CN113663515A - 一种实现燃煤电厂scr催化剂在线再生的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置及方法。该燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置包含：包括喷氨系统，干冰/液氮制备及压力喷射系统，所述干冰/液氮制备及压力喷射系统包括干冰/液氮制备装置，空气压力供给装置及喷射装置，所述喷氨系统与SCR反应器通过管道连接，所述喷射装置通过管道连接布置于SCR反应器外部的干冰/液氮制备装置和空气压力供给装置。本发明操作简单，成本较低，能够高效实现燃煤电厂失活的SCR催化剂在线再生。

Description

一种实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置及方法
技术领域
本发明属于能源环境领域燃煤电厂烟气SCR催化剂再生技术，具体涉及一种实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置及方法。
背景技术
我国一次能源生产总量居世界首位，煤炭仍是基础能源。燃煤电厂是我国主要电力供给。燃煤电厂排放的污染物，如粉尘、SO2、NOx、Hg等已引起广泛的关注。随着燃煤电厂污染物排放标准的制定和实施，近年来“超低排放”、“近零排放”的提出，我国燃煤电厂脱硝装置的装机容量迅速增长，其中基于SCR工艺的烟气脱硝机组占据总脱硝机组的90％以上，为主要的脱硝技术。
随着燃煤电厂SCR脱硝的长期运行，烟气中的粉尘、SO2、碱金属、砷氧化物等会堵塞、覆盖催化剂表面的活性位，影响其脱硝性能，导致“失活”。通常情况下，燃煤电厂SCR催化剂的一次使用寿命为3-5年，而后需要停炉更换新鲜的SCR催化剂。失活的催化剂需要再生以实现资源的再利用。
目前关于SCR催化剂的再生方法按照清洗方式可以分为水洗再生、热再生、热还原再生、酸洗、碱洗-酸洗、微波再生、复合工艺再生等。这些再生方法均需要使用停炉，将燃煤电厂烟道中的SCR催化剂取出，而后经过试剂清洗、或者加热等方法进行，存在再生周期长、再生成本高、存在废水、废酸等二次污染、再生效果差等问题。然而，需要一种经济可行，特别是在燃煤电厂正常运行的情况下实现SCR催化剂的在线再生显得至关重要。
发明内容
本发明旨在提供一种实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置及方法，用以解决目前燃煤电厂SCR催化剂设备成本高，中毒再生速度慢，再生效果较差的问题。
本发明采用的技术方案是：
一种实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置，包括喷氨系统，干冰/液氮制备及压力喷射系统，所述干冰/液氮制备及压力喷射系统包括干冰/液氮制备装置，空气压力供给装置及喷射装置，所述喷氨系统安装在烟道外侧，与SCR反应器通过管道连接，所述喷射装置通过管道连接布置于SCR反应器外部的干冰/液氮制备装置和空气压力供给装置。
进一步地，还包括收集装置，所述收集装置由烟道侧方开口置于催化剂下方，用于收集清洁下来的有害物质。
进一步地，所述喷氨系统配置压力传感器，实时监测烟道中的压力，通过反馈的数据调整喷氨的压力。
进一步地，所述喷射装置分层布置，其层数与SCR反应器内设置的催化剂层相匹配，所述喷射装置上均匀布置喷头。
进一步地，所述干冰/液氮制备装置包含干冰制备装置和干冰颗粒破碎装置；或者液氮制备装置。
进一步地，所述干冰/液氮制备装置通过采集尾部烟囱的烟气CO2与N2来制备干冰与液氮，不仅能够快速制备所需的干冰或者液氮，而且能够降低成本。
进一步地，所述空气压力供给装置包含压力传感器，流量计与空气泵；空气经空气泵吸入空气压力供给装置，通过压力传感器和流量计与预先设定参数比对后，向喷射装置供给，实现均匀喷射。
进一步地，所述喷射装置分三层布置在催化剂层的上方，喷头间距与布置高度应使得干冰或液氮均匀喷洒在催化剂表面。
一种使用上述装置的燃煤电厂SCR催化剂的再生方法，包括：
