CN204543991U - 一种低温循环再生脱硝催化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种低温循环再生脱硝催化装置，包括催化塔，所述催化塔塔体一侧设置有进烟口，另一侧设置有出烟口，所述低温循环再生脱硝催化装置还包括催化剂再生装置和输送装置；所述催化塔内设置有催化剂反应装置、中毒催化剂出料装置和再生催化剂进料装置；所述催化剂再生装置包括中毒催化剂进料装置、再生处理装置和再生催化剂出料装置，所述再生催化剂进料装置通过所述输送装置与所述再生催化剂出料装置相连通。所述低温循环再生脱硝催化装置适用于100-160℃的低温条件下工业烟气的脱硝工作，无需改造原有锅(窑)炉；实现了脱硝催化剂的循环利用，显著的降低了运行成本，具有较高的脱硝效率，较好的安全性、稳定性及可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于工业锅(窑)炉废烟气脱硫脱硝技术领域，尤其涉及一种低温循环再生脱硝催化装置。
背景技术
自2011年起，中国的煤炭产量就超过了35亿吨，占全球的一半。煤炭消费为18.934亿吨油当量，占中国电力燃料的90％。在消耗煤炭资源的同时，产生了大量的有损于人体的SO2、NOx，且SO2、NOx所引起的温室效应、酸雨和臭氧层破坏等环境污染目前已成为社会一致关切的问题。各种治理大气污染的技术的研究已成为各国环保工作者最紧迫的使命。
2010年环保部发布的《火电厂氮氧化物防治技术政策》明确指出，氮氧化物是生成臭氧的重要前提物之一，也是形成区域细粒子污染和灰霾的重要原因。不仅如此，氮氧化物作为大气污染物，对人体健康有较大的危害。2012年元月1日起，国家颁布了《火电厂大气污染排放标准》，将氮氧化物的排放浓度限值统一确定为100mg/m3，此排放浓度限值要求针对全国所有地区，被称为“史上最严格的标准”。同时，为解决日益严重的雾霾问题，国务院2013年发布了《关于加快发展节能环保产业的意见》，严格部署环保方面的工作，包括环保产业的免减税负问题，可以说大气治理的环境背景压力是巨大的，同时也是机会十足的。
锅炉烟气的治理从1998年对除尘提出要求开始，已历经脱硫、脱硝到PM2.5的过程，要求日益严格，尤其是烟气脱硝目前刚刚起步。目前，各国工业锅(窑)炉废烟气脱硫、脱硝的主流工艺是利用选择性还原(SCR)技术将烟气中的氮氧化物脱除的方法。选择性还原法是利用氨(NH3)对NOx的还原功 能，在320～400℃的条件下，利用催化剂作用将NOx还原为对大气没有污染影响的N2和水，“选择性”的意思是指氨只选择NOx进行还原反应。该工艺于20世纪70年代末首先在日本开发成功，80年代和90年代以后，欧洲和美国相继投入工业应用，现已在世界范围内成为大型工业锅炉烟气脱硝的主流工艺。
SCR系统由氨供应系统、氨气/空气喷射系统、催化反应系统以及控制系统等组成，催化反应系统是SCR工艺的核心，设有NH3的喷嘴和粉煤灰的吹扫装置，烟气顺着烟道进入装载了催化剂的SCR反应器，在催化剂的表面用NH3把NOx还原成N2。如专利CN 102423604 A公开了一种组合式烟气脱硫脱硝装置。该组合装置包括增压风机、输氨管、吸附塔、自动报警探头、活性炭入口进料器、活性炭出口卸料器、饱和活性炭输送机、洁净活性炭输送机、再生反应器、脱附后活性炭输送机、振动筛、活性炭补充料斗、新增活性炭输送机、活性炭储存罐，还包括吸附区内的活性炭。并且根据烟气量的大小分为一个及一个以上的完整的、独立的吸附塔，每个吸附塔均可单独完成脱硫脱硝过程。但是利用SCR法、SNCR法及二者混合的方法实现脱硫脱硝，有以下缺点：
(1)需要对完整的锅炉进行改造；
(2)需要在高温条件300-400℃(SCR法)、900-1100℃(SNCR法)工作；
(3)SCR催化剂由于含有V2O5等重金属(也称为钒钛系)，中毒后对环境造成二次污染，而且操作时需要做防毒方面的处理；
(4)SNCR法没有催化剂，但对炉内的温度窗口控制要求很高；
(5)由于SCR法主要以氨作为还原剂，因此运行成本很高。
