一種催化劑在線清洗和再生裝置的製作方法

2023-04-24 02:57:56

專利名稱：一種催化劑在線清洗和再生裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及催化劑技術領域，具體涉及一種催化劑在線清洗和再生裝置。
背景技術：
我國能源消耗以煤為主，在過去的近三 十年，煤炭在我國能源消耗結構中的比例超過70%，據專家估計，到2050年，煤炭在能源結構中的比例不會低於50%。煤炭的利用主要用於燃燒發電，在其燃燒過程中將會產生大量的有害氣體，硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)有機汙染、重金屬以及微細的顆粒物等。據統計，2000年全國氮氧化物的排放量高達1170萬噸，預計到2030年，我國氮氧化物排放量將達到3540萬噸。大量的氮氧化物，不僅促使大氣中NO2濃度升高，還會產生光化學煙霧和微細顆粒物的形成，嚴重破壞大氣臭氧層，損害人體健康。燃煤電廠的NOx排放佔NOx總排放的70%以上，因此減少電站鍋爐NOx排放是目如急需解決的問題。氮氧化物控制技術分為燃燒過程控制技術和煙氣脫硝技術兩大類。燃燒過程控制技術主要是控制爐內燃燒過程來減少氮氧化物的產生。選擇性催化還原(SCR)是目前煙氣脫硝技術中應用最廣泛，技術最成熟，脫硝效率最高的技術。催化劑是SCR技術的核心，它的性能直接影響整個脫硝過程的脫硝效率。目前催化劑應用的最廣的是蜂窩型V2O5-WO3/TiO2型催化劑。催化劑在使用一段時間後(目前燃煤電站SCR催化劑的壽命一般為2 3年)，會發生不同程度的微孔堵塞和通道堵塞、催化劑中毒等現象，造成催化劑活性下降甚至失活。SCR催化劑製備費用很高，替換失活催化劑代價昂貴，因此，通過對脫硝效率很低甚至失活的SCR催化劑進行清洗和再生，使其活性基本恢復到新鮮催化劑水平，則可以大大節省資金，據估計，一臺典型的600MW機組,通過SCR催化劑清洗再生工藝,每年可節省約300萬元。目前，對於SCR催化劑的清洗和再生技術的研究中，主要是對催化劑的離線清洗和再生，其工藝流程大致為對活性下降甚至失活的催化劑依次進行酸性清洗液的超聲波清洗、活性補充液浸潰，乾燥等過程提高催化劑的脫硝效率。這些工藝都需要將催化劑移出煙氣通道，耗時較長，且在催化劑的拆卸、搬運和安裝過程中，容易造成催化劑的損壞，完成催化劑的清洗和再生需要長時間的停爐,成本較高。

實用新型內容為了克服上述現有技術存在的缺點，本實用新型的目的在於提供一種催化劑在線清洗和再生裝置，具有結構合理，安裝和拆卸方便，在不將煙氣脫硝催化劑移出煙道的情況下，對催化劑進行清洗和再生，使催化劑的活性得到恢復，延長了催化劑的使用壽命，有效的節省了催化劑用戶的使用成本。為了實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案—種催化劑在線清洗和再生裝置，包括安裝在SCR催化劑上端的液體分配裝置、安裝在SCR催化劑下端的液體回收裝置以及和液體分配裝置相連通的清洗液供應裝置與活性補充液供應裝置。所述清洗液供應裝置包括清洗液儲液箱I、和清洗液儲液箱I相連通的清洗液輸送管3以及設置在清洗液輸送管3上靠近清洗液儲液箱I的第一輸送泵2-1。所述清洗液輸送管3上安裝有第一壓力調節閥4-1。置於清洗液儲液箱I中的清洗液為H2SO4和乳化劑S-185的混合液，其中H2SO4濃度為0. 2 0. 8mol/L，乳化劑S-185 的濃度為0. 05 合液中，水:H2SO4 S-185的質量之比為16 : I : I。所述活性補充液供應裝置包括活性補充液儲液箱6、和活性補充液儲液箱6相連通的活性補充液輸送管7以及設置在活性補充液輸送管7上靠近活性補充液儲液箱6的第二輸送泵2-2。所述活性補充液輸送管7上安裝有第二壓力調節閥4-2。置於活性補充液儲液箱6中的活性補充液為偏釩酸銨、偏鎢酸銨、滲透促進劑和表面活性劑的混合液，可以循環使用，混合液中，水偏釩酸銨偏鎢酸銨滲透促進劑表面活性劑的質量之比為100 : I : 5 : I : I。所述液體分配裝置包括上固定箱體8，設置在上固定箱體8上方的均流管5，設置在均流管5下方、上固定箱體8內且和均流管5相連通的多個液體分流管道9，所述每個液體分流管道9下方設置有多個呈直線均勻布置在液體分流管道9上的噴頭10，所述均流管5和清洗液輸送管3以及活性補充液輸送管7相連通。所述液體回收裝置包括下固定箱體11，設置在下固定箱體11下方的回收鬥12，設置在回收鬥12下方且和回收鬥12相連通的液體回收管道14，設置在液體回收管道14另一端的回收池15，以及對下固定箱體11和回收鬥12起支撐作用的活動支撐架13。所述活動支撐架13可通過支撐架調節裝置16調節其高度，支撐架調節裝置16為旋擰閥。本實用新型的優點是相對於催化劑的離線清洗和再生工藝，本實用新型在無需將催化劑移出煙道的情況下，就能對活性下降甚至失活的催化劑進行清洗和再生，恢復其活性，無需進行催化劑的拆卸和安裝，有效的節省了勞動力，縮短了清洗和再生所需要的時間。並且本實用新型操作方便，效率高，延長了催化劑的使用壽命，有效的節省了 SCR催化劑用戶的使用成本。

圖I為本實用新型的主視圖。圖2為本實用新型的俯視圖。圖3為本實用新型右剖視圖。圖4為本實用新型液體分流管道示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作更詳細的說明。如圖I、圖2所示，本實用新型一種催化劑在線清洗和再生裝置，包括安裝在SCR催化劑上端的液體分配裝置、安裝在SCR催化劑下端的液體回收裝置以及和液體分配裝置相連通的清洗液供應裝置與活性補充液供應裝置。所述清洗液供應裝置包括清洗液儲液箱I、和清洗液儲液箱I相連通的清洗液輸送管3以及設置在清洗液輸送管3上靠近清洗液儲液箱I的第一輸送泵2-1，清洗液輸送管3上安裝有第一壓力調節閥4-1 ;所述活性補充液供應裝置包括活性補充液儲液箱6、和活性補充液儲液箱6相連通的活性補充液輸送管7以及設置在活性補充液輸送管7上靠近活性補充液儲液箱6的第二輸送泵2-2，活性補充液輸送管7上安裝有第二壓力調節閥4-2 ;清洗液輸送管3以及活性補充液儲液箱6和液體分配裝置的均流管5相連通。所述液體回收裝置包括下固定箱體11，設置在下固定箱體11下方的回收鬥12，設置在回收鬥12下方且和回收鬥12相連通的液體回收管道14，，設置在液體回收管道14另一端的回收池15，對下固定箱體11和回收鬥12起支撐作用的活動支撐架13，以及活動支撐架高度調節裝置16，支撐架調節裝置16優選為旋擰閥。如圖3所示，液體分配裝置包括上固定箱體8，設置在上固定箱體8上方的均流管5，設置在均流管5下方、上固定箱體8內且和均流管5相連通的多個液體分流管道9，所 述每個液體分流管道9下方設置有多個噴頭10，主要是通過噴頭10，將清洗液或活性補充液在預設的壓力下，以預設的速度均勻的噴入催化劑，對催化劑進行清洗和再生。如圖4所示，多個噴頭10呈直線均勻的布置在液體分流管道9上。本實用新型的工作原理為首先將上固定箱體8和下固定箱體11如圖I所示位置安裝在催化劑單元上，其中上固定箱體8覆蓋在催化劑上部，箱體邊框與催化劑支撐架邊框可以但不局限於採用夾板固定。下固定箱體11通過活動支撐架13和活動支撐架13的高度調節裝置16固定在催化劑下端，活性支撐架高度調節閥可以但不局限於採用旋擰閥。打開清洗液輸送管道3上的第一壓力調節閥4-1和第一輸送泵2-1，將清洗液儲液箱I的清洗液經清洗液輸送管3、均流管5，最後到達液體分流管道9中，調節清洗液輸送管道3上的第一壓力調節閥4-1，使清洗液經液體分流管道9上的噴頭10在預設的壓力下，以高於5m/s的初速度噴入催化劑，對催化劑進行清洗。清洗液為H2SO4乳化劑S-185混合液，其中H2SO4濃度為0. 2 0. 8mol/L,乳化劑S-185的濃度為0. 05 Iwt %。清洗液的成分中，水H2SO4 S-185的質量之比為16 : I : I。清洗液在慣性和重力作用下，流過催化劑，經物理衝刷和化學作用，去除催化劑孔道中的雜質。最後清洗液在催化劑下部被液體回收裝置進行回收和處理。清洗液清洗時間為10 60min。SCR催化劑經清洗後，為提高其活性，還需對催化劑進行活性恢復。此時，打開活性補充液輸送管7上的第二壓力調節閥4-2和第二輸送泵2-2，將活性補充液儲液箱6中的活性補充液經活性補充液輸送管7、均流管5，最後到達液體分流管道9中，同時調節活性補充液輸送管道7上的第二壓力調節閥4-2，使活性補充液經液體分流管道9上的噴頭10在預設的壓力下，以低於0. 5m/s的初速度噴入催化劑，使活性補充液緩緩流過催化劑。活性補充液為偏釩酸銨、偏鎢酸銨、滲透促進劑和表面活性劑的混合液。再生液的成分中，水偏釩酸銨偏鎢酸銨滲透促進劑表面活性劑的質量之比為100 : I : 5 : I : I。活性補充液流過催化劑後，被液體回收裝置回收，經處理後可循環使用。催化劑的再生時間為20 60min.經上述方法清洗和再生後的催化劑，其脫硝效率明顯提高，達到使用要求，可繼續投入使用。並且在使用初期，在鍋爐熱煙氣的乾燥作用下，其活性進一步提高，可到達新鮮催化劑活性95%以上。
權利要求1.一種催化劑在線清洗和再生裝置，其特徵在於包括安裝在SCR催化劑上端的液體分配裝置、安裝在SCR催化劑下端的液體回收裝置以及和液體分配裝置相連通的清洗液供應裝置與活性補充液供應裝置。
2.根據權利要求I所述的裝置，其特徵在於所述清洗液供應裝置包括清洗液儲液箱(I)、和清洗液儲液箱(I)相連通的清洗液輸送管(3)以及設置在清洗液輸送管(3 )上靠近清洗液儲液箱(I)的第一輸送泵(2-1)。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於所述清洗液輸送管(3)上安裝有第一壓力調節閥(4-1)。
4.根據權利要求I所述的裝置，其特徵在於所述活性補充液供應裝置包括活性補充液儲液箱(6)、和活性補充液儲液箱(6)相連通的活性補充液輸送管(7)以及設置在活性補充液輸送管(7)上靠近活性補充液儲液箱(6)的第二輸送泵(2-2)。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述活性補充液輸送管(7)上安裝有第二壓力調節閥(4-2)。
6.根據權利要求I所述的裝置，其特徵在於所述液體分配裝置包括上固定箱體(8)，設置在上固定箱體(8)上方的均流管(5)，設置在均流管(5)下方、上固定箱體(8)內且和均流管(5)相連通的多個液體分流管道(9)，所述每個液體分流管道(9)下方設置有多個呈直線均勻布置在液體分流管道(9)上的噴頭(10)，所述均流管(5)和清洗液輸送管(3)以及活性補充液輸送管(7)相連通。
7.根據權利要I所述的裝置，其特徵在於所述液體回收裝置包括下固定箱體(11)，設置在下固定箱體(11)下方的回收鬥(12)，設置在回收鬥(12)下方且和回收鬥(12)相連通的液體回收管道(14)，設置在液體回收管道(14)另一端的回收池(15)，以及對下固定箱體(II)和回收鬥(12)起支撐作用的活動支撐架(13 )。
8.根據權利要7所述的裝置，其特徵在於所述活動支撐架(13)可通過支撐架調節裝置(16)調節其高度，支撐架調節裝置(16)為旋擰閥。
專利摘要一種催化劑在線清洗和再生裝置，包括安裝在SCR催化劑上端的液體分配裝置、安裝在SCR催化劑下端的液體回收裝置以及和液體分配裝置相連通的清洗液供應裝置與活性補充液供應裝置；具有結構合理，安裝和拆卸方便，在不將煙氣脫硝催化劑移出煙道的情況下，對催化劑進行清洗和再生，使催化劑的活性得到恢復，延長了催化劑的使用壽命，有效的節省了SCR催化劑用戶的使用成本。
文檔編號B01J38/48GK202516560SQ20122001866
公開日2012年11月7日 申請日期2012年1月17日 優先權日2012年1月17日
發明者姜薇薇, 惠世恩, 成丁南, 李鈺鑫, 王浩, 王飛, 趙欽新, 韋建軍 申請人:鹽城市華聯高空維修防腐有限公司, 西安交通大學