化剂均为多层。
优选的，所述降温处理装置将废气的温度降低到50°以下。
优选的，所述温度传感器的材质为耐高温材质。
优选的，所述废气管、出气管、工作管、连接管的两端均固定连接有橡胶圈。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，具备以下有益效果：
1、该低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，通过社设置的步骤一和步骤二，利用到两台脱销反应器同时进行工作，大大降低了两台脱销反应器内壁的温度，避免了催化剂长期处于超温状态，易造成催化剂的失活。
2、该低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，通过通过一台颗粒脱硝催化剂反应器和一台蜂窝脱硝催化剂协同作用，将压降控制在合理的范围内。
具体实施方式
下面将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做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。
低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，包括如下步骤：
步骤一：
a：准备设备
根据生产需求准备两台两台脱销反应器(一台为颗粒脱销催化剂反应器，一台为蜂窝脱销催化剂反应器)、进气装置、废气管、温度传感器、出气管、工作管、连接管、电磁阀、降温处理装置、排气装置和PLC控制器；
b：检测设备
b1、检查两台脱销反应器的密封性，检查脱销反应器内反应器内催化剂的层数和活性；
b2、检查废气管、工作管、出气管和连接管的密封性；
b3、检查温度传感器的灵敏度和外部机构的完整性；
b4、检测电磁阀的灵敏度和与工作管连接的匹配度；
b5、检测降温处理装置的工作效率和工作性能；
b6、检测进气装置和排气装置的完整性；
b7、检测废气管和进气装置、颗粒脱销催化剂反应器的匹配度，出气管和蜂窝脱销催化剂反应器、降温处理装置的匹配度，连接管和降温处理装置、排气装置的匹配度，工作管和颗粒脱销催化剂反应器、蜂窝脱销催化剂反应器的匹配度；
c：连接设备
将废气管的一端与进气装置的出气口固定连通，将废气管的另外一端与颗粒脱销催化剂反应器的进气口固定连通，然后将工作管的一端与颗粒脱销催化剂反应器的出气口固定连通，工作管的另外一端与蜂窝脱销催化剂反应器的进气口固定连通，将出气管的一端与蜂窝脱销催化剂反应器的出气口固定连通，出气管的另一端与降温处理装置的进气口固定连通，将连接管与降温处理装置的出气口固定连通，将连接管的另外一端与排气装置固定连通，将温度传感器安装在颗粒脱销催化剂反应器内部，将电磁阀安装在工作管上，将PLC控制器安装在颗粒脱销催化剂反应器的外部；
d：进气装置将废气通过废气管输送至颗粒脱销催化剂反应器内进行工作的，当温度传感器检测到颗粒脱销催化剂反应器温度较高时，通过PLC控制器控制电磁阀工作，将一部分废气输送至蜂窝脱销催化剂反应器内进行工作，废气处理后通过排气装置排出；
步骤二：
a：准备设备
根据生产需求准备两台两台脱销反应器(一台为颗粒脱销催化剂反应器，一台为蜂窝脱销催化剂反应器)、进气装置、两根废气管、两根出气管、连接管、降温处理装置、排气装置；
b：检测设备
b1、检查两台脱销反应器的密封性，检查脱销反应器内反应器内催化剂的层数和活性；
b2、检查废气管、出气管和连接管的密封性；
b3、检测降温处理装置的工作效率和工作性能；
b4、检测进气装置和排气装置的完整性；
b5、检测废气管和进气装置、颗粒脱销催化剂反应器、蜂窝脱销催化剂反应器的匹配度，出气管和颗粒脱销催化剂反应器、蜂窝脱销催化剂反应器、降温处理装置的匹配度，连接管和降温处理装置、排气装置的匹配度；
c：连接设备
将两根废气管的一端均与进气装置的出气口固定连通，两根废气管远离进气装置的一端分别与颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器的进气口固定连通，颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器的出气口均固定连通出气管，两根出气管远离颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器的进气口的一端均与降温处理装置的进气口固定连通，然后利用连接管将降温处理装置和排气装置连通；
d：进气装置将废气通过废气管分别输送至颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器内进行工作，反应的废气通过降温处理装置和排气装置排出。
废气管、出气管、工作管、连接管外均套设有橡胶保护套。
温度传感器、PLC控制器和电磁阀均电性连接。
颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器内的催化剂均为多层。
降温处理装置将废气的温度降低到50°以下。
温度传感器的材质为耐高温材质。
废气管、出气管、工作管、连接管的两端均固定连接有橡胶圈。
