CN204107518U - 一种脱硝催化剂超声波及空气鼓泡混合清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于燃煤电厂脱硝催化剂清洗再生利用装置技术领域，特别涉及一种脱硝催化剂超声波及空气鼓泡混合清洗装置。本实用新型装置，在清洗槽内部设置压缩空气均布板，在清洗槽壁四周均匀设置多个超声波发生换能器；在清洗槽内，压缩空气均布板下方设置压缩空气分布管，压缩空气分布管与压缩空气入口导管相连；清洗液入口管道与清洗槽上部相连；在清洗槽内底部，压缩空气分布管下方设置灰斗，灰斗出口与灰渣及清洗液出口管道相连。压缩空气均布板为多孔板，实现压缩空气在清洗槽横截面的均匀分布。本装置可兼顾空气鼓泡清洗具有宏观扰动与超声波清洗具有微观孔道深度清洁的优势，提高了催化剂的清洗效率，促进催化剂活性恢复。
Description
技术领域
本实用新型属于燃煤电厂脱硝催化剂清洗再生利用装置技术领域，特别涉及一种脱硝催化剂超声波及空气鼓泡混合清洗装置。
背景技术
2011年环保部发布《火电厂大气污染排放标准》(GB13223-2011)，明确规定自2014年7月1日起单台出力大于65t/h的燃煤机组，NOx排放限值为100mg/Nm3(流化床锅炉、W火焰锅炉及2013年12月31日前建成或通过环评的电厂为200mg/Nm3)。为达到这一排放限值，几乎所有燃煤电厂都必须加装SCR脱硝装置。SCR脱硝技术的核心是脱硝催化剂，占到SCR脱硝工程总投资的30％-40％。
目前我国燃煤电厂烟气脱硝工程都采用高温高尘布置，催化剂在恶劣烟气条件长期运行，烟气中的碱金属、碱土金属、砷、磷、铅等元素都能与催化剂钒氧键结合，从而使催化剂化学中毒，催化剂表面酸性位点减少，吸附NH3能力下降，加上飞灰覆盖、堵塞孔道等物理因素的影响，催化剂在运行过程中脱硝活性不断降低。失活催化剂的再生处理可以节省催化剂更换的成本，同时避免处置失活催化剂带来的二次污染，具有显著的经济效益与环境效益。
公开号为CN102266723A的发明专利提出一种SCR脱硝催化剂的再生方法与装置，对失活SCR催化剂依次经过超声波预处理、去离子水水洗、扩孔剂浸泡、高温高压蒸发、活性物质负载以及煅烧工艺，使催化剂恢复活性，其物理清洁主要依靠超声波清洗。
公开号为CN102101060A的中国发明专利提出一种用于烟气脱硝催化剂活性恢复的工艺和装置，该再生过程的装置包括有吹灰装置、超声清洗池、化学活化池、漂洗池及干燥装置等，该专利清洗过程主要依靠超声波振动。
公开号为CN1768953A的中国发明专利提出一种采用气泡鼓动装置的蜂窝型SCR催化剂的再生方法，该装置采用液体气体共同流动的方式清洗催化剂，但液体循环量大，耗能高，存在气液分离装置，结构复杂。
本实用新型针对上述SCR脱硝技术中失活脱硝催化剂，提供一种失活催化剂清洗再生装置，根据催化剂物理覆盖程度，可选择单独压缩空气鼓泡清洗或单独超声波清洗，亦可同时进行压缩空气鼓泡清洗及超声波清洗，与现有SCR脱硝催化剂清洗装置相比，本装置可兼顾空气鼓泡清洗具有宏观扰动与超声波清洗具有微观孔道深度清洁的优势，提高了催化剂的清洗效率，促进催化剂活性恢复。
实用新型内容
本实用新型针对目前脱硝催化剂或者单独采用超声波清洗，或者单独采用空气鼓泡清洗的现状，提供一种可单独压缩空气鼓泡清洗或单独超声波清洗，亦可同时进行压缩空气鼓泡清洗及超声波清洗的催化剂清洗装置。
一种脱硝催化剂超声波及空气鼓泡混合清洗装置，在清洗槽内部设置压缩空气均布板，在清洗槽壁四周均匀设置多个超声波发生换能器；在清洗槽内，压缩空气均布板下方设置压缩空气分布管，压缩空气分布管与压缩空气入口导管相连；清洗液入口管道与清洗槽上部相连；在清洗槽内底部，压缩空气分布管下方设置灰斗，用于存储灰渣，灰斗出口与灰渣及清洗液出口管道相连。压缩空气均布板为多孔板，实现压缩空气在清洗槽横截面的均匀分布。
所述压缩空气入口导管上分别设置压缩空气球阀和空气涡街流量计。
所述清洗液入口管道上分别设置清洗液球阀和清洗槽法兰接口。
所述灰渣及清洗液出口管道上设置排渣排液阀，用于定期排污。
所述压缩空气分布管的结构为在压缩空气导管上分别设置多个与其相通的分配管；每个分配管上分别设置多个开口。
所述压缩空气分布管为耙式管道结构，实现压缩空气在清洗槽横截面的初步分布。
