CN203971958U - 一种scr催化剂再生装置 - Google Patents
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Abstract
一种SCR催化剂再生装置，包括空气压缩机、再生反应容器、SO2酸化容器和废气处理容器；所述再生反应容器内部通过撑托网将其分为主反应区和废物收集区；所述主反应区顶部设有废气出口和喷嘴，外部设有温度控制面板和侧门；所述撑托网的下方设有环形布气管；所废物收集区底部设有废物收集口；所述空气压缩机通过连通管与喷嘴相连通，连通管上设有可关闭的液体注入口；所述SO2酸化容器经过换热器与布气管相连通，废气处理容器经过换热器与废气出口相连通。其优点是：其结构紧凑，运行稳定，操作方便，便于维护管理；可实现空气吹脱再生、热处理再生、SO2酸化再生、活性盐溶液活化再生等多种失活催化剂再生技术。
Description
技术领域
本实用新型属于SCR催化剂技术领域，具体涉及一种SCR催化剂再生装置。
背景技术
氮氧化物是大气主要污染物之一，由其引发的酸雨、温室效应和臭氧层破坏等环境问题已经成为制约社会和经济发展的重要因素，而燃煤电厂是氮氧化物的主要排放源之一。因此，严格控制燃煤电厂NOx的排放已经刻不容缓。
选择性催化还原(SCR)技术具有脱硝效率高、技术成熟和运行稳定等优点，其在国内外燃煤电厂中得到了广泛的应用。催化剂作为SCR技术的核心，其性能直接影响整个SCR系统的脱硝效率。实际运行发现，由于运行工况如烟气中粉尘与温度的波动，以及烟气中各种有毒有害化学成分的影响，SCR催化剂在使用一段时间后，会出现不同程度的中毒、烧结和堵塞等现象，造成催化剂活性下降。当其活性下降到不能满足SCR系统整体的脱硝性能要求时，就需要更换催化剂，通常3-5年就需要更换一次。SCR催化剂的置换费用约占SCR系统总价的50％，若能对失活的SCR催化剂进行再生，提高或恢复催化剂的活性，使失活的催化剂能够得以重新利用，对于降低SCR系统运行成本，提高SCR烟气脱硝技术的经济性将具有重要的现实意义。
目前SCR催化剂的再生技术主要有水洗再生、热再生、热还原再生、酸液再生和酸化再生等。尽管每种再生技术都能一定程度上提高失活催化剂的活性，但对于日益严格的环保要求，和导致催化剂活性下降因素的多样性，其再生效率无法满足催化剂的使用需求。而现有再生装置运行成本较高，失活催化剂再生效率较差，不能处理由多种因素造成的失活的催化剂的再生。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种SCR催化剂再生装置，该装置具有结构紧凑，运行稳定、操作方便、再生效率高的优点，在节约SCR催化剂使用成本的同时，对失活催化剂进行清洗和再生，也是一种很好的实现废物资源化的途径。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种SCR催化剂再生装置，包括空气压缩机1、再生反应容器8、SO2酸化容器23和废气处理容器22；所述再生反应容器8内部通过撑托网11将其分为主反应区21和废物收集区 9；所述主反应区21顶部设有废气出口19和喷嘴4，外部设有温度控制面板7和侧门5；所述撑托网11的下方设有环形布气管18；所述废物收集区9底部设有废物收集口10；所述空气压缩机1通过第三连通管27与喷嘴4相连通，第三连通管27上设有可关闭的液体注入口3；所述SO2酸化容器23经过换热器12与布气管18相连通，废气处理容器22经过换热器12与废气出口19相连通。
所述再生反应容器8的内部为高温防腐蚀材料，主反应区21呈圆柱状，废物收集区9呈漏斗状。
所述第三连通管27设有减压阀2。
所述撑托网11可拆卸，其孔径为5-10cm。
所述喷嘴4为空气喷嘴、喷洒喷头或雾化喷嘴。
所述布气管18的出气孔道具有瓣膜结构。
所述SO2酸化容器23包括连接换热器12的第一连通管24及并联的SO2储气罐14和N2储气罐15。
所述第一连通管24上设有阀门25。
所述废气处理容器22包括连接换热器12的第二连通管26及串联的H2SO4吸收槽16和氨水吸收槽17。
所述第二连通管26上设有阀门13。