(1)通过空气压力供给装置首先进行空气冲洗除尘，将催化剂表面与孔道中的积尘去除；
(2)通过干冰/液氮制备装置制备干冰或液氮用以催化剂清洗再生，使得失活的SCR催化剂表面上的污染物发生破碎；
(3)通过空气压力供给装置将破碎污染物再次冲洗干净；
(4)通过收集装置将破碎污染物收集，避免再次附着在下层催化剂表面；
所述的空气、干冰或液氮均通过喷射装置对SCR催化剂实现喷射，从而最终实现失活催化剂表面污染物的快速、高效清洁。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明操作简单，成本较低，在进行中毒催化剂清洗再生时，只需将脱硝设备关闭，打开本发明的再生装置，即可将中毒催化剂表面的积灰与污染物去除，且干冰制备原料取自于烟道尾气，降低脱硝设备总成本与排放，从而能够在降低再生工艺的繁琐程度的同时，提高了中毒催化剂再生的速度与效果。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图，其中，1、喷氨系统；2、干冰/液氮制备及压力喷射系统；2-1、干冰/液氮制备装置，2-2、空气压力供给装置，2-3、喷射装置，2-4、安装架，3、SCR反应器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明所提供的一种实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置如图1所示，包括SCR反应器3，所述SCR反应器中布置安装架2-4用于放置三层催化剂；包括喷氨系统1，与SCR反应器3通过管道连接；所述干冰/液氮制备装置2-1、空气压力供给装置2-2布置在SCR反应器3的外部，通过管道与所述喷射装置2-3相连；所述干冰/液氮制备装置2-1从烟囱烟气中获取CO2；所述喷射装置2-3包括母管、支管、喷嘴，均匀地布置在每层SCR催化剂的上方，且与所述安装架2-4保持一定距离，且催化剂在安装架2-4上安装方向与喷射装置2-3保持相同，空气压力供给装置2-2和喷射装置2-3配合使用能够保证干冰或者液氮在压缩空气的携带下均匀、全覆盖、高速地喷射到催化剂的表面。保证能够最大程度对中毒催化剂进行清洗再生。
在一种具体的实施方式中，干冰/液氮制备系统2-1包含干冰制备装置和干冰颗粒破碎装置，或液氮制备装置，通过烟囱中的CO2稳定、快速制备出所需要的干冰颗粒或者液氮。
在一种具体的实施方式中，空气压力供给装置2-2通过空气泵与流量计提供携带干冰颗粒或者液氮所需的压力、流量可调的压缩空气。
在一种具体的实施方式中，喷射装置2-3提供传输通道作用下，干冰或者液氮以高速、高压冲洗催化剂表面，达到清洗再生的效果。
在一种具体的实施方式中，安装架2-4分为三层，固定间距布置在烟道中，在其上安装有喷射装置2-3。
根据本发明的另一部分，燃煤电厂SCR催化剂在线再生方法采用上述的燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置，包括：
通过空气压力供给装置2-2首先空气冲洗除尘，将催化剂表面与孔道中的积尘去除。
通过干冰/液氮制备装置2-1制备干冰/液氮用以催化剂清洗再生，使得失活的SCR催化剂表面上的污染物发生破碎。
通过空气压力供给装置2-2将破碎污染物再次冲洗干净。
通过收集装置(2-4)将破碎污染物收集，避免再次附着在下层催化剂表面。
实施例1
在基本模拟烟气组分：N2+5％O2+459.2ppm NO+500ppm SO2空速：24000h-1氨氮摩尔比＝1下、400℃脱硝温度下，某新鲜的商业V2O5(MoO3)/TiO2催化剂15-60min平均脱硝效率为90.98％。在燃煤电厂实际运行情况下，运行5年后的失活SCR催化剂，在上述相同的工况下的15-60min平均脱硝效率为84.92％。经本发明提出的再生装置进行再生后，在上述工况下15-60min平均脱硝效率为90.01％。
实施例2