在清洗槽的四周安装超声波发生装置，即超声波发生器换能器，均匀布置，清洗槽材料采用不锈钢304或不锈钢316L。在清洗槽的侧壁安装压缩空气入口管道及清洗液进口管道，压缩空气采用厂用压缩空气，压力0.4MPa～0.6MPa。压缩空气管道设置空气球阀及空气涡街流量计，空气球阀可采用手动或电动阀门，通过调节阀门开度，调节压缩空气流量，通过空气涡街流量计显示空气流量，空气涡街流量计需要压力补偿。清洗液入口管道设置清洗液球阀，当清洗槽内液位低于清洗要求时，打开清洗液球阀补充清洗液，空气入口管道及清洗液入口管道的材质分别为不锈钢304或不锈钢316L。
压缩空气分布管置于清洗槽底部，位于灰斗和压缩空气分布板之间，为耙式管道结构，与压缩空气入口管道相连接，实现压缩空气在清洗槽横截面的初步分布，材质为不锈钢304或不锈钢316L。
压缩空气分布板置于压缩空气分布管上方，压缩空气分布板为多孔板，实现压缩空气在清洗槽横截面的均匀分布，使空气气泡携带液体均匀进入每个催化剂孔道，材质为不锈钢304或不锈钢316L。
压缩空气分布板覆盖整个清洗槽横截面，催化剂模块置于压缩空气分布板之上，清洗槽尺寸大于催化剂模块尺寸，由于催化剂模块外壁为不锈钢板，可阻止气泡离开催化剂模块，气泡在催化剂孔道内携带液体向上运动，冲洗催化剂孔道内的覆盖物，若同时开启超声波清洗，空气鼓泡可及时携带超声波振动洗掉的覆盖物颗粒，使其离开催化剂。催化剂模块内清洗液在压缩空气的作用下向上运动，在催化剂模块与清洗槽壁面之间清洗液携带催化剂表面覆盖物颗粒向下运动，在清洗槽内部形成清洗液的循环。
在清洗槽的底部设置灰斗，用于存储灰渣，由于颗粒密度大于清洗液，在重力及惯性力作用下沉积于灰斗，空气分布管置于灰斗上方0.1m～0.3m，防止距离过近，影响分离效果。当灰渣沉积到一定高度，打开排渣排液阀，在清洗液重力作用下排掉灰渣。当清洗液过于混浊，或不适合用于催化剂清洗时，亦可通过打开排渣排液阀排掉清洗液。
本实用新型的有益效果为：
与现有技术相比，本实用新型可同时实现压缩空气鼓泡清洗及超声波清洗，实现清洗液在清洗槽内的内循环，有效分离灰污，实现灰渣储存与定期排放，适用各种脱硝催化剂的清洗。
附图说明
图1为本实用新型脱硝催化剂超声波及空气鼓泡混合清洗装置结构示意图；
图2为本实用新型耙式压缩空气分布管结构示意图；
图中标号：1-压缩空气入口管道；2-清洗液入口管道；3-压缩空气球阀；4-清洗液球阀；5-空气涡街流量计；6-清洗槽法兰接口；7-清洗槽；8-超声波发生换能器；9-压缩空气均布板；10-压缩空气分布管；10-1-压缩空气管道；10-2-分配管；10-3-开孔；11-灰斗；12-排渣排液阀；13-灰渣及清洗液出口管道。
具体实施方式
本实用新型提供了一种脱硝催化剂超声波及空气鼓泡混合清洗装置，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
一种脱硝催化剂超声波及空气鼓泡混合清洗装置，在清洗槽7内部设置压缩空气均布板9，在清洗槽7壁四周均匀设置多个超声波发生换能器8；在清洗槽7内，压缩空气均布板9下方设置压缩空气分布管10，压缩空气分布管10与压缩空气入口导管1相连；清洗液入口管道2与清洗槽7上部相连；在清洗槽7内底部，压缩空气分布管10下方设置灰斗11，用于存储灰渣，灰斗11出口与灰渣及清洗液出口管道13相连。压缩空气均布板为多孔板，实现压缩空气在清洗槽横截面的均匀分布。
所述压缩空气入口导管1上分别设置压缩空气球阀3和空气涡街流量计5。
所述清洗液入口管道2上分别设置清洗液球阀4和清洗槽法兰接口6。
所述灰渣及清洗液出口管道13上设置排渣排液阀12，用于定期排污。
所述压缩空气分布管10的结构为在压缩空气导管10-1上分别设置多个与其相通的分配管10-2；每个分配管10-2上分别设置多个开口10-3。
所述压缩空气分布管10为耙式管道结构，实现压缩空气在清洗槽横截面的初步分布。
实施例1
在催化剂清洗之前，取催化剂模块中一个催化剂单体作为测试模块，在脱硝活性评价装置中测试其脱硝效率，测试条件：烟气温度为375℃，空速为4000L/h，氨氮比为1.0，测得到清洗前催化剂的脱硝效率为70％。
打开清洗液入口清洗液球阀4，待液面升至距离清洗槽顶0.3m时，关闭清洗液球阀4，停止加液。将催化剂模块吊入清洗槽7，置于压缩空气分布板9上，居中放置。打开压缩空气球阀3，调节开度，使空气涡街流量计5显示空气量为170Nm3/h。保持超声波发生换能器8关闭状态，此时仅在压缩空气鼓泡作用下清洗催化剂模块。
