CN205269680U - 一种失活scr脱硝催化剂的密闭清洗装置和再生系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种失活SCR脱硝催化剂的密闭清洗装置和再生系统,该密闭清洗装置中包括清洗主体箱、超声波雾化器、超声清洗机、微气泡发生器、催化剂清洗转盘和微负压抽吸装置;所述再生系统包括依次连接的吹扫装置、上述的密闭清洗装置、第一干燥装置和活化装置。本实用新型能够实现失活催化剂的再生,与一般的再生系统相比,本系统清洗更完全,同时还可极大提高清洗液和再生液的利用率,最大程度地恢复失活催化剂的表面和孔隙结构。
Description
技术领域
本实用新型属于催化剂再生技术领域,具体涉及一种失活SCR脱硝催化剂的密闭清洗装置和再生系统。
背景技术
工业化的迅速发展的同时也加剧了环境的恶化,雾霾等环境问题日益严重,随着“十二五”规划减排任务的推行,国家氮氧化物排放标准更加严格,加快了脱硝技术的发展。由于选择性催化还原(Selectivecatalyticreduction,SCR)脱硝技术成熟可靠,因此SCR脱硝技术一直占据着很大的市场份额,但其中的催化剂成本太高,且一般商业催化剂的使用寿命为3-5年,若直接更换催化剂将大大地增加其脱硝成本,同时产生的废弃催化剂由于含有重金属等成分会对环境造成污染,因此研究SCR脱硝催化剂的再生问题具有重要意义。
SCR脱硝催化剂在运行过程中,由于表面积减少、活性剂的流逝和中毒等原因,催化剂活性逐渐降低,当其活性降低到一定程度时,无法满足SCR脱硝系统的需要时,我们称之为“失活SCR脱硝催化剂”,当这种失活无法还原,我们称之为“废弃SCR脱硝催化剂”。
催化剂再生是针对失活SCR脱硝催化剂采用一定的技术手段使其活性得到一定程度的恢复。随着SCR脱硝系统的投运量增加,SCR脱硝催化剂用量增加,其再生需求也越来越大,逐渐形成了SCR脱硝催化剂再生市场,国内每年催化剂再生市场约20万立方米左右。从降低SCR脱硝系统运行成本和减少废弃SCR脱硝催化剂固废两方面来看,均需要大力发展SCR脱硝催化剂的再生行业。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种节约型的、清洗和再生效率均很高的失活SCR脱硝催化剂的密闭清洗装置和再生系统。
为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
一种失活SCR脱硝催化剂的密闭清洗装置,该密闭清洗装置中包括清洗主体箱、超声波雾化器、超声清洗机、微气泡发生器、用于放置所述催化剂的催化剂清洗转盘以及微负压抽吸装置;其中,超声波传导板将清洗主体箱内部分隔成上部和下部,超声波雾化器和催化剂清洗转盘设置在清洗主体箱的上部,超声清洗机和微气泡发生器设置在清洗主体箱的下部,微负压抽吸装置设置在清洗主体箱上部的箱体上;微气泡发生器联合空气泵产生微气泡,通过管道将微气泡从清洗主体箱下部经由清洗主体箱外部引入到清洗主体箱上部高于所述催化剂的位置,再通过管道引入到马达附近,用于对可再生催化剂进行清洗;清洗主体箱上部的箱体一侧安装有酸入口,另一侧安装有出液口和去离子水入口,酸入口和去离子水入口低于所述催化剂的位置,出液口位于清洗主体箱上部的底部。
进一步地,该超声波雾化器设置在清洗主体箱上部的上方区域。
进一步地,催化剂清洗转盘和所述催化剂均位于超声雾化液喷嘴下方。
进一步地,微负压抽吸装置位于催化剂清洗转盘和所述催化剂上方。
进一步地,所述催化剂清洗转盘下方安装有马达。
进一步地,超声波雾化器下方设置有超声雾化液喷嘴。
本实用新型还提出了一种失活SCR脱硝催化剂的再生系统,所述再生系统包括依次连接的吹扫装置、前述的密闭清洗装置、第一干燥装置和活化装置,其中吹扫装置对失活SCR脱硝催化剂用清洁空气吹扫;密闭清洗装置对经吹扫装置吹扫后的催化剂进行四步清洗:微气泡爆裂冲击清洗、半干法清洗、酸浸渍清洗和流水冲洗;所述第一干燥装置对经密闭清洗装置清洗后的催化剂进行干燥;所述活化装置对干燥后的催化剂进行再生活化处理。
