CN215429095U - 一种脱硝催化剂再生过程余热利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种脱硝催化剂再生过程余热利用装置，包括清洗部件、加热部件、第一换热器、第二换热器、储液部件以及阀组件，清洗部件的第一出口与第一换热器中第一换热腔的入口相连通，第一换热器中第二换热腔的出口与储液部件的第一入口相连通，加热部件的第一出口与第二换热器中第三换热腔的入口相连通，第二换热器中第四换热腔的出口与储液部件的第一入口相连通，储液部件的第一出口与第四换热腔的入口、第二换热腔的入口相连通，第二换热腔的出口与第四换热腔的入口相连通，阀组件设置在各个部件之间的连接管路上。本实用新型可防止热量的浪费，无需在清洗过程中辅助加热，节约了能源，提高了经济性，且可防止再生后的催化剂机械强度变差。

Description

一种脱硝催化剂再生过程余热利用装置

技术领域

本实用新型属于催化剂再生技术领域，具体涉及一种脱硝催化剂再生过程余热利用装置。

背景技术

目前，大部分的电站锅炉设备都装有SCR脱硝装置，用于去除锅炉尾气中的氮氧化物。而SCR脱硝装置中起重要作用的是SCR催化剂，但在锅炉的长时间运行中，催化剂会出现逐渐积灰、中毒的现象，使得其脱硝性能逐渐下降，严重的可能会导致整个机组运行出现故障。现在可以通过SCR催化剂再生技术将这种催化剂上的积灰及其吸附的中毒物质清洗掉，从而恢复其脱硝性能。

目前催化剂再生技术主要包括湿法清洗工艺和干燥焙烧工艺，通过湿法清洗将催化剂上的积灰和吸附的中毒物质清洗掉，并将活性物质重新负载到催化剂上，但在湿法清洗过程中，催化剂吸附了大量的水分，需要通过干燥焙烧工艺将催化剂中的水分蒸发掉，以恢复其机械强度，干燥焙烧工艺是将催化剂在炉内加热到200~400℃，然后以该温度保持一定时间，最后降温。但是催化剂在降温的过程中，需要采取缓慢的降温方式，若直接将炉内干燥好的催化剂放到常温环境中降温，巨大的温差使其温度迅速下降，同时由于内应力的作用，会使其产生裂纹甚至出现破裂，使再生后的催化剂机械强度变差。

此外，在清洗池换水时和催化剂干燥后降温时，会产生大量的热量，而目前并未对这些热量进行利用，通常热量会被浪费，如果能将这些热量加以利用，可以达到节约能源，进而节约成本的效果，因此目前针对脱硝催化剂再生过程产生的余热，急需开发一种余热利用装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种脱硝催化剂再生过程余热利用装置，用于实现脱硝催化剂再生过程中余热的回收利用。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种实现脱硝催化剂再生过程余热利用方法的装置，所述的装置包括清洗部件、加热部件，所述的清洗部件用于对需再生的催化剂进行清洗，所述的加热部件用于对清洗后的催化剂进行加热干燥，所述的装置还包括第一换热器、第二换热器、储液部件以及阀组件，所述的清洗部件内部形成用于放置需再生的催化剂的空间，所述的清洗部件具有第一出口、第一入口，所述的清洗部件的第一出口用于排出清洗完催化剂后的废液，所述的清洗部件的第一入口用于通入在所述的第一换热器中换热后的废液，所述的加热部件内部形成用于放置清洗后的催化剂的空间，所述的加热部件具有第一出口、第一入口，所述的加热部件的第一出口用于排出加热干燥完催化剂后的废气，所述的加热部件的第一入口用于通入在所述的第二换热器中换热后的废气，所述的第一换热器具有第一换热腔、第二换热腔，所述的第一换热腔具有入口、出口，所述的第一换热腔的入口用于通入清洗完催化剂后的废液，所述的第一换热腔的出口用于排出在所述的第一换热器中换热后的废液，所述的第二换热腔具有入口、出口，所述的第二换热腔的入口用于通入待加热的溶液，所述的第二换热腔的出口用于排出加热后的溶液，所述的第二换热器具有第三换热腔、第四换热腔，所述的第三换热腔具有入口、出口，所述的第三换热腔的入口用于通入加热干燥完催化剂后的废气，所述的第三换热腔的出口用于排出在所述的第二换热器中换热后的废气，所述的第四换热腔具有入口、出口，所述的第四换热腔的入口用于通入待加热的溶液，所述的第四换热腔的出口用于排出加热后的溶液，所述的储液部件具有第一入口、第一出口，所述的储液部件的第一入口用于通入加热后的溶液，所述的储液部件的第一出口用于排出待加热的溶液，所述的清洗部件的第一出口与所述的第一换热腔的入口相连通，所述的第一换热腔的出口与所述的清洗部件的第一入口相连通，所述的第二换热腔的出口与所述的储液部件的第一入口相连通，所述的储液部件的第一出口与所述的第二换热腔的入口相连通，所述的加热部件的第一出口与所述的第三换热腔的入口相连通，所述的第三换热腔的出口与所述的加热部件的第一入口相连通，所述的第四换热腔的出口与所述的储液部件的第一入口相连通，所述的储液部件的第一出口与所述的第四换热腔的入口相连通，所述的第二换热腔的出口与所述的第四换热腔的入口相连通，所述的阀组件设置在各个部件之间的连接管路上，用于控制连接管路的通断。