伴随着选择性还原(SCR)技术的推广，在国内研发和生产适合SCR技术的各类形式的催化剂也应运而生，催化剂是整个SCR系统的核心和关键，催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的，影响其设计的三个相互作用的 因素是NOx脱除率、NH3的逃逸率和催化剂体积。在形式上主要有板式、蜂窝式、波纹板式和立柱式四种，而以蜂窝式居多。
由于SCR法和SNCR法及二者混合的方法实现脱硫脱硝，需满足上述条件，而且SCR法用的高温脱硝催化剂(也称为钒钛系)中毒报废后还必须要做危废处理，因此中国窑炉烟气的上述净化系统在企业的实际运行中普遍存在有抵触的状态，大多是用间歇的作业方式以应付上级环保部门的检查。
而从目前工业窑炉烟气的治理形式分析：
(1)国内外治理NOx主要采用选择性还原脱硝技术(约占96％)；
(2)SCR脱硝技术的核心为催化剂，占SCR系统总投资的40％～60％，现商用催化剂均为V2O5(WO3)/TiO2体系(称钒钛系)；
(3)我国脱硝剂技术完全依靠进口，虽东方凯特瑞、重庆远达、无锡龙源等已引进催化剂生产线，但知识产权都是国外的，需支付知识产权费，均为钒钛体系；
(4)载体原料TiO2制备技术均必需进口，制备设备已部分国产化：TiO2占催化剂的80％～90％，总成本的40％～50％，全球只有日本和欧洲的少数厂家可以生产TiO2。
从上述各种情况分析可以看出：目前在国内外正在使用的工业锅(窑)炉废烟气脱硫脱硝都是在高温条件下实现的，而这种高温条件下使用的脱硫脱硝装置在不但在低温条件下不能使用，而且高温脱硝催化剂中毒报废后还必须做好危废处理。伴随着脱硫脱硝领域的发展，低温脱硫脱硝将成为未来该领域的趋势，因此现在迫切需要设计一种低温条件下能够使用的脱硫脱硝系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种低温循环再生脱硝催化装置，所述低温循 环再生脱硝催化装置适用于100-160℃的低温条件下工业锅(窑)炉烟气的脱硝，无需改造原有窑炉；实现了脱硝催化剂的循环利用，显著的降低了运行成本，具有较高的脱硝效率和较好的安全性、稳定性和可靠性。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
本发明所述低温是指100-160℃。
一种低温循环再生脱硝催化装置，包括催化塔，所述催化塔塔体一侧设置有进烟口，另一侧设置有出烟口，所述低温循环再生脱硝催化装置还包括催化剂再生装置和输送装置，所述催化塔内设置有催化剂反应装置、中毒催化剂出料装置和再生催化剂进料装置；所述催化剂再生装置包括中毒催化剂进料装置、再生处理装置和再生催化剂出料装置，所述再生催化剂进料装置通过所述输送装置与所述再生催化剂出料装置相连通。
所述催化剂反应装置内放置有脱硝催化剂。
所述催化塔中的中毒催化剂出料装置和再生催化剂进料装置分别位于所述催化剂反应装置的下部和上部，用于将中毒的催化剂送出催化塔，以及将再生的催化剂重新送回催化塔中；所述中毒催化剂进料装置和再生催化剂出料装置分别与所述再生处理装置相连，用于将中毒催化剂送入所述再生处理装置中以及将再生的催化剂从所述再生处理装置中送入所述催化塔内。
所述低温循环再生脱硝催化装置的工作温度为100-160℃，如105℃、110℃、120℃、130℃、140℃、145℃或150℃。
所述催化剂反应装置下部设有支撑板，所述支撑板上设有大小可调的中毒催化剂流出口，用于将中毒的催化剂排出所述催化剂反应装置。
所述出烟口处还设置有监测装置和传感装置，所述传感装置分别连接所述监测装置和所述支撑板。所述监测装置用于监测所述催化塔内的催化剂是否中 毒，当催化剂中毒时，所述监测装置将信号传送给所述传感器，所述传感装置控制所述支撑板上中毒催化剂流出口的大小，使中毒催化剂自动流出催化剂反应装置。
所述中毒催化剂出料装置和所述中毒催化剂进料装置为同一装置，包括分离筛和中毒催化剂出料口，所述中毒催化剂出料口设置在所述催化塔塔体一侧的中下部，并连接所述再生处理装置；所述分离筛位于所述催化剂反应装置的下部，并呈10-30°的倾斜角度，如12°、15°、18°、20°、23°、25°或28°，所述分离筛与所述中毒催化剂出料口相连。