进一步地,所述活化装置后还包括第二干燥装置,所述第二干燥装置对经活化装置处理后的催化剂进行干燥、焙烧和冷却处理。
更进一步地,所述第一干燥装置或第二干燥装置为烘箱或催化剂用干燥机。
另外,所述活化装置为再生活性负载装置。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型涉及一种失活SCR脱硝催化剂的密闭清洗装置和再生系统,采用所述密封清洗装置可以实现失活SCR脱硝催化剂的清洗,采用所述再生系统可以实现失活催化剂的再生。与一般的再生系统和方法相比,本实用新型的系统和方法清洗更彻底、更完全,同时还可极大提高清洗液的利用率,最大程度地恢复失活催化剂的表面和孔隙结构。
另外,本实用新型结合微气泡爆裂冲击清洗工艺,其优点是利用微气泡爆裂所产生表面能冲击催化剂的表面和微孔,剥离吸附的灰尘,从而达到清洗效果。
本实用新型的清洗液可以雾化达到微米级,利用微米级雾化清洗液对催化剂进行清洗,是一种半干法清洗方式,其优点是提高清洗液利用率的同时可以最大程度地恢复失活催化剂的表面和孔隙结构。
附图说明
图1本实用新型的密闭清洗装置结构图。
图2本实用新型的失活SCR脱硝催化剂的再生系统的结构示意图。
图3本实用新型的工艺流程图。
其中,1清洗主体箱,11酸入口,12去离子水入口,13出液口,2超声波雾化器,21超生雾化液喷嘴,3超声清洗机,4微气泡发生器,41空气泵,5催化剂清洗转盘,51马达,6可再生催化剂,7微负压抽吸装置
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明,但不应将此理解为本实用新型的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本实用新型的范围内。
本实用新型所述的“失活SCR脱硝催化剂”是指,SCR脱硝催化剂在运行过程中,由于催化剂积灰、活性成分流逝和活性位中毒等原因,催化剂活性逐渐降低,当其活性降低到无法满足SCR脱硝系统的需要时,就称之为“失活SCR脱硝催化剂”。具体而言,SCR脱硝催化剂正常运行一定时间后会出现失活,其原因主要有:
a.碱金属、碱土金属、重金属等使催化剂表面酸性位的数量和强度降低;
b.烟气飞灰、硫铵盐等堵塞催化剂孔道;
c.催化剂长时间运行造成催化剂烧结,等等。
其中,由原因a、b造成的失活催化剂,属于本实用新型所称的可再生的失活SCR脱硝催化剂,也称失活SCR脱硝催化剂或可再生催化剂。
所述SCR脱硝催化剂即现有技术中使用的已知的SCR脱硝催化剂。
本实用新型中与水或酸接触的部件均采用耐腐蚀、耐酸的材料,或者采用耐腐蚀、耐酸的材料包覆。
如图1所示,本实用新型的失活SCR脱硝催化剂的密闭清洗装置包括清洗主体箱1、超声波雾化器2、超声清洗机3、微气泡发生器4、催化剂清洗转盘5和微负压抽吸装置7。超声波传导板将清洗主体箱1内部分隔成上部和下部,超声波雾化器2和催化剂清洗转盘5设置在清洗主体箱1的上部,超声清洗机3和微气泡发生器4设置在清洗主体箱1的下部,微负压抽吸装置7设置在清洗主体箱1上部的箱体上。其中,超声波雾化器2设置在清洗主体箱1上部的上方区域,超声波雾化器2下方设置有超声雾化液喷嘴21,通过超声雾化液喷嘴21向清洗主体箱1内喷洒超声波雾化的清洗液;催化剂清洗转盘5用于放置催化剂6,催化剂清洗转盘5和催化剂6均位于超声雾化液喷嘴21下方;催化剂清洗转盘5下方安装有马达51;微负压抽吸装置7位于催化剂清洗转盘5和催化剂6上方;微气泡发生器4联合空气泵41产生微气泡,通过管道将微气泡从清洗主体箱1下部经由清洗主体箱1外部引入到清洗主体箱1上部高于催化剂6的位置,再通过管道引入到马达51附近,用于对催化剂6进行清洗;清洗主体箱1上部的箱体一侧安装有酸入口11,另一侧安装有出液口13和去离子水入口12,酸入口11和去离子水入口12低于催化剂6的位置,出液口13位于清洗主体箱1上部的底部,便于排出酸液或去离子水;可替换地,去离子水入口12也可以安装在酸入口11一侧。