优选地，所述的装置还包括泵组件，所述的泵组件包括第一循环泵、第二循环泵，所述的第二换热腔的出口、第四换热腔的出口均与所述的第一循环泵的入口相连通，所述的第一循环泵的出口与所述的储液部件的第一入口相连通，所述的第二循环泵设置在所述的清洗部件的第一出口与所述的第一换热腔的入口之间的连接管路上。

优选地，所述的装置还包括引风机，所述的引风机设置在所述的加热部件的第一出口与所述的第三换热腔的入口之间的连接管路上。

优选地，所述的储液部件还具有第二出口，所述的清洗部件还具有第二入口，所述的储液部件的第二出口与所述的清洗部件的第二入口相连通，所述的储液部件的第二出口用于向所述的清洗部件排放加热后的溶液。

优选地，所述的储液部件还具有第二入口，所述的储液部件的第二入口用于向其内部补充待加热的溶液。

优选地，所述的清洗部件还具有第二出口，所述的清洗部件的第二出口用于排放换热后的废液。

优选地，所述的加热部件还具有第二入口，所述的加热部件的第二入口用于向其内部补充200~400℃的气体。

优选地，所述的加热部件、储液部件、清洗部件的外部均设置有保温材料；所述的加热部件、第一换热器、第二换热器、储液部件、清洗部件之间的连接管路的外部均包裹有保温材料。

优选地，所述的装置还包括PLC控制器，所述的PLC控制器用于控制所述的装置的运行过程。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型通过对催化剂再生过程中产生的余热进行有效利用，可防止热量的浪费，且无需在催化剂清洗过程中使用辅助加热，达到节约能源的目的，提高了经济性，节约了成本，并且可以使催化剂在加热干燥后缓慢降温，防止再生后的催化剂机械强度变差。

附图说明

附图1为本实施例的装置结构示意图。

以上附图中：1、清洗部件；11、清洗部件的第一出口；12、清洗部件的第一入口；13、清洗部件的第二出口；14、清洗部件的第二入口；2、加热部件；21、加热部件的第一出口；22、加热部件的第一入口；23、加热部件的第二入口；3、第一换热器；31、第一换热腔的入口；32、第一换热腔的出口；33、第二换热腔的入口；34、第二换热腔的出口；4、第二换热器；41、第三换热腔的入口；42、第三换热腔的出口；43、第四换热腔的入口；44、第四换热腔的出口；5、储液部件；51、储液部件的第一入口；52、储液部件的第一出口；53、储液部件的第二入口；54、储液部件的第二出口；6、泵组件；61、第一循环泵；62、第二循环泵；7、引风机；8、连接管路；80、第一连接管路；81、第二连接管路；82、第三连接管路；83、第四连接管路；84、第五连接管路；85、第六连接管路；86、第七连接管路；87、第八连接管路；88、第九连接管路；89、第十连接管路；10、阀组件；101、第一控制阀；102、第二控制阀；103、第三控制阀；104、第四控制阀；105、第五控制阀；106、第六控制阀；107、第七控制阀；108、第八控制阀；109、第九控制阀；110、第十控制阀；111、第十一控制阀；112、第十二控制阀；113、第十三控制阀；114、第十四控制阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种脱硝催化剂再生过程余热利用装置，包括清洗部件1、加热部件2、第一换热器3、第二换热器4、储液部件5、泵组件6、引风机7以及阀组件10，其中：

清洗部件1用于对需再生的催化剂进行清洗，清洗部件内部形成用于放置需再生的催化剂的空间，清洗部件1具有第一出口、第一入口、第二出口、第二入口，清洗部件的第一出口11用于排出清洗完催化剂后的废液，清洗部件的第一入口12用于通入在第一换热器3中换热后的废液，清洗部件的第二出口13用于排放换热后的废液，清洗部件的第二入口14用于通入加热后的溶液。