综上所述，该低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联、并联联合反应工艺，通过社设置的步骤一和步骤二，利用到两台脱销反应器同时进行工作，大大降低了两台脱销反应器内壁的温度，避免了催化剂长期处于超温状态，易造成催化剂的失活和通过通过一台颗粒脱硝催化剂反应器和一台蜂窝脱硝催化剂协同作用，将压降控制在合理的范围内。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：
a：准备设备
根据生产需求准备两台两台脱销反应器(一台为颗粒脱销催化剂反应器，一台为蜂窝脱销催化剂反应器)、进气装置、废气管、温度传感器、出气管、工作管、连接管、电磁阀、降温处理装置、排气装置和PLC控制器；
b：检测设备
b1、检查两台脱销反应器的密封性，检查脱销反应器内反应器内催化剂的层数和活性；
b2、检查废气管、工作管、出气管和连接管的密封性；
b3、检查温度传感器的灵敏度和外部机构的完整性；
b4、检测电磁阀的灵敏度和与工作管连接的匹配度；
b5、检测降温处理装置的工作效率和工作性能；
b6、检测进气装置和排气装置的完整性；
b7、检测废气管和进气装置、颗粒脱销催化剂反应器的匹配度，出气管和蜂窝脱销催化剂反应器、降温处理装置的匹配度，连接管和降温处理装置、排气装置的匹配度，工作管和颗粒脱销催化剂反应器、蜂窝脱销催化剂反应器的匹配度；
c：连接设备
将废气管的一端与进气装置的出气口固定连通，将废气管的另外一端与颗粒脱销催化剂反应器的进气口固定连通，然后将工作管的一端与颗粒脱销催化剂反应器的出气口固定连通，工作管的另外一端与蜂窝脱销催化剂反应器的进气口固定连通，将出气管的一端与蜂窝脱销催化剂反应器的出气口固定连通，出气管的另一端与降温处理装置的进气口固定连通，将连接管与降温处理装置的出气口固定连通，将连接管的另外一端与排气装置固定连通，将温度传感器安装在颗粒脱销催化剂反应器内部，将电磁阀安装在工作管上，将PLC控制器安装在颗粒脱销催化剂反应器的外部；
d：进气装置将废气通过废气管输送至颗粒脱销催化剂反应器内进行工作的，当温度传感器检测到颗粒脱销催化剂反应器温度较高时，通过PLC控制器控制电磁阀工作，将一部分废气输送至蜂窝脱销催化剂反应器内进行工作，废气处理后通过排气装置排出；
步骤二：
a：准备设备
根据生产需求准备两台两台脱销反应器(一台为颗粒脱销催化剂反应器，一台为蜂窝脱销催化剂反应器)、进气装置、两根废气管、两根出气管、连接管、降温处理装置、排气装置；
b：检测设备
b1、检查两台脱销反应器的密封性，检查脱销反应器内反应器内催化剂的层数和活性；
b2、检查废气管、出气管和连接管的密封性；
b3、检测降温处理装置的工作效率和工作性能；
b4、检测进气装置和排气装置的完整性；
b5、检测废气管和进气装置、颗粒脱销催化剂反应器、蜂窝脱销催化剂反应器的匹配度，出气管和颗粒脱销催化剂反应器、蜂窝脱销催化剂反应器、降温处理装置的匹配度，连接管和降温处理装置、排气装置的匹配度；
c：连接设备
将两根废气管的一端均与进气装置的出气口固定连通，两根废气管远离进气装置的一端分别与颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器的进气口固定连通，颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器的出气口均固定连通出气管，两根出气管远离颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器的进气口的一端均与降温处理装置的进气口固定连通，然后利用连接管将降温处理装置和排气装置连通；
d：进气装置将废气通过废气管分别输送至颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器内进行工作，反应的废气通过降温处理装置和排气装置排出。
2.根据权利要求1所述的低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，其特征在于：所述废气管、出气管、工作管、连接管外均套设有橡胶保护套。
3.根据权利要求1所述的低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，其特征在于：所述温度传感器、PLC控制器和电磁阀均电性连接。
4.根据权利要求1所述的低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，其特征在于：所述颗粒脱销催化剂反应器和蜂窝脱销催化剂反应器内的催化剂均为多层。
5.根据权利要求1所述的低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，其特征在于：所述降温处理装置将废气的温度降低到50°以下。
6.根据权利要求1所述的低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，其特征在于：所述温度传感器的材质为耐高温材质。
7.根据权利要求1所述的低温脱硝颗粒催化剂与蜂窝催化剂串联并联联合反应工艺，其特征在于：所述废气管、出气管、工作管、连接管的两端均固定连接有橡胶圈。
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