CN212236743U - 一种循环利用催化剂的脱硝装置 - Google Patents

Abstract

一种循环利用催化剂的脱硝装置，属于烟气脱硝技术领域。其特征在于：包括催化剂上料机（2）和流动床脱硝反应器（3），流动床脱硝反应器（3）上部入料口连接催化剂上料机（2）出口；流动床脱硝反应器（3）下部出口设有催化剂排出回收系统，催化剂排出回收系统与催化剂上料机（2）之间设有催化剂再生循环装置。本实用新型采用将催化剂设置在流动床脱硝反应器外，不需要停炉脱硝反应器内的催化剂随时可卸出再生或封装存储，催化剂可在脱硝反应器外进行再生，新补充或更换的催化剂可选择间断或不间断加入，催化剂不必局限为模块化型式，方便脱硝反应器更好适应现场空间合理布局，催化剂封装后临时存储更加安全。

Description

一种循环利用催化剂的脱硝装置

技术领域

一种循环利用催化剂的脱硝装置，属于烟气脱硝技术领域。

背景技术

工业窑炉烟气脱硝不同于电站锅炉的脱硝，因为窑炉形式多样、烟气成分差别大，所以脱硝的工艺方法多样。近年来，在国内外应用较多且广泛实用的脱硝技术主要有低NOx燃烧技术、选择性非催化还原脱硝技术（SNCR）、选择性催化还原脱硝技术（SCR）及低NOx燃烧与SNCR 、SCR联合脱硝技术。

2019年生态环境部办公厅关于印发《关于加强重污染天气应对夯实应急减排措施的指导意见》的函，文件要求按照工艺装备、有组织排放限值、无组织控制措施、运输方式等环保绩效水平将企业分为A、B、C三类，分别采取不同重污染预警等级应对措施和力度，提前告知企业，指导企业合理安排生产，在保障公众身体健康的同时，最大程度减少对企业经济活动的影响，全面达到超低排放的企业列为A级，这类企业在冬季重污染应对时不需采取限产或停产等减排措施。《指导意见》要求A级企业NOx排放指标不高于50mg/Nm³。

工业窑炉不同于电站锅炉，且每个企业的生产工况千差万别，比如以下几种工况：（1）烟气中NOx浓度极高直至50000 mg/Nm³以上，大大超过一般催化剂的承受范围；（2）烟气中含有大量碱金属容易造成催化剂中毒；（3）烟气中粉尘浓度高达300mg/ Nm³极易堵塞和磨损催化剂；（4）烟气温度低于200℃、含水率超过35%、SO₂含量接近50mg/Nm³催化剂活性衰减快。

上述四种工况以及未列出的复杂工况，若采用普通SCR脱硝工艺存在以下问题：（1）需要停炉才可以更换催化剂，实际运行时为避免因催化剂活性不足意外停炉更换，会定期更换催化剂，催化剂更换周期短造成浪费，停炉工期长给企业带来较大经济损失；（2）大多数工况换下的催化剂再生之后活性恢复较大，但企业没有再生系统只能将催化剂返厂造成资源浪费；（3）某些脱硝工艺设计之初考虑有催化剂再生系统，但需要停炉再生且再生时间较长，停炉造成的经济损失使企业难担重负；（4）催化剂只能采用模块化型式安装，对脱硝反应器的布局限制较大；（5）脱硝催化剂属于危废，换出的催化剂需要临时存储待装车运输到专业回收厂处理，普通企业没有合适的临时存储库房，存在安全隐患。

普通SCR脱硝工艺存在上述问题的主要原因如下：（1）无法实现不停炉任何时间在线间断或不间断更换催化剂；（2）无法实现脱硝反应器不停运催化剂在反应器外再生；（3）无法实现脱硝反应器异型结构布局；（4）无法实现换出的催化剂就近封装存储。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种在线间断或不间断更换催化剂，催化剂在反应器外再生，催化剂就近封装存储的循环利用催化剂的脱硝装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种循环利用催化剂的脱硝装置，其特征在于：包括催化剂上料机和流动床脱硝反应器，流动床脱硝反应器下部一侧设有脱硝反应器入口烟道，流动床脱硝反应器上部一侧设有脱硝反应器出口烟道，流动床脱硝反应器上部入料口连接催化剂上料机出口；流动床脱硝反应器下部出口设有催化剂排出回收系统，催化剂排出回收系统与催化剂上料机之间设有催化剂再生循环装置。

本实用新型采用将催化剂设置在流动床脱硝反应器外，随时可通过催化剂再生系统进行实时持续性再生反应，催化剂再生系统可去除催化剂表面的沉积物，恢复催化剂的活性，有效提高催化剂的重复利用率。不需要停炉脱硝反应器内的催化剂随时可卸出再生或封装存储，催化剂可在脱硝反应器外进行再生，新补充或更换的催化剂可选择间断或不间断加入，催化剂不必局限为模块化型式，方便脱硝反应器更好适应现场空间合理布局，催化剂封装后临时存储更加安全。流动床脱硝反应器解决催化剂因NOx浓度超高、中毒、堵塞、磨损或活性衰减快等情况导致脱硝效率降低的问题，提高脱硝装置的连续运转率和可靠性，催化剂再生系统解决普通脱硝工艺需要停炉再生的问题，提高催化剂的利用率减少资源浪费，催化剂封装机解决普通脱硝工艺换出的催化剂临时存储的安全隐患，提供一套完善的封装系统加强企业对催化剂临时存储的规范化管理。