再生反应容器的内部为高温防腐蚀材料，其主反应区呈圆柱状，高2.5m-3m，直径为2m-2.5m，废物收集区呈漏斗状，高0.5-0.8m，底部设有收集口。
撑托网用来承载失活催化剂，其孔径大小为5-10cm，撑托网可以拆卸，便于清洗。
侧门安装于主反应罐侧面，侧门底部位置与撑托网高度相当，侧门高度和长度约为主反应罐的2/3，用于放入失活催化剂以及再生后取出，必要时可以拆卸进行装置内部检修。
喷嘴位于主反应罐内部上方中央位置，喷嘴为空气喷嘴、喷洒喷头或雾化喷嘴，在不同处理阶段可以进行更换。
液体注入口在空气吹脱阶段处于关闭状态，喷洒活性再生液或淋洗液及去离子水喷雾阶段，活性再生液或淋洗液及去离子水由液体注入口加入，并由压缩空气提供动力，对失活催化剂进行相应处理。
温度控制面板主要监控催化剂主反应区中的温度，温度控制面板控制热处理阶段和催化剂再生后干燥或焙烧阶段主反应区的温度。在热再生处理过程中，失活催化剂在惰性气氛下，其表面存在的热稳定性差的铵盐易分解为气体，如硫铵化合物分解形成NH3和SO2，载气可 将其带出再生反应容器，从而使催化剂活性得以提高。在干燥或焙烧过程中，随着水分蒸发，活性再生液中活性组分分解为钒、钨氧化物负载于催化剂上，催化剂活性得以恢复。
通过布气管向失活催化剂底部通入SO2，依靠SO2气氛除去失活催化剂表面的化学沉积物，恢复催化剂表面的活性位，达到催化剂再生的目的。
废气处理容器主要是吸收SO2酸洗催化剂后的气体以及经热处理后N2携载的含NH3与SO2的混合气体，废气吸收液为质量分数为5％-10％的硫酸和5％-10％的氨水。
本实用新型提供的SCR催化剂再生装置，可以实现：空气吹脱清扫、失活催化剂热处理、失活催化剂淋洗液处理、干燥或焙烧、SO2氛围去离子水喷雾酸化再生工艺。
进行空气吹脱时，液体注入口关闭，采用压缩空气对失活催化剂进行冲刷，去除催化剂表面粘附的粉尘以及颗粒物等物质。在进行活性再生液或淋洗液喷洒以及去离子水喷雾时，打开液体注入口，送入相应液体，并通过改变压缩空气气体压力以及更换喷嘴以调整液滴粒径和速度，来实现对失活SCR催化剂的相应处理。
在热再生时，换热器开始工作，用于对N2进行预热以及对废气进行冷却。
SO2酸化再生时，除了由SO2储气罐向主反应器内缓慢输送SO2，压缩空气动力系统也处于工作状态，负责由主容器系统顶部向失活催化剂表面进行去离子水喷雾。
本实用新型的优点是：
(1)本实用新型公开的一种SCR催化剂再生装置中可实现空气吹脱再生、热处理再生、SO2酸化再生、活性盐溶液活化再生等多种失活催化剂再生技术，一体化的装置通过多种技术的强化处理，催化剂活性较再生前有了较大的提高，能更好的满足工业运行需求；
(2)本实用新型的SCR催化剂再生装置各系统可以独立使用，根据不同工况，在不同的催化剂失活条件下选择不同的再生方式，实现催化剂活性的最大限度提高；
(3)本实用新型的通过开关液体注入口，调整气压缩空气压力，更换喷嘴能够兼具空气吹脱、淋洗液(活性再生液)喷洒、去离子水喷雾多种功用，最大程度提高了设备的利用效率。换热器将废热用于对载气的预热也充分满足资源再利用的原则。
(4)本实用新型所实现的SO2酸化再生的方法，克服了传统酸液处理给设备带来的强腐蚀问题以及催化剂表面活性组分流失的问题，此外，本实用新型再生过程中所需的压缩空气以及载气N2都是常用气体，容易获取，运行成本低；
(5)本实用新型的SCR催化剂再生装置结构紧凑，运行稳定，操作方便，便于维护管理，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为SCR催化剂的再生装置示意图。
图2为SCR催化剂的再生装置的再生反应容器的纵截面图。
图3为SCR催化剂的再生装置的再生反应容器的剖视图。
其中，1-空气压缩机，2-减压阀，3-液体注入口，4-喷嘴，5-侧门，6-失活催化剂，7-温度控制面板，8-再生反应容器，9-废物收集区，10-废物收集口，11-撑托网，12-换热器，13、25-阀门，14-SO2储气罐，15-N2储气罐，16-H2SO4吸收槽，17-氨水吸收槽，18-布气管，19-废气出口，20-N2及SO2的输入口，21-主反应区，22-废气处理容器，23-SO2酸化容器，24-第一连通管，26-第二连通管，27-第三连通管。
具体实施方式