所述再生处理装置包括机壳和其内部的研磨装置。
所述再生处理装置的上部还设置有催化剂投料装置，所述催化剂投料装置与所述输送装置相连。所述催化剂投料装置与所述再生处理装置共用相同的输送装置，用于当所述催化塔内的催化剂不足时，向所述催化塔内投加新的催化剂。所述输送装置为输送管道和设置在所述输送管道内的风机。
所述再生催化剂进料装置为设置在所述催化塔塔顶的再生催化剂进料口；所述再生催化剂出料装置为设置在所述再生处理装置顶部的再生催化剂出料口。
所述进烟口和出烟口分别位于所述催化剂反应装置的下部和上部，使得烟气从下向上经过所述催化剂反应装置。
所述催化塔和所述催化剂再生装置底部均呈圆锥形，并在所述圆锥形的底部设有出灰口。
所述催化塔和所述催化剂再生装置底部还设置有支架，所述支架为三脚支架。
所述催化塔塔体由钢板及钢骨架制成，塔体内衬由耐腐蚀材料制成。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型提供的低温循环再生脱硝催化装置可在100-160℃的低温条件应用，并且不需另设加温装置；
(2)本实用新型提供的低温循环再生脱硝催化装置不破坏或改造原有的窑炉，在窑炉外建设即可；
(3)本实用新型提供的低温循环再生脱硝催化装置可使脱硝催化剂再生循环使用，大大的降低了应用成本；
(4)本实用新型提供的低温循环再生脱硝催化装置分散并降低了烟气低温高效一体化脱硫脱硝系统脱硝的工作负荷，显著地降低了企业脱硝的运营成本。
附图说明
图1是本实用新型提供的低温循环再生脱硝催化装置结构示意图。
其中：1，催化塔；2，进烟口；3，催化剂反应装置；4，出烟口；5，第一出灰口；6，分离筛；7，第一支架；8，再生处理装置；9，中毒催化剂出入料口；10，输送管道；11，风机；12，输送管道；13，再生催化剂入料口；14，第二出灰口；15，第二支架；16，研磨装置；17，再生催化剂出料口。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
一种低温循环再生脱硝催化装置，包括催化塔，所述催化塔塔体一侧设置有进烟口，另一侧设置有出烟口，所述低温循环再生脱硝催化装置还包括催化剂再生装置和输送装置，所述催化塔内设置有催化剂反应装置、中毒催化剂出料装置和再生催化剂进料装置；所述催化剂再生装置包括中毒催化剂进料装置、再生处理装置和再生催化剂出料装置，所述再生催化剂进料装置通过所述 输送装置与所述再生催化剂出料装置相连通。
所述催化塔中的中毒催化剂出料装置和再生催化剂进料装置分别位于所述催化剂反应装置的下部和上部，用于将中毒的催化剂送出催化塔，以及将再生的催化剂重新送回催化塔中；所述中毒催化剂进料装置和再生催化剂出料装置分别与所述再生处理装置相连，用于将中毒催化剂送入所述再生处理装置中以及将再生的催化剂从所述再生处理装置中送入所述催化塔内。
所述催化剂反应装置内放置有脱硝催化剂，所述脱硝催化剂为本领域公知的催化脱硝材料，本领域的技术人员可轻易得到。
所述低温循环再生脱硝催化装置的工作温度为100-160℃。
本实用新型提供的低温循环再生脱硝催化装置是本公司申请的另一实用新型：“一种烟气低温高效一体化脱硫脱硝方法及系统”中的一个重要组成部分。本实用新型的低温循环再生脱硝催化装置适用于100-160℃温度下的脱硝，并且在高温条件下该脱硝催化反应装置也能正常工作；由于设置有催化剂再生装置，催化反应过程中中毒的催化剂能够经处理实现再生，从而重新循环使用，大大降低了催化反应过程的成本，节约了资源。
所述催化剂反应装置下部设有支撑板，所述支撑板上设有大小可调的中毒催化剂流出口，用于将中毒的催化剂排出所述催化剂反应装置。
所述出烟口处还设置有监测装置和传感装置，所述传感装置分别连接所述监测装置和所述支撑板。所述监测装置用于监测所述催化塔内的催化剂是否中毒，当催化剂中毒时，所述监测装置将信号传送给所述传感器，所述传感装置控制所述支撑板上中毒催化剂流出口的大小，使中毒催化剂自动流出催化剂反应装置。