所述的催化剂排出回收系统包括顺序连接的催化剂卸料机、催化剂冷却机和催化剂封装机，流动床脱硝反应器的催化剂出口通过阻气阀连接催化剂卸料机。

催化剂封装机将催化剂封装打包装袋，方便催化剂临时存储和回收处理，催化剂冷却机通过空气实现催化剂冷却降温。催化剂装入或卸出的时候，阻气阀可阻止流动床脱硝反应器内的烟气流出或外部空气流入流动床脱硝反应器内。

所述的催化剂卸料机和催化剂冷却机之间设有催化剂分选机。催化剂分选机用于区分结构完整或结构损坏的催化剂。

所述的催化剂再生循环装置包括催化剂再生系统、催化剂输送机和催化剂存储仓，催化剂排出回收系统通过管路连接催化剂再生系统，催化剂再生系统输出端通过催化剂输送机连接催化剂存储仓，催化剂存储仓出料口连接催化剂上料机。

所述的脱硝反应器入口烟道一侧连接喷氨系统。

所述的催化剂上料机与流动床脱硝反应器之间设有另一阻气阀。

催化剂装入或卸出的时候，阻气阀可阻止流动床脱硝反应器内的烟气流出或外部空气流入流动床脱硝反应器内。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

1、通过催化剂存储仓、催化剂上料机、流动床脱硝反应器和催化剂卸料机可实现不停炉脱硝催化剂实时间断或不间断更换，提高脱硝装置的连续运转率和可靠性。

2、可以使用颗粒状、球状、圆柱状、条柱状或多边柱状结构的脱硝催化剂，从而实现脱硝反应器异型结构布置，方便脱硝反应器更好的适应现场空间合理布局。

3、通过催化剂再生系统，不停炉可实现催化剂在流动床脱硝反应器外实时再生恢复活性。

4、催化剂在流动床脱硝反应器外可多次再生循环利用，提高催化剂的利用率减少资源浪费。

5、催化剂封装机可不停炉封装换出的催化剂，消除催化剂临时存储带来的安全隐患。

附图说明

图1为循环利用催化剂的脱硝工艺连接图示意图。

其中，1、催化剂存储仓 2、催化剂上料机 3、流动床脱硝反应器 4、催化剂卸料机5、催化剂分选机 6、催化剂再生系统 7、催化剂输送机 8、催化剂冷却机 9、催化剂封装机10、脱硝反应器入口烟道 11、脱硝反应器出口烟道 12、阻气阀 13、喷氨系统。

具体实施方式

图1是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1对本实用新型做进一步说明。

参照附图1：一种循环利用催化剂的脱硝装置，包括催化剂上料机2和流动床脱硝反应器3，流动床脱硝反应器3下部一侧设有脱硝反应器入口烟道10，流动床脱硝反应器3上部一侧设有脱硝反应器出口烟道11，流动床脱硝反应器3上部入料口连接催化剂上料机2出口；流动床脱硝反应器3下部出口设有催化剂排出回收系统，催化剂排出回收系统与催化剂上料机2之间设有催化剂再生循环装置。

流动床脱硝反应器3包括脱硝反应器箱体、催化剂通道和吹灰装置。催化剂通道内填充脱硝固体催化剂，催化剂结构形式可为颗粒状、球状、圆柱状或多边柱状。

催化剂排出回收系统包括顺序连接的催化剂卸料机4、催化剂冷却机8和催化剂封装机9，流动床脱硝反应器3的催化剂出口通过一组阻气阀12连接催化剂卸料机4。催化剂装入或卸出的时候，阻气阀可阻止流动床脱硝反应器内的烟气流出或外部空气流入流动床脱硝反应器内。催化剂卸料机4和催化剂冷却机8之间设有催化剂分选机5。催化剂分选机用于区分结构完整或结构损坏的催化剂。催化剂冷却机8采用单筒冷却机实现催化剂冷却降温。催化剂冷却机8进口与催化剂分选机5不合格料出口相连，出口与催化剂封装机9进口相连。

催化剂卸料机4采用板链输送机或网带输送机，上料口与流动床脱硝反应器3卸料口相连，下料口连接催化剂分选机5进口，催化剂卸料机4可将流动床脱硝反应器3内的催化剂卸出并输送至催化剂分选机5。催化剂分选机5采用振动分级筛，将结构完整的催化剂分为合格料，结构破损的催化剂分为不合格料，进口与催化剂卸料机4下料口相连，合格料出口连接催化剂再生系统6进口，不合格料出口连接催化剂冷却机8进口。

催化剂再生循环装置包括催化剂再生系统6、催化剂输送机7和催化剂存储仓1，催化剂排出回收系统通过管路连接催化剂再生系统6，催化剂再生系统6输出端通过催化剂输送机7连接催化剂存储仓1，催化剂存储仓1出料口连接催化剂上料机2。