在基本模拟烟气组分：N2+5％O2+459.2ppm NO+500ppm SO2空速：24000h-1氨氮摩尔比＝1下、240℃脱硝温度下，某新鲜的商业V2O5(MoO3)/TiO2催化剂15-60min平均脱硝效率为86.89％。在燃煤电厂实际运行情况下，运行5年后的失活SCR催化剂，在上述相同的工况下的15-60min平均脱硝效率为83.62％。经本发明提出的再生装置进行再生后，在上述工况下15-60min平均脱硝效率为86.44％。
实施例3
抗硫性能：在模拟烟气组分：N2+5％O2+459.2ppm NO+1000ppm SO2空速：24000h-1氨氮摩尔比＝1、320℃脱硝温度下，某新鲜的商业V2O5(MoO3)/TiO2催化剂15-60min平均脱硝效率为91.72％。经本发明提出的再生装置对燃煤电厂实际运行5年情况下的失活SCR催化剂再生后，在本实施例中上述模拟烟气组分下15-60min平均脱硝效率为91.09％。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置，其特征在于，包括喷氨系统，干冰/液氮制备及压力喷射系统，所述干冰/液氮制备及压力喷射系统包括干冰/液氮制备装置，空气压力供给装置及喷射装置，所述喷氨系统与SCR反应器通过管道连接，所述喷射装置通过管道连接布置于SCR反应器外部的干冰/液氮制备装置和空气压力供给装置。
2.根据权利要求1所述的实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置，其特征在于，还包括收集装置，所述收集装置由烟道侧方开口置于催化剂下方，用于收集清洁下来的有害物质。
3.根据权利要求1所述的实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置，其特征在于，所述喷氨系统配置压力传感器，实时监测烟道中的压力，通过反馈的数据调整喷氨的压力。
4.根据权利要求1所述的实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置，其特征在于，所述喷射装置分层布置，其层数与SCR反应器内设置的催化剂层相匹配，所述喷射装置上均匀布置喷头。
5.根据权利要求1所述的实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置，其特征在于，所述干冰/液氮制备装置包含干冰制备装置和干冰颗粒破碎装置；或者液氮制备装置。
6.根据权利要求1所述的实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置，其特征在于，所述干冰/液氮制备装置通过采集尾部烟囱的烟气CO2来制备干冰。
7.根据权利要求1所述的实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置，其特征在于，所述空气压力供给装置包含压力传感器，流量计与空气泵；空气经空气泵吸入空气压力供给装置，通过压力传感器和流量计与预先设定参数比对后，向喷射装置供给，实现均匀喷射。
8.根据权利要求1所述的实现燃煤电厂SCR催化剂在线再生的装置，其特征在于，所述喷射装置分三层布置在催化剂层的上方，喷头间距与布置高度应使得干冰或液氮均匀喷洒在催化剂表面。
9.一种使用权利要求1至8任一项所述的装置的燃煤电厂SCR催化剂的再生方法，其特征在于，包括：
(1)通过空气压力供给装置首先进行空气冲洗除尘，将催化剂表面与孔道中的积尘去除；
(2)通过干冰/液氮制备装置制备干冰或液氮用以催化剂清洗再生，使得失活的SCR催化剂表面上的污染物发生破碎；
(3)通过空气压力供给装置将破碎污染物再次冲洗干净；
(4)通过收集装置将破碎污染物收集，避免再次附着在下层催化剂表面；
所述的空气、干冰或液氮均通过喷射装置对SCR催化剂实现喷射，从而最终实现失活催化剂表面污染物的快速、高效清洁。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103813857A (zh) * 2011-05-04 2014-05-21 施蒂格能源服务有限责任公司 用于scr催化剂和系统的堵塞去除方法

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