加热部件2用于对清洗后的催化剂进行加热干燥，加热部件2内部形成用于放置清洗后的催化剂的空间，加热部件2具有第一出口、第一入口、第二入口，加热部件的第一出口21用于排出加热干燥完催化剂后的废气，加热部件的第一入口22用于通入在第二换热器4中换热后的废气，加热部件的第二入口23用于向其内部补充200~400℃的高温气体。

第一换热器3用于收集废液中的热量，第一换热器3具有第一换热腔、第二换热腔，第一换热腔具有入口、出口，第一换热腔的入口31用于通入清洗完催化剂后的废液，第一换热腔的出口32用于排出在第一换热器3中换热后的废液，第二换热腔具有入口、出口，第二换热腔的入口33用于通入待加热的溶液，第二换热腔的出口34用于排出加热后的溶液。

第二换热器4用于收集废气中的热量，第二换热器4具有第三换热腔、第四换热腔，第三换热腔具有入口、出口，第三换热腔的入口41用于通入加热干燥完催化剂后的废气，第三换热腔的出口42用于排出在第二换热器4中换热后的废气，第四换热腔具有入口、出口，第四换热腔的入口43用于通入待加热的溶液，第四换热腔的出口44用于排出加热后的溶液。

储液部件5中储存有溶液，储液部件5具有第一入口、第一出口、第二入口、第二出口，储液部件的第一入口51用于通入加热后的溶液，储液部件的第一出口52用于排出待加热的溶液，储液部件的第二入口53用于向其内部补充待加热的溶液，储液部件的第二出口54用于向清洗部件1排放加热后的溶液。

清洗部件1、加热部件2、第一换热器3、第二换热器4、储液部件5之间相互相连通，具体而言：

清洗部件的第一出口11与第一换热腔的入口31相连通，第一换热腔的出口32与清洗部件的第一入口12相连通，使清洗部件1与第一换热器3之间形成通路；加热部件的第一出口21与第三换热腔的入口41相连通，第三换热腔的出口42与加热部件的第一入口22相连通，使加热部件2与第二换热器4之间形成通路；第二换热腔的出口34与储液部件的第一入口51相连通，储液部件的第一出口52与第二换热腔的入口33相连通，使第一换热器3与储液部件5之间形成通路；第四换热腔的出口44与储液部件的第一入口51相连通，储液部件的第一出口52与第四换热腔的入口43相连通，使第二换热器4与储液部件5之间形成通路；此外，第二换热腔的出口34可与第四换热腔的入口43相连通，使第一换热器3、第二换热器4、储液部件5之间可形成通路。在本实施例中：

清洗部件1、加热部件2、第一换热器3、第二换热器4、储液部件5之间通过连接管路8相连通。

清洗部件的第一出口11与第一换热腔的入口31之间通过第一连接管路80相连通，第一换热腔的出口32与清洗部件的第一入口12之间通过第二连接管路81相连通，加热部件的第一出口21与第三换热腔的入口41之间通过第三连接管路82相连通，第三换热腔的出口34与加热部件的第一入口22之间通过第四连接管路83相连通，储液部件的第一出口52与第二换热腔的入口33之间通过第五连接管路84相连通，第二换热腔的出口34与第四换热腔的入口43通过第六连接管路85相连通，第四换热腔的出口44与储液部件的第一入口51通过第七连接管路86相连通，第八连接管路87的一端与第五连接管路84相连通，第八连接管路87的另一端与第七连接管路96相连通，第九连接管路88的一端与第八连接管路87相连通，第九连接管路88的另一端与第六连接管路85相连通，储液部件的第二出口54与清洗部件的第二入口14之间通过第十连接管路89相连通。

泵组件6包括第一循环泵61、第二循环泵62，第二换热腔的出口34、第四换热腔的出口44均与第一循环泵61的入口相连通，第一循环泵61的出口与储液部件的第一入口51相连通，第二循环泵62设置在清洗部件的第一出口11与第一换热腔的入口31之间的连接管路上。在本实施例中：第一循环泵61设置在第一连接管路80上，第二循环泵62设置在第七连接管路96上，且位于第八连接管路87的另一端与储液部件的第一入口51之间。