催化剂再生系统6包括压缩空气高压喷吹设备、洗涤槽、振动器、加热器、活化浸洗槽和热风烘干炉。催化剂先进入高压喷吹设备，通过压缩空气吹扫负压除尘器排除催化剂表面的灰尘等附着物，然后进入洗涤槽采用软水浸泡洗涤，清除催化剂表面可溶性沉积物和固体颗粒，催化剂通过洗涤槽后经过振动器，振动清除催化剂表面的洗涤液，然后进入加热器烘干催化剂表面，下一步进入活化浸洗槽采用含有催化剂活性元素的活性液浸洗，浸洗完成后的催化剂再次通过振动器，最后进入热风烘干炉高温烘干，恢复催化剂的活性。

催化剂封装机9采用固体颗粒自动包装机，将催化剂打包装袋，方便催化剂临时存储和回收处理。催化剂输送机7采用链条式输送机，进口连接催化剂再生系统6出口，出口连接催化剂存储仓1进料口，将再生后的催化剂输送至催化剂存储仓1。

脱硝反应器入口烟道10一侧连接喷氨系统13。催化剂上料机2与流动床脱硝反应器3之间设有另一组阻气阀12。阻气阀12为插板阀，催化剂装入或卸出的时候，可阻止催化剂更换时流动床脱硝反应器3内烟气流出或空气流入流动床脱硝反应器3内。喷氨系统13通过喷氨格栅将氨气或低浓度的氨水喷入脱硝反应器入口烟道内，为后续脱硝反应提供还原剂。

一种循环利用催化剂的脱硝装置形成的脱硝工艺，包括以下步骤：

1、催化剂通过催化剂上料机2输送至流动床脱硝反应器3内，同时，烟气由流动床脱硝反应器3下部一侧的脱硝反应器入口烟道10进入，再由流动床脱硝反应器3上部一侧的脱硝反应器出口烟道11排出；脱硝反应器入口烟道10与流动床脱硝反应器3相连，烟气经过流动床脱硝反应器3后，NOx被催化剂催化分解。催化剂存储仓1采用钢结构，上部分为圆柱体结构，其上端设有顶盖、进料口和补料口，下部分倒装圆锥体结构，其下端设有出料口。新补充的催化剂通过补料口加入催化剂存储仓内。

2、反应后的催化剂从催化剂排出回收系统排出，并经由催化剂排出回收系统回收之后，汇集至催化剂再生循环装置中；

3、通过催化剂再生循环装置对收集的催化剂进行再生、恢复其活性；

4、恢复活性的催化剂可再次储备，随时可通过催化剂上料机2输送至流动床脱硝反应器3内。催化剂上料机2采用斗式提升机，进口设在下部水平段，出口设在上部水平段，进口与催化剂存储仓1出料口相连，出口与流动床脱硝反应器3上料口相连，出口采用多点出料形式，催化剂上料机2可将催化剂存储仓1内的催化剂输送至流动床脱硝反应器3进口。

催化剂为颗粒状、球状、圆柱状、条柱状或多边柱状结构的脱硝催化剂。用于实现脱硝反应器异型结构布置，方便脱硝反应器更好的适应现场空间合理布局。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种循环利用催化剂的脱硝装置，其特征在于：包括催化剂上料机（2）和流动床脱硝反应器（3），流动床脱硝反应器（3）下部一侧设有脱硝反应器入口烟道（10），流动床脱硝反应器（3）上部一侧设有脱硝反应器出口烟道（11），流动床脱硝反应器（3）上部入料口连接催化剂上料机（2）出口；流动床脱硝反应器（3）下部出口设有催化剂排出回收系统，催化剂排出回收系统与催化剂上料机（2）之间设有催化剂再生循环装置。

2.根据权利要求1所述的一种循环利用催化剂的脱硝装置，其特征在于：所述的催化剂排出回收系统包括顺序连接的催化剂卸料机（4）、催化剂冷却机（8）和催化剂封装机（9），流动床脱硝反应器（3）的催化剂出口通过阻气阀（12）连接催化剂卸料机（4）。

3.根据权利要求2所述的一种循环利用催化剂的脱硝装置，其特征在于：所述的催化剂卸料机（4）和催化剂冷却机（8）之间设有催化剂分选机（5）。

4.根据权利要求1所述的一种循环利用催化剂的脱硝装置，其特征在于：所述的催化剂再生循环装置包括催化剂再生系统（6）、催化剂输送机（7）和催化剂存储仓（1），催化剂排出回收系统通过管路连接催化剂再生系统（6），催化剂再生系统（6）输出端通过催化剂输送机（7）连接催化剂存储仓（1），催化剂存储仓（1）出料口连接催化剂上料机（2）。

5.根据权利要求1所述的一种循环利用催化剂的脱硝装置，其特征在于：所述的脱硝反应器入口烟道（10）一侧连接喷氨系统（13）。

6.根据权利要求1所述的一种循环利用催化剂的脱硝装置，其特征在于：所述的催化剂上料机（2）与流动床脱硝反应器（3）之间设有阻气阀（12）。

Images