压缩空气经耙式压缩空气分布管10初步分配后经过空气分布板9，均匀分布到催化剂模块底部，压缩空气携带清洗液在催化剂孔道内向上运动，从催化剂模块顶部流出，随后在催化剂模块与清洗槽7之间的空隙向下流动，形成清洗液的内部循环，在重力及惯性力作用下从催化剂孔道剥离的飞灰颗粒沉积于灰斗11。
保持清洗强度，清洗30分钟，关闭压缩空气球阀3，将催化剂吊离清洗槽7。取催化剂测试单体，经过干燥后，置于催化剂脱硝活性测试装置，在相同试验条件测得脱硝效率为85％。
实施例2
在催化剂清洗之前，取催化剂模块中一个催化剂单体作为测试模块，在脱硝活性评价装置中测试其脱硝效率，测试条件：烟气温度为375℃，空速为4000L/h，氨氮比为1.0，测得到清洗前催化剂的脱硝效率为71％。
打开清洗液入口清洗液球阀4，待液面升至距离清洗槽顶0.3m时，关闭清洗液球阀4，停止加液。将催化剂模块吊入清洗槽7，置于压缩空气分布板9上，居中放置。打开超声波发生换能器8，超声频率为28kHz，保持压缩空气球阀3关闭状态，此时仅在超声波作用下清洗催化剂模块。
保持清洗强度，清洗30分钟，关闭超声波电源，将催化剂吊离清洗槽7。取出该催化剂测试单体，经过干燥后，置于催化剂脱硝活性测试装置，在相同试验条件测得脱硝效率为88％。
实施例3
在催化剂清洗之前，取催化剂模块中一个催化剂单体作为测试模块，在脱硝活性评价装置中测试其脱硝效率，测试条件：烟气温度为375℃，空速为4000L/h，氨氮比为1.0，测得到清洗前催化剂的脱硝效率为70.8％。
打开清洗液入口清洗液球阀4，待液面升至距离清洗槽顶0.3m时，关闭清洗液球阀4，停止加液。将催化剂模块吊入清洗槽7，置于压缩空气分布板9上，居中放置。打开压缩空气球阀3，调节开度，使空气涡街流量计5显示空气量为170Nm3/h。
压缩空气经耙式压缩空气分布管10初步分配后经过空气分布板9，均匀分布到催化剂模块底部，压缩空气携带清洗液在催化剂孔道内向上运动，从催化剂模块顶部流出，随后在催化剂模块与清洗槽7之间的空隙向下流动，形成清洗液的内部循环，在重力及惯性力作用下从催化剂孔道剥离的飞灰颗粒沉积于灰斗11。
打开超声波发生换能器8电源，超声频率为28kHz，此时在压缩空气鼓泡及超声波共同作用下清洗催化剂模块，保持清洗强度，清洗30分钟，关闭压缩空气球阀3，关闭超声波发生换能器8电源，将催化剂吊离清洗槽。
取出同一催化剂测试单体，经过干燥后，置于催化剂脱硝活性测试装置，在相同试验条件测得脱硝效率为91.5％。
可见同时开启压缩空气清洗与超声波清洗，催化剂活性显著恢复，在测试条件下脱硝效率为91.5％，清洗后的催化剂可继续投入使用。
Claims (6)
1.一种脱硝催化剂超声波及空气鼓泡混合清洗装置，其特征在于：在清洗槽(7)内部设置压缩空气均布板(9)，在清洗槽(7)壁四周均匀设置多个超声波发生换能器(8)；在清洗槽(7)内，压缩空气均布板(9)下方设置压缩空气分布管(10)，压缩空气分布管(10)与压缩空气入口导管(1)相连；清洗液入口管道(2)与清洗槽(7)上部相连；在清洗槽(7)内底部，压缩空气分布管(10)下方设置灰斗(11)，灰斗(11)出口与灰渣及清洗液出口管道(13)相连。
2.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂超声波及空气鼓泡混合清洗装置，其特征在于：所述压缩空气入口导管(1)上分别设置压缩空气球阀(3)和空气涡街流量计(5)。
3.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂超声波及空气鼓泡混合清洗装置，其特征在于：所述清洗液入口管道(2)上分别设置清洗液球阀(4)和清洗槽法兰接口(6)。
4.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂超声波及空气鼓泡混合清洗装置，其特征在于：所述灰渣及清洗液出口管道(13)上设置排渣排液阀(12)。
5.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂超声波及空气鼓泡混合清洗装置，其特征在于：所述压缩空气分布管(10)的结构为在压缩空气导管(10-1)上分别设置多个与其相通的分配管(10-2)；每个分配管(10-2)上分别设置多个开口(10-3)。
6.根据权利要求5所述的一种脱硝催化剂超声波及空气鼓泡混合清洗装置，其特征在于：所述压缩空气分布管(10)为耙式管道结构。
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