实施例1
下面结合附图，对本实用新型进行进一步说明：如图1～3所示，一种SCR催化剂再生装置，包括空气压缩机1、再生反应容器8、SO2酸化容器23和废气处理容器22；所述再生反应容器8内部通过撑托网11将其分为主反应区21和废物收集区9；所述主反应区21顶部设有废气出口19和喷嘴4，外部设有温度控制面板7和侧门5；所述撑托网11的下方设有环形布气管18；所述废物收集区9底部设有废物收集口10；所述空气压缩机1通过第三连通管27与喷嘴4相连通，第三连通管27上设有可关闭的液体注入口3；所述SO2酸化容器23经过换热器12与布气管18相连通，废气处理容器22经过换热器12与废气出口19相连通。
所述再生反应容器8的内部为高温防腐蚀材料，主反应区21呈圆柱状，废物收集区9呈漏斗状。
所述第三连通管27设有减压阀2。
所述撑托网11可拆卸，其孔径为5-10cm。
所述喷嘴4为空气喷嘴、喷洒喷头或雾化喷嘴。
所述布气管18的出气孔道具有瓣膜结构。
所述SO2酸化容器23为并联的SO2储气罐14、N2储气罐15和连接换热器12的第一连通管24。
所述第一连通管24上设有阀门25。
所述废气处理容器22为串联的H2SO4吸收槽16、氨水吸收槽17和连接换热器12的第二连通管26。
所述第二连通管26上设有阀门13。
如图3所示，所述主反应区21外部设有温度控制面板7和侧门5。
实施例2
采用本实用新型的装置，对失活的蜂窝式SCR脱硝催化剂单体进行再生处理。所取催化剂为1500mm×750mm×1000mm的蜂窝式催化剂单体，检测其脱硝活性为24m/h，将其置于SCR催化剂再生装置中，关闭液体注入口，使用空气喷嘴，向催化剂再生主容器系统中通入压缩空气，气体压力为5MPa，进行空气吹扫，除去失活催化剂表面的颗粒物及粉尘，反应器底部收集残渣。然后打开N2储罐，温度控制面板设定温度为400℃，对失活催化剂进行热处理5h，废气进入废气处理系统。随后打开液体注入口，关闭N2储罐，使用喷洒喷头，将pH值为7的活性再生液(其组成为1wt％的JFC微孔渗透剂，1wt％的MF分散剂、10wt％的偏钒酸铵、25wt％的偏钨酸铵，其余为去离子水)由压缩空气送入，气体压力设置为0.1MPa，反应器底部收集废液。随后进行焙烧处理，焙烧温度设定为500℃焙烧时间为1h。之后再次打开液体注入口，使用雾化喷嘴，送入去离子水，压缩空气气体压力设置为0.5MPa，打开SO2储罐，对催化剂进行SO2酸化再生处理，酸化处理后，打开N2储气罐，携载残余的SO2由N2进入废气处理系统。最后再对催化剂进行干燥处理，干燥温度为100℃，干燥时间为2h。
经SCR脱硝催化剂再生性能测试，在SCR催化剂酸化再生装置中处理过的催化剂的脱硝活性为40m/h，较再生前活性得到很大提高。
实施例3
采用本实用新型的装置，对失活的蜂窝式SCR脱硝催化剂单体进行再生处理。所取催化剂为1500mm×750mm×1000mm的蜂窝式催化剂单体，检测其脱硝活性为15m/h，将其置于SCR催化剂酸化再生装置中，关闭液体注入口，使用空气喷嘴，向催化剂再生主容器系统中通入压缩空气，气体压力为5MPa，进行空气吹扫，除去失活催化剂表面的颗粒物及粉尘，反应器底部收集残渣。然后打开N2储罐，温度控制面板设定温度为400℃，对失活催化剂进行热处理5h，废气进入废气处理系统。随后打开液体注入口，关闭N2储罐，使用喷洒喷头，将pH值为7的活性再生液(其组成为1wt％的JFC微孔渗透剂，1wt％的MF分散剂、10wt％的偏钒酸铵、25wt％的偏钨酸铵，其余为去离子水)由压缩空气送入，气体压力设置为0.1MPa，反应器底部收集废液。随后进行焙烧，焙烧温度设定为500℃，对失活催化剂进行热处理5h。之后再次打开液体注入口，送入去离子水，使用雾化喷嘴，压缩空气气体压力设置为0.5MPa，打开SO2储罐，对催化剂进行SO2酸化再生处理，酸化处理后，打开N2储气罐，携载残余的SO2由N2进入废气处理系统。。最后再对催化剂进行干燥处理。
经SCR脱硝催化剂再生性能测试，在SCR催化剂酸化再生装置中处理过的催化剂的脱硝活性为28m/h，较再生前活性得到很大提高。
实施例4