所述中毒催化剂出料装置和所述中毒催化剂进料装置为同一装置，包括分 离筛和中毒催化剂出料口；所述中毒催化剂出料口设置在所述催化塔塔体一侧的中下部，并连接所述再生处理装置；所述分离筛位于所述催化剂反应装置的下部，并呈10-30°的倾斜角度，所述分离筛与所述中毒催化剂出料口相连，用于将中毒催化剂中的烟灰筛出。
当所述出烟口处的监测装置监测出催化塔内的催化剂已经出现中毒的情况时，与监测装置相连的传感装置就会闪烁出红色(或橘黄色)的信号并发出报警的声响，并控制设置在支撑板上的催化剂流出开关开启，使得中毒催化剂流出口变大，从而中毒的催化剂从中毒催化剂流出口流出，落入催化剂反应装置下部的分离筛，所述分离筛将中毒催化剂与中毒催化剂中的灰分离后，由于分离筛设有一定的倾斜角度，中毒催化剂会由于重力的作用经中毒催化剂出料口自动流入再生处理装置内。
所述再生处理装置包括机壳和其内部的研磨装置。所述再生处理装置的上部还设置有催化剂投料装置，所述催化剂投料装置与所述输送装置相连。所述催化剂投料装置与所述再生处理装置共用相同的输送装置，用于当所述催化塔内的催化剂不足时，向所述催化塔内投加新的催化剂。中毒催化剂进入所述再生处理装置中后，再生处理装置中的研磨装置开始工作，对中毒催化剂的中毒部分进行研磨处理，将中毒催化剂的中毒部分研磨去除，使其露出新的催化剂表面实现再生，得到再生催化剂；当脱硝催化剂经过多次再生处理不能满足催化反应的需要时，所述催化剂投料装置就要向所述催化剂反应装置中投入新的催化剂用以弥补催化剂的不足。所述催化剂投料装置设置在所述再生处理装置的上部并与其共用同一输送装置，所述催化剂投料装置与所述输送装置相连通。当所述催化剂反应装置内需要投入新的催化剂时，所述催化剂投料装置通过所述输送装置将催化剂投入到所述催化剂反应装置内。
所述再生催化剂进料装置为设置在所述催化塔塔顶的再生催化剂进料口；所述再生催化剂出料装置为设置在所述再生处理装置顶部的再生催化剂出料口，所述再生催化剂进料口与所述再生催化剂出料口均与所述输送装置相连通。
所述输送装置为输送管道和设置在所述输送管道内的风机，所述风机设置在所述再生处理装置的上方。经过再生处理装置研磨之后的中毒催化剂为再生催化剂，借助于风机将再生催化剂经输送管道风送至催化塔中。
所述进烟口和出烟口分别位于所述催化剂反应装置的下部和上部。这样的设计有利于烟气与放置在所述催化剂反应装置中的催化剂充分接触，从而充分发挥催化剂的催化还原作用。
所述催化塔和所述催化剂再生装置底部均呈圆锥形，并在所述圆锥形的底部设有出灰口，用于将催化塔内的杂质及催化剂再生装置研磨掉的中毒催化剂粉末排出。
所述催化塔和所述催化剂再生装置底部还设置有支架，用于支撑所述催化塔和所述催化剂再生装置。
所述催化塔塔体及所述催化剂再生装置均由钢板及钢骨架制成，且其内衬均由耐腐蚀材料制成。
如图1所示，为本实用新型提供的低温循环再生脱硝催化装置结构示意图。所述低温循环再生脱硝催化装置由催化塔1、催化剂再生装置和催化剂输送装置构成。所述催化塔1塔体两侧分别设置有进烟口2和出烟口4，所述出烟口4的下部还设置有中毒催化剂出入料口9，所述低温循环再生脱硝催化装置内设置有催化剂反应装置3和分离筛6，所述催化剂反应装置3内放置有脱硝催化剂，所述分离筛6置于所述催化剂反应装置3之下并与所述中毒催化剂出入料 口9相连。所述催化剂再生装置包括再生处理装置8、中毒催化剂出入料口9和再生催化剂出料口17，再生催化剂出料口17设置于所述再生处理装置8的顶部，所述中毒催化剂出入料口9设置于所述再生处理装置8的一侧。所述催化剂输送装置为输送管道10、12和置于所述管道内的风机11，所述输送管道两端分别连接再生催化剂入料口13和再生催化剂出料口17。
所述催化塔1具有圆锥形底，在所述圆锥形底的底部设置有第一出灰口5，所述催化塔1的下部设有第一支架7；所述再生处理装置8的底部设有第二支架15和第二出灰口14。