前述清洗装置的工作流程如图3中的部分工艺步骤所示。工作时,可再生催化剂6置于催化剂清洗转盘5上方,在马达51的驱动下催化剂清洗转盘5带动可再生催化剂6转动;首先通过所述微气泡发生器4联合空气泵41产生微气泡,以微气泡爆裂冲击清洗法清洗可再生催化剂6,清洗完成后关闭空气泵41;然后通过微负压抽吸装置7在清洗主体箱1内部形成微负压环境;在微负压环境下用超声波雾化器2通过超声雾化液喷嘴21喷洒超声波雾化的清洗液,以半干法清洗可再生催化剂6,清洗完成后关闭超声波雾化器2;再打开酸入口11通入适量的酸液后关闭酸入口11,所述超声清洗机3借助超声波传导板在超声条件下用酸浸渍清洗可再生催化剂6,浸渍完成后,通过出液口13排出酸液;最后打开去离子水入口12通入去离子水,所述超声清洗机3借助超声波传导板在超声条件下用流动去离子水洗涤可再生催化剂6,洗涤后的去离子水通过出液口13排出,洗涤完成后关闭去离子水入口12。
如图2所示,本实用新型的失活SCR脱硝催化剂的再生系统包括依次连接的吹扫装置、上述的密闭清洗装置、第一干燥装置、活化装置和第二干燥装置。结合图3可见,其中,吹扫装置对失活SCR脱硝催化剂用清洁空气吹扫;所述吹扫装置优选吹扫池。密闭清洗装置对经吹扫装置吹扫后的催化剂进行四步清洗:微气泡爆裂冲击清洗、半干法清洗、酸浸渍清洗和流水冲洗。所述第一干燥装置对经密闭清洗装置清洗后的催化剂进行干燥。所述活化装置利用再生活性液对干燥后的催化剂进行再生活化处理。所述第二干燥装置对再生活化处理后的催化剂进行干燥、焙烧、冷却,即可得到再生的SCR脱硝催化剂。
以下实施例中所用原料如无特殊说明,均是商业上可以购买得到的本领域技术人员已知的产品。
下述实施例中使用的再生活性液是本领域技术人员公知的、现有技术中已有的用于SCR脱硝催化剂再生的活性液。
图3为本实用新型再生方法的工艺流程示意图,下面结合图1和图2对本实用新型的工艺流程以及效果进行说明。
实施例1
经过图1-3所示的方法和系统实现脱硝活性降为18Nm/h、比表面积降为41.2m2/g的催化剂(记为失活催化剂A)的再生处理:
(1)将失活催化剂A置于吹扫池中用压力为0.55MPa的清洁空气吹扫20min;
(2)将(1)处理后的催化剂置于密闭清洗装置中以微气泡爆裂冲击清洗法清洗22min(其中,超声频率为35KHz,空气泵的流量为0.6m3/h),接着在微负压环境下用超声波雾化器以半干法清洗26min(其中,超声波雾化器的雾化率为0.3L/min,载气流速为2.5m3/h,超声波雾化器频率为2.5MHz),再在超声条件下用酸浸渍清洗6min,最后在用流动去离子水洗涤4.5min;
(3)将(2)清洗过的催化剂在第一干燥装置中90℃干燥3h;
(4)将(3)干燥过的催化剂置于再生活性负载装置中,用再生活性液再生3h;
(5)将经过再生活性液负载过的催化剂在第二干燥装置中105℃温度下干燥4h,然后在450℃下焙烧4.5h,冷却得到再生的SCR脱硝催化剂。
将再生处理后的SCR脱硝催化剂置于SCR脱硝活性试验装置中,在模拟烟气下测试脱硝效率和检测其比表面积,再生结果如下表1:
表1
实施例2
经过图1-3所示的方法和系统实现脱硝活性降为25Nm/h、比表面积降为37.8m2/g的催化剂(记为失活催化剂B)的再生处理:
(1)将失活催化剂B置于吹扫池中用压力为0.45MPa的清洁空气吹扫15min;
(2)将(1)处理后的催化剂置于密闭清洗装置中以微气泡爆裂冲击清洗法清洗20min(其中,超声频率为35KHz,空气泵的流量为0.5m3/h),接着在微负压环境下用超声波雾化器以半干法清洗25min(其中,超声波雾化器的雾化率为0.1L/min,载气流速为1.5m3/h,超声波雾化器频率为4.0MHz),再在超声条件下用酸浸渍洗7min,最后在用流动去离子水洗涤3.5min;
(3)将(2)清洗过的催化剂在第一干燥装置中110℃下干燥3h;
(4)将(3)干燥过的催化剂置于再生活性负载装置中,用再生活性液再生2.5h;
(5)将经过再生活性液负载过的催化剂在第二干燥装置中100℃温度下干燥4.5h,然后在550℃下焙烧4h,冷却得到再生的SCR脱硝催化剂。
将再生处理后的SCR脱硝催化剂置于SCR脱硝活性试验装置中,在模拟烟气下测试再生催化剂性能和检测其比表面积,再生结果如下表2:
表2
实施例3
经过图1-3所示的方法和系统实现脱硝活性降为20Nm/h、比表面积降为45.4m2/g的催化剂(记为失活催化剂C)的再生处理:
(1)将失活催化剂C置于吹扫池中用压力为0.4MPa的清洁空气吹扫15min;
(2)将(1)处理后的催化剂置于密闭清洗装置中以微气泡爆裂冲击清洗法清洗20min(其中,超声频率为35KHz,空气泵的流量为0.7m3/h),接着在微负压环境下用超声波雾化器以半干法清洗20min(其中,超声波雾化器的雾化率为0.9L/min,载气流速为4.5m3/h,超声波雾化器频率为1.0MHz),再在超声条件下用酸浸渍清洗10min,最后在用流动去离子水洗涤5min;
(3)将(2)清洗过的催化剂在第一干燥装置中100℃下干燥5h;
(4)将(3)干燥过的催化剂置于再生活性负载装置中,用再生活性液再生2h;
(5)将经过再生活性液负载过的催化剂在第二干燥装置中110℃温度下干燥5h,然后在500℃下焙烧4h,冷却得到再生的SCR脱硝催化剂。
将再生处理后的SCR脱硝催化剂置于SCR脱硝活性试验装置中,在模拟烟气下测试再生脱硝催化剂性能和检测其比表面积,再生结果如下表3:
表3
Claims (10)
1.一种失活SCR脱硝催化剂的密闭清洗装置,其特征在于,该密闭清洗装置中包括清洗主体箱、超声波雾化器、超声清洗机、微气泡发生器、用于放置所述催化剂的催化剂清洗转盘以及微负压抽吸装置;其中,超声波传导板将清洗主体箱内部分隔成上部和下部,超声波雾化器和催化剂清洗转盘设置在清洗主体箱的上部,超声清洗机和微气泡发生器设置在清洗主体箱的下部,微负压抽吸装置设置在清洗主体箱上部的箱体上;微气泡发生器联合空气泵产生微气泡,通过管道将微气泡从清洗主体箱下部经由清洗主体箱外部引入到清洗主体箱上部高于所述催化剂的位置,再通过管道引入到马达附近,用于对可再生催化剂进行清洗;清洗主体箱上部的箱体一侧安装有酸入口,另一侧安装有出液口和去离子水入口,酸入口和去离子水入口低于所述催化剂的位置,出液口位于清洗主体箱上部的底部。
2.根据权利要求1所述的密闭清洗装置,其特征在于,该超声波雾化器设置在清洗主体箱上部的上方区域。
3.根据权利要求1所述的密闭清洗装置,其特征在于,催化剂清洗转盘和所述催化剂均位于超声雾化液喷嘴下方。
4.根据权利要求1所述的密闭清洗装置,其特征在于,微负压抽吸装置位于催化剂清洗转盘和所述催化剂上方。
5.根据权利要求1所述的密闭清洗装置,其特征在于,所述催化剂清洗转盘下方安装有马达。
6.根据权利要求1所述的密闭清洗装置,其特征在于,超声波雾化器下方设置有超声雾化液喷嘴。
7.一种失活SCR脱硝催化剂的再生系统,其特征在于,所述再生系统包括依次连接的吹扫装置、权利要求1至6中任一项所述的密闭清洗装置、第一干燥装置和活化装置,其中吹扫装置对失活SCR脱硝催化剂用清洁空气吹扫;密闭清洗装置对经吹扫装置吹扫后的催化剂进行清洗;所述第一干燥装置对经密闭清洗装置清洗后的催化剂进行干燥;所述活化装置对干燥后的催化剂进行再生活化处理。
8.根据权利要求7所述的再生系统,其特征在于,所述活化装置后还包括第二干燥装置,所述第二干燥装置对经活化装置处理后的催化剂进行干燥、焙烧和冷却处理。
9.根据权利要求8所述的再生系统,其特征在于,所述第一干燥装置或第二干燥装置为烘箱或催化剂用干燥机。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的再生系统,其特征在于,所述活化装置为再生活性负载装置。
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