引风机7设置在加热部件的第一出口21与第三换热腔的入口41之间的连接管路上。在本实施例中：引风机7设置在第三连接管路82上。

阀组件10设置在各个部件之间的连接管路8上，阀组件10用于控制连接管路8的通断。在本实施例中：

阀组件10包括第一控制阀101、第二控制阀102、第三控制阀103、第四控制阀104、第五控制阀105、第六控制阀106、第七控制阀107、第八控制阀108、第九控制阀109、第十控制阀110、第十一控制阀111、第十二控制阀112、第十三控制阀113、第十四控制阀114。第一控制阀101设置在第一连接管路80上且位于第一循环泵61的下游，第二控制阀102设置在第二连接管路81上，第三控制阀103设置在第三连接管路82上且位于引风机7的下游，第四控制阀104设置在第四连接管路83上，第五控制阀105设置在第五连接管路84上，且位于第八连接管路87的一端与第二换热腔的入口33之间，第六控制阀106和第七控制阀107均设置在第六连接管路85上，且分别位于第九连接管路88的另一端的两侧，第八控制阀108设置在第七连接管路86上，且位于第八连接管路87的另一端与第四换热腔的出口44之间，第九控制阀109和第十控制阀110均设置在第八连接管路87上，且分别位于第九连接管路88的一端的两侧，第十一控制阀111设置在第十连接管路89上，第十二控制阀112设置在清洗部件的第二出口13处，第十三控制阀113设置在加热部件的第二入口23处，第十四控制阀114设置在储液部件的第二入口53处。

加热部件2、储液部件5、清洗部件1的外部均设置有保温材料，用于防止热量流失。加热部件2、第一换热器3、第二换热器4、储液部件5、清洗部件1之间的连接管路8的外部均包裹有保温材料，用于减少热量的损耗。

装置的整体运行过程均采用PLC控制器进行自动控制，即阀组件10、泵组件6、引风机7的通断均由PLC控制器自动控制。

本实施例在使用过程中：

在清洗部件1内采用65℃的清洗液对需再生的催化剂进行清洗，清洗液的重量为5吨，每次清洗6块催化剂，清洗完成后清洗液形成废液，对废液的热量进行回收利用。催化剂清洗完成后，打开第一控制阀101、第二控制阀102、第五控制阀105、第六控制阀106、第十控制阀110、第一循环泵61、第二循环泵62，其余控制阀和引风机7均保持关闭状态，废液进入第一换热器3的第一换热腔，同时储液部件5中的待加热溶液进入第一换热器3的第二换热腔，并吸收废液的热量进行加热；换热完成后，加热后的溶液进入储液部件5内，并存储在其内部，换热后的废液则重新进入清洗部件1中；当清洗部件1内废液的温度与第二换热腔的出口34处溶液的温度达到一致时，打开第十二控制阀112，同时关闭其余控制阀、第一循环泵61、第二循环泵62，使换热后的废液从清洗部件的第二出口13排出。

在加热部件2内采用250℃的高温气体对清洗后的催化剂进行加热干燥，每次加热干燥6块催化剂，加热干燥完成后高温气体形成废气，对废气的热量进行回收利用。在进行加热干燥时，打开第十三控制阀113，其余控制阀均保持关闭，通过天然气加热空气至250℃，并通过加热部件的第二入口23进入加热部件2内；加热干燥完成后，关闭第十三控制阀113，打开第三控制阀103、第四控制阀104、第七控制阀107、第八控制阀108、第九控制阀109、引风机7、第二循环泵62，同时第一循环泵61和其余控制阀均保持关闭状态，废气进入第二换热器4的第三换热腔，同时储液部件5中的待加热溶液进入第二换热器4的第三换热腔，并吸收废气的热量进行加热；换热完成后，加热后的溶液进入储液部件5内，并存储在其内部，换热后的废气则重新进入加热部件2中；当加热部件2内废气的温度与第四换热腔的出口44处溶液的温度达到一致时，关闭所有控制阀、引风机7、第二循环泵62，完成换热过程，此时催化剂也完成降温，将催化剂从加热部件2中取出。

考虑到实际工作过程中的热损失，第一换热器3和第二换热器4的换热效率为0.8，则通过上述步骤，可将储液部件5中的5吨溶液加热至75℃。

在换热后的废液从清洗部件的第二出口13完全排出后，打开第十一控制阀111，使储液部件5中加热后溶液进入清洗部件1中，并加入药剂使其形成新的清洗液。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脱硝催化剂再生过程余热利用装置，所述的装置包括清洗部件、加热部件，所述的清洗部件用于对需再生的催化剂进行清洗，所述的加热部件用于对清洗后的催化剂进行加热干燥，其特征在于：所述的装置还包括第一换热器、第二换热器、储液部件以及阀组件，

所述的清洗部件内部形成用于放置需再生的催化剂的空间，所述的清洗部件具有第一出口、第一入口，所述的清洗部件的第一出口用于排出清洗完催化剂后的废液，所述的清洗部件的第一入口用于通入在所述的第一换热器中换热后的废液，

所述的加热部件内部形成用于放置清洗后的催化剂的空间，所述的加热部件具有第一出口、第一入口，所述的加热部件的第一出口用于排出加热干燥完催化剂后的废气，所述的加热部件的第一入口用于通入在所述的第二换热器中换热后的废气，

所述的第一换热器具有第一换热腔、第二换热腔，所述的第一换热腔具有入口、出口，所述的第一换热腔的入口用于通入清洗完催化剂后的废液，所述的第一换热腔的出口用于排出在所述的第一换热器中换热后的废液，所述的第二换热腔具有入口、出口，所述的第二换热腔的入口用于通入待加热的溶液，所述的第二换热腔的出口用于排出加热后的溶液，

所述的第二换热器具有第三换热腔、第四换热腔，所述的第三换热腔具有入口、出口，所述的第三换热腔的入口用于通入加热干燥完催化剂后的废气，所述的第三换热腔的出口用于排出在所述的第二换热器中换热后的废气，所述的第四换热腔具有入口、出口，所述的第四换热腔的入口用于通入待加热的溶液，所述的第四换热腔的出口用于排出加热后的溶液，

所述的储液部件具有第一入口、第一出口，所述的储液部件的第一入口用于通入加热后的溶液，所述的储液部件的第一出口用于排出待加热的溶液，

所述的清洗部件的第一出口与所述的第一换热腔的入口相连通，所述的第一换热腔的出口与所述的清洗部件的第一入口相连通，所述的第二换热腔的出口与所述的储液部件的第一入口相连通，所述的储液部件的第一出口与所述的第二换热腔的入口相连通，

所述的加热部件的第一出口与所述的第三换热腔的入口相连通，所述的第三换热腔的出口与所述的加热部件的第一入口相连通，所述的第四换热腔的出口与所述的储液部件的第一入口相连通，所述的储液部件的第一出口与所述的第四换热腔的入口相连通，

所述的第二换热腔的出口与所述的第四换热腔的入口相连通，

所述的阀组件设置在各个部件之间的连接管路上，用于控制连接管路的通断。

2.根据权利要求1所述的脱硝催化剂再生过程余热利用装置，其特征在于：所述的装置还包括泵组件，所述的泵组件包括第一循环泵、第二循环泵，所述的第二换热腔的出口、第四换热腔的出口均与所述的第一循环泵的入口相连通，所述的第一循环泵的出口与所述的储液部件的第一入口相连通，所述的第二循环泵设置在所述的清洗部件的第一出口与所述的第一换热腔的入口之间的连接管路上。

3.根据权利要求1所述的脱硝催化剂再生过程余热利用装置，其特征在于：所述的装置还包括引风机，所述的引风机设置在所述的加热部件的第一出口与所述的第三换热腔的入口之间的连接管路上。

4.根据权利要求1所述的脱硝催化剂再生过程余热利用装置，其特征在于：所述的储液部件还具有第二出口，所述的清洗部件还具有第二入口，所述的储液部件的第二出口与所述的清洗部件的第二入口相连通，所述的储液部件的第二出口用于向所述的清洗部件排放加热后的溶液。

5.根据权利要求1所述的脱硝催化剂再生过程余热利用装置，其特征在于：所述的储液部件还具有第二入口，所述的储液部件的第二入口用于向其内部补充待加热的溶液。

6.根据权利要求1所述的脱硝催化剂再生过程余热利用装置，其特征在于：所述的清洗部件还具有第二出口，所述的清洗部件的第二出口用于排放换热后的废液。

7.根据权利要求1所述的脱硝催化剂再生过程余热利用装置，其特征在于：所述的加热部件还具有第二入口，所述的加热部件的第二入口用于向其内部补充200~400℃的气体。

8.根据权利要求1所述的脱硝催化剂再生过程余热利用装置，其特征在于：所述的加热部件、储液部件、清洗部件的外部均设置有保温材料。

9.根据权利要求1所述的脱硝催化剂再生过程余热利用装置，其特征在于：所述的加热部件、第一换热器、第二换热器、储液部件、清洗部件之间的连接管道的外部均包裹有保温材料。

10.根据权利要求1所述的脱硝催化剂再生过程余热利用装置，其特征在于：所述的装置还包括PLC控制器，所述的PLC控制器用于控制所述的装置的运行过程。

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