采用本实用新型的装置，对失活的蜂窝式SCR脱硝催化剂单体进行再生处理。所取催化剂为1500mm×750mm×1000mm的蜂窝式催化剂单体，检测其脱硝活性为20m/h，将其置于SCR催化剂酸化再生装置中，关闭液体注入口，使用空气喷嘴，向催化剂再生主容器系统中通入压缩空气，气体压力为5MPa，进行空气吹扫，除去失活催化剂表面的颗粒物及粉尘，反应器底部收集残渣。然后打开N2储罐，温度控制装置设定温度为400℃，对失活催化剂进行热处理5h，废气进入废气处理系统。随后打开液体注入口，关闭N2储罐，使用喷洒喷头，将pH值为7的活性再生液(其组成为1wt％的JFC微孔渗透剂，1wt％的MF分散剂、10wt％的偏钒酸铵、25wt％的偏钨酸铵，其余为去离子水)由压缩空气送入，气体压力设置为0.1MPa，反应器底部收集废液。随后进行焙烧，焙烧温度设定为500℃，对失活催化剂进行热处理5h。之后再次打开液体注入口，使用雾化喷嘴，送入去离子水，压缩空气气体压力设置为0.5MPa，打开SO2储罐，对催化剂进行SO2酸化再生处理，酸化处理后，打开N2储气罐，携载残余的SO2由N2进入废气处理系统。最后再对催化剂进行干燥处理。
经SCR脱硝催化剂再生性能测试，在SCR催化剂酸化再生装置中处理过的催化剂的脱硝活性为34m/h，较再生前活性得到很大提高。
Claims (10)
1.一种SCR催化剂再生装置，其特征在于：包括空气压缩机（1）、再生反应容器（8）、SO2酸化容器（23）和废气处理容器（22）；所述再生反应容器（8）内部通过撑托网（11）将其分为主反应区（21）和废物收集区（9）；所述主反应区（21）顶部设有废气出口（19）和喷嘴（4），外部设有温度控制面板（7）和侧门（5）；所述撑托网（11）的下方设有环形布气管（18）；所述废物收集区（9）底部设有废物收集口（10）；所述空气压缩机（1）通过第三连通管（27）与喷嘴（4）相连通，第三连通管（27）上设有可关闭的液体注入口（3）；所述SO2酸化容器（23）经过换热器（12）与布气管（18）相连通，废气处理容器（22）经过换热器（12）与废气出口（19）相连通。
2.根据权利要求1所述一种SCR催化剂再生装置，其特征在于：所述再生反应容器（8）的内部为高温防腐蚀材料，主反应区（21）呈圆柱状，废物收集区（9）呈漏斗状。
3.根据权利要求1或2所述一种SCR催化剂再生装置，其特征在于：所述第三连通管（27）设有减压阀（2）。
4.根据权利要求1或2所述一种SCR催化剂再生装置，其特征在于：所述撑托网（11）可拆卸，其孔径为5-10cm。
5.根据权利要求1或2所述一种SCR催化剂再生装置，其特征在于：所述喷嘴（4）为空气喷嘴、喷洒喷头或雾化喷嘴。
6.根据权利要求1或2所述一种SCR催化剂再生装置，其特征在于：所述布气管（18）的出气孔道具有瓣膜结构。
7.根据权利要求1或2所述一种SCR催化剂再生装置，其特征在于：所述SO2酸化容器（23）包括连接换热器（12）的第一连通管（24）及并联的SO2储气罐（14）和N2储气罐（15）。
8.根据权利要求7所述一种SCR催化剂再生装置，其特征在于：所述第一连通管（24）上设有阀门（25）。
9.根据权利要求1或2所述一种SCR催化剂再生装置，其特征在于：所述废气处理容器（22）包括连接换热器（12）的第二连通管（26）及串联的H2SO4吸收槽（16）和氨水吸收槽（17）。
10.根据权利要求9所述一种SCR催化剂再生装置，其特征在于：所述第二连通管（26）上设有阀门（13）。
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| CN105363500A (zh) * | 2015-09-11 | 2016-03-02 | 福建紫荆环境工程技术有限公司 | 一种失活scr脱硝催化剂的密闭清洗装置及方法以及再生系统及方法 |
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- 2014-04-11 CN CN201420175298.5U patent/CN203971958U/zh not_active Expired - Fee Related
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