除尘之后的烟气经进烟口2流入催化塔1内，经过塔内放置的脱硝催化剂的催化还原作用之后从出烟口4排出。当脱硝催化剂经过一段时间的使用而中毒时，所述催化剂再生装置开始启动，中毒的脱硝催化剂落入催化剂反应装置3下部的分离筛6进行分离，由于分离筛6具有倾斜角度，因此中毒催化剂能够经中毒催化剂出入料口9自动流入再生处理装置8内，这时再生处理装置8中的研磨装置16开始启动自动研磨，对已经中毒的脱硝催化剂进行研磨处理，经研磨处理后的催化剂由风机11风送经输送管道10、12通过设置在所述催化塔1顶部的再生催化剂入料口13送入催化塔1内循环使用，经研磨处理下来的报废粉末材料经风机11风送至第二出灰口14流出。
申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种低温循环再生脱硝催化装置，包括催化塔，所述催化塔塔体一侧设置有进烟口，另一侧设置有出烟口，其特征在于，所述低温循环再生脱硝催化装置还包括催化剂再生装置和输送装置，所述催化塔内设置有催化剂反应装置、中毒催化剂出料装置和再生催化剂进料装置；所述催化剂再生装置包括中毒催化剂进料装置、再生处理装置和再生催化剂出料装置，所述再生催化剂进料装置通过所述输送装置与所述再生催化剂出料装置相连通。
2.根据权利要求1所述的低温循环再生脱硝催化装置，其特征在于，所述催化剂反应装置下部设有支撑板，所述支撑板上设有大小可调的中毒催化剂流出口。
3.根据权利要求2所述的低温循环再生脱硝催化装置，其特征在于，所述出烟口处还设置有监测装置和传感装置，所述传感装置分别连接所述监测装置和所述支撑板。
4.根据权利要求1或2所述的低温循环再生脱硝催化装置，其特征在于，所述催化剂反应装置内放置有脱硝催化剂。
5.根据权利要求1或2所述的低温循环再生脱硝催化装置，其特征在于，所述中毒催化剂出料装置和所述中毒催化剂进料装置为同一装置，包括分离筛和中毒催化剂出料口，所述中毒催化剂出料口设置在所述催化塔塔体一侧的中下部，并连接所述再生处理装置；所述分离筛位于所述催化剂反应装置的下部，并呈10-30°的倾斜角度，所述分离筛与所述中毒催化剂出料口相连。
6.根据权利要求1或2所述的低温循环再生脱硝催化装置，其特征在于，所述再生处理装置包括机壳和其内部的研磨装置。
7.根据权利要求1或2所述的低温循环再生脱硝催化装置，其特征在于，所述再生处理装置的上部还设置有催化剂投料装置，所述催化剂投料装置与所 述输送装置相连。
8.根据权利要求1或2所述的低温循环再生脱硝催化装置，其特征在于，所述输送装置为输送管道和设置在所述输送管道内的风机。
9.根据权利要求1或2所述的低温循环再生脱硝催化装置，其特征在于，所述再生催化剂进料装置为设置在所述催化塔塔顶的再生催化剂进料口；所述再生催化剂出料装置为设置在所述再生处理装置顶部的再生催化剂出料口。
10.根据权利要求1或2所述的低温循环再生脱硝催化装置，其特征在于，所述催化塔和所述催化剂再生装置底部均设有出灰口和支架。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201520024789.4U CN204543991U (zh) | 2015-01-14 | 2015-01-14 | 一种低温循环再生脱硝催化装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104667746A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-06-03 | 北京贞吉环保科技有限公司 | 一种低温循环再生脱硝催化装置 |
| CN111514827A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-08-11 | 太原科技大学 | 一种合成气制甲烷的加工装置及其加工方法 |
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2015
- 2015-01-14 CN CN201520024789.4U patent/CN204543991U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |