專利名稱：一種scr催化劑可實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng)與再生的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及大氣污染控制領(lǐng)域，具體是一種SCR催化劑可實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng)與再生的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有煙氣脫硝技術(shù)中，最為成熟并得到商業(yè)化應(yīng)用的是中高溫(300 400°C ) 條件下，以固定床為反應(yīng)器、氨氣為還原劑的選擇性催化還原法(NH3-SCR),該法可表示為 NOx +NH3 ^N2 +H2O反應(yīng)式的氣-固反應(yīng)模式。眾所周知，中高溫NH3-SCR技術(shù)，催化劑是最為重要的部分，其初期投資占SCR系統(tǒng)總投資的40 60%。典型商用SCR催化劑為含有毒重金屬成分的V2O5-WO3(MoO3)/TiO2,在實(shí)際燃煤鍋爐中，由于SCR催化劑長期處于高溫高塵的環(huán)境下，灰塵中堿(土)金屬鉀K、鈉Na、鈣Ca的存在等原因可造成SCR催化劑中毒，使用壽命僅為2 3年，失活后的SCR催化劑若不加以適當(dāng)處置將對人體和環(huán)境造成極強(qiáng)的毒害作用；若將失活后的SCR催化劑進(jìn)行妥善的再生處理，則可有效延長SCR催化劑使用周期，降低經(jīng)濟(jì)成本與毒害作用。中國發(fā)明專利CNlO 157467IA公開了一種SCR脫硝催化劑再生液，該再生液由主劑補(bǔ)充液(偏釩酸銨+仲鎢酸銨+仲鉬酸銨)、非離子型表面活性劑(滲透促進(jìn)劑JFC+表面活性劑OP 10+平平加)、酸(草酸、檸檬酸、醋酸其中一種)和去離子水組成，采用浸漬法對催化劑同步實(shí)現(xiàn)清洗與再生，再生后催化劑活性恢復(fù)達(dá)到90 105%，使用壽命達(dá)到新催化劑的95%以上。韓國電力公社在中國發(fā)明專利CN1768953A及美國發(fā)明專利US7592283B2同時(shí)介紹了一種采用氣泡流動(dòng)裝置的蜂窩型SCR催化劑的再生方法，該再生液由主劑補(bǔ)充液(釩酸銨+仲鎢酸銨)、酸(硫酸)和去離子水組成，可實(shí)現(xiàn)催化劑清洗與再生，在優(yōu)化條件下再生后催化劑脫硝率在95%以上。上述專利已經(jīng)取得了較好的SCR催化劑再生效果，但仍存在一些問題中國發(fā)明專利CN101574671A需將SCR催化劑浸漬在再生液中，可以預(yù)見所需試劑的用量大，投資成本也較高；中國發(fā)明專利CN1768953A及美國發(fā)明專利US7592^3B2需配置專門的再生反應(yīng)裝置，因此需要先將催化劑從脫硝反應(yīng)器中拆卸下來，費(fèi)時(shí)耗力，投資成本較高。為降低SCR 催化劑再生成本，需要進(jìn)一步開發(fā)相關(guān)技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種SCR催化劑可實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng)與再生的裝置，將SCR催化劑再生反應(yīng)裝置與SCR催化劑脫硝反應(yīng)裝置融合為一個(gè)反應(yīng)裝置，實(shí)現(xiàn)了 SCR催化劑同時(shí)脫硝與再生?！NSCR催化劑可實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng)與再生的裝置，包括反應(yīng)器、循環(huán)池，反應(yīng)器的入口與第一三通轉(zhuǎn)接閥的B連接口連通，第一三通轉(zhuǎn)接閥的A連接口與煙氣輸入管路連接；反應(yīng)器與循環(huán)池間設(shè)有第二三通轉(zhuǎn)接閥，反應(yīng)器與第二三通轉(zhuǎn)接閥的D連接口連接，第二三
3通轉(zhuǎn)接閥的E連接口與煙氣排放管路連接，第二三通轉(zhuǎn)接閥的F連接口與循環(huán)池連通；循環(huán)池設(shè)有循環(huán)泵，循環(huán)泵的出口與第三三通轉(zhuǎn)接閥的H連接口連接，第三三通轉(zhuǎn)接閥的G連接口與再生原料輸入管路連接，第三三通轉(zhuǎn)接閥的J連接口與第一三通轉(zhuǎn)接閥的C連接口連接。使用本實(shí)用新型裝置進(jìn)行SCR催化劑對煙氣實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng)與再生時(shí)(1)當(dāng)SCR催化劑具有較高的活性時(shí)，煙氣由煙氣輸入管路進(jìn)入第一三通轉(zhuǎn)接閥， 從第一三通轉(zhuǎn)接閥的A連接口進(jìn)入，切換至第一三通轉(zhuǎn)接閥的B連接口進(jìn)入裝有SCR催化劑的電加熱反應(yīng)器中，發(fā)生脫硝反應(yīng)，脫硝后煙氣進(jìn)入至第二三通轉(zhuǎn)接閥，通過第二三通轉(zhuǎn)接閥的D連接口切換至第二三通轉(zhuǎn)接閥的E連接口，從煙氣排放管路實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。(2)當(dāng)SCR催化劑失活后，可通過再生原料(空氣、酸溶液、主劑補(bǔ)充溶液)實(shí)現(xiàn)催化劑復(fù)活。再生原料依次通過再生原料管路進(jìn)入第三三通轉(zhuǎn)接閥，從第三三通轉(zhuǎn)接閥的 G連接口切換后從第三三通轉(zhuǎn)接閥的J連接口，然后進(jìn)入第一三通轉(zhuǎn)接閥，由第一三通轉(zhuǎn)接閥的C連接口切換至第一三通轉(zhuǎn)接閥的B連接口進(jìn)入已失活的SCR催化劑反應(yīng)器中，發(fā)生再生過程，爾后經(jīng)第二三通轉(zhuǎn)接閥的D連接口進(jìn)入第二三通轉(zhuǎn)接閥，空氣或酸溶液切換至第二三通轉(zhuǎn)接閥的E連接口通過煙氣排放管路排空；主劑補(bǔ)充溶液通過第二三通轉(zhuǎn)接閥的 F連接口繼續(xù)進(jìn)入循環(huán)池中，再經(jīng)循環(huán)泵通入第三三通轉(zhuǎn)接閥中，完成一輪循環(huán)，如此往復(fù)， 主劑補(bǔ)充溶液最后通過循環(huán)池底部的主劑補(bǔ)充溶液排放管路排放。一種SCR催化劑可實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng)與再生的工藝為(I)SCR催化劑脫硝反應(yīng)煙氣接入裝有SCR催化劑的電加熱反應(yīng)器中，發(fā)生脫硝反應(yīng)，脫硝后煙氣達(dá)標(biāo)排放；所述的SCR催化劑脫硝反應(yīng)條件為NH3/N0摩爾比為1. 0 1. 2，O2濃度2 10%， 反應(yīng)溫度300 400°C，氣體空速4000 ΘΟΟΟΙΓ1。O) SCR催化劑再生SCR催化劑失活后，可通過SCR催化劑再生過程復(fù)活，所述的再生過程嚴(yán)格按如下工藝步驟操作進(jìn)行(I)空氣吹掃將無油干燥壓縮空氣(0. 5MPa)進(jìn)入已失活的SCR催化劑反應(yīng)器中，將催化劑表面灰塵吹掃干凈，再生氣體實(shí)現(xiàn)排空；所述的空氣吹掃時(shí)間控制在2 4h為宜。(II)酸洗除堿酸溶液進(jìn)入已失活的SCR催化劑反應(yīng)器中，對失活后SCR催化劑進(jìn)行噴淋，將堿 (土)金屬脫除后實(shí)現(xiàn)排空。以ICP法檢測酸洗后的溶液，直至無堿(土)金屬檢出。所述的酸溶液，溶質(zhì)為C1 C5的有機(jī)酸，優(yōu)選為甲酸、乙酸、乙二酸、檸檬酸的一種或多種混合物，溶劑為去離子水。所述的酸溶液，pH值控制在5 7為宜。(III)干燥焙燒將無油干燥壓縮空氣(0. IMPa)進(jìn)入已經(jīng)過(I)空氣吹掃、(II)酸洗除堿的失活的SCR催化劑反應(yīng)器中，對失活后SCR催化劑干燥焙燒處理。[0026]所述的干燥焙燒條件為200/350°C各2 4h。(IV)主劑補(bǔ)充主劑補(bǔ)充溶液進(jìn)入裝有失活的SCR催化劑反應(yīng)器中，對失活后SCR催化劑進(jìn)行主劑補(bǔ)充溶液噴淋，補(bǔ)充活性物質(zhì)，循環(huán)進(jìn)行，將SCR催化劑再生后排放。所述的主劑補(bǔ)充溶液，溶質(zhì)為SCR催化劑中活性物質(zhì)(主劑)V2O5-WO3 (MoO3)的前驅(qū)物，溶劑為去離子水。其中，V2O5前驅(qū)物可選釩酸銨(NH4V6O16)或偏釩酸銨(NH4VO3) ；WO3前驅(qū)物可選 偏鎢酸銨((NH4)6H2W12O4tl* XH2O)或仲鎢酸銨((NH4)ltl(H2W12O42) · 4H20) ；MoO3 前驅(qū)物可選二鉬酸銨((NH4)2Mo2O7)、四鉬酸銨((NH4)2Mo4O13 · 2H20)或七鉬酸銨((NH4)6Mo7O24 · 4H20)。所述的主劑補(bǔ)充溶液各組分質(zhì)量百分比濃度(以金屬氧化物計(jì))分別為1. O 6. 5wt % V2O5-O. 40 0. 95wt % WO3 (或 0. 10 0. 80wt MoO3)，優(yōu)選為1. 5 6. 5wt % V2O5-O. 45 0. 90wt% WO3 (或 0. 25 0. 75wt% MoO3)。所述的主劑補(bǔ)充溶液在系統(tǒng)中循環(huán)時(shí)間控制在6 他為宜。(V)干燥焙燒將無油干燥壓縮空氣(0. IMPa)進(jìn)入已經(jīng)過(I)空氣吹掃、(II)酸洗除堿的失活的SCR催化劑反應(yīng)器中，對SCR催化劑干燥焙燒處理。所述的干燥焙燒條件為200/350°C各2 4h。再生后的SCR催化劑可通過步驟(1)實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝。本實(shí)用新型主要有以下特點(diǎn)(1)本實(shí)用新型通過三個(gè)轉(zhuǎn)接閥將SCR催化劑再生反應(yīng)裝置與SCR催化劑脫硝反應(yīng)裝置融合為一個(gè)反應(yīng)裝置，與傳統(tǒng)SCR催化劑再生裝置相比，可有效降低設(shè)備投資成本， 避免SCR催化劑拆卸與重新安裝工序與費(fèi)用，省時(shí)省力，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。(2)本實(shí)用新型的裝置采用再生液體原料噴淋方式參與再生過程，與傳統(tǒng)浸漬方式相比，減少了試劑用量，尤其是減少了價(jià)格昂貴、毒性極強(qiáng)的主劑補(bǔ)充溶液用量；同時(shí)，由于酸溶液用量也大為減少，降低了 SCR催化劑活性組分溶出率與機(jī)械強(qiáng)度破壞影響。本實(shí)用新型的發(fā)應(yīng)裝置可同時(shí)實(shí)現(xiàn)SCR催化劑脫硝反應(yīng)與再生過程，與其他反應(yīng)器裝置與使用方法相比，本實(shí)用新型具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

圖1為本實(shí)用新型裝置的流程示意圖。其中，1-第一三通轉(zhuǎn)接閥，10-煙氣輸入管路，11-第一三通轉(zhuǎn)接閥的A連接口， 12-第一三通轉(zhuǎn)接閥的B連接口，13-第一三通轉(zhuǎn)接閥的C連接口；2-反應(yīng)器，3-第二三通轉(zhuǎn)接閥，30-煙氣排放管路，31-第二三通轉(zhuǎn)接閥的D連接口，32-第二三通轉(zhuǎn)接閥的E連接口，33-第二三通轉(zhuǎn)接閥的F連接口；4-循環(huán)池，40-主機(jī)補(bǔ)充液排放管路；5-循環(huán)泵，6-第三三通轉(zhuǎn)接閥，60-再生原料輸入管路，61-第三三通轉(zhuǎn)接閥的G連接口，62-第二三通轉(zhuǎn)接閥的H連接口，63-第二三通轉(zhuǎn)接閥的J連接口。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，當(dāng)SCR催化劑具有較高的活性時(shí)，煙氣由煙氣輸入管路10進(jìn)入第一三通轉(zhuǎn)接閥1，由第一三通轉(zhuǎn)接閥的A連接口 11進(jìn)入，切換至第一三通轉(zhuǎn)接閥的B連接口 12進(jìn)入裝有SCR催化劑的電加熱反應(yīng)器2中，發(fā)生脫硝反應(yīng)，脫硝后煙氣通入第二三通轉(zhuǎn)接閥3，由第二三通轉(zhuǎn)接閥的E連接口 31切換至第二三通轉(zhuǎn)接閥的F連接口 32，從煙氣排放管路30實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。當(dāng)SCR催化劑失活后，可通過再生原料(空氣、酸溶液、主劑補(bǔ)充溶液)實(shí)現(xiàn)催化劑復(fù)活。再生原料通過再生原料管路60進(jìn)入第三三通轉(zhuǎn)接閥6，由第三三通轉(zhuǎn)接閥的H連接口 62切換至第三三通轉(zhuǎn)接閥的J連接口 63進(jìn)入第一三通轉(zhuǎn)接閥1，由第一三通轉(zhuǎn)接閥的 C連接口 13切換至第一三通轉(zhuǎn)接閥的B連接口 12進(jìn)入已失活的SCR催化劑反應(yīng)器3中，發(fā)生再生過程，爾后經(jīng)第二三通轉(zhuǎn)接閥的D連接口 31進(jìn)入第二三通轉(zhuǎn)接閥3，空氣或酸溶液切換至第二三通轉(zhuǎn)接閥的E連接口 32通過煙氣排放管路30排空；主劑補(bǔ)充溶液通過第二三通轉(zhuǎn)接閥的F連接口 33繼續(xù)進(jìn)入循環(huán)池4中，再經(jīng)循環(huán)泵5通入第三三通轉(zhuǎn)接閥6中，完成一輪循環(huán)，如此往復(fù)，主劑補(bǔ)充液最后通過循環(huán)池底部的主劑補(bǔ)充液排放管路40排放。
以下結(jié)合附圖，本實(shí)用新型裝置進(jìn)行脫硝反應(yīng)與再生的工藝具體實(shí)施方式
為實(shí)施例1 (I)SCR催化劑脫硝反應(yīng)將煙氣由煙氣輸入管路10引入，通過第一三通轉(zhuǎn)接閥1引入到裝有SCR催化劑 (V205-W03/Ti02)的反應(yīng)器2中，發(fā)生脫硝反應(yīng)，脫硝后煙氣通入第三三通轉(zhuǎn)接閥3中，通過煙氣排放管路30實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。SCR催化劑脫硝反應(yīng)條件NH3/N0摩爾比1. 0，O2濃度5 %，反應(yīng)溫度330°C，氣體空速 40001Γ1。(2) SCR催化劑再生過程SCR催化劑失活后，可通過SCR催化劑再生過程復(fù)活，所述的再生過程嚴(yán)格按如下工藝步驟操作進(jìn)行(I)空氣吹掃將無油干燥壓縮空氣(0. 5MPa)依次通過再生原料輸入管路60、第三三通轉(zhuǎn)接閥 6、第一三通轉(zhuǎn)接閥1，進(jìn)入已失活的SCR催化劑反應(yīng)器2中，將催化劑表面灰塵吹掃干凈，爾后經(jīng)第二三通轉(zhuǎn)接閥3，再生氣體在煙氣排放管路30實(shí)現(xiàn)排空?？諝獯祾邥r(shí)間2h。(II)酸洗除堿將酸溶液依次通過再生原料輸入管路60、第三三通轉(zhuǎn)接閥6、第一三通轉(zhuǎn)接閥1， 進(jìn)入已失活的SCR催化劑反應(yīng)器2中，進(jìn)行噴淋，將堿(土)金屬脫除，爾后經(jīng)第二三通轉(zhuǎn)接閥3，再生氣體在煙氣排放管路30實(shí)現(xiàn)排空。以ICP法檢測酸洗后的溶液，直至無堿(土) 金屬檢出。酸溶液溶質(zhì)為乙酸，溶劑為去離子水； !1值5.5。(III)干燥焙燒將無油干燥壓縮空氣(0. IMPa)依次通過再生原料輸入管路60、第三三通轉(zhuǎn)接閥 6、第一三通轉(zhuǎn)接閥1，進(jìn)入SCR催化劑反應(yīng)器2中，對失活后SCR催化劑干燥焙燒處理。干燥焙燒條件200/350 °C各濁。(IV)主劑補(bǔ)充[0062]將主劑補(bǔ)充溶液依次通過再生原料輸入管路60、第三三通轉(zhuǎn)接閥6、第一三通轉(zhuǎn)接閥1，進(jìn)入已失活的SCR催化劑反應(yīng)器2中進(jìn)行噴淋，對失活后SCR催化劑進(jìn)行主劑補(bǔ)充溶液噴淋，補(bǔ)充活性物質(zhì)，爾后經(jīng)第二三通轉(zhuǎn)接閥3進(jìn)入循環(huán)池4中，再經(jīng)循環(huán)泵5通入第三三通轉(zhuǎn)接閥6中，完成一輪循環(huán)，如此往復(fù)，活性物質(zhì)補(bǔ)充劑最后在循環(huán)池4底部的主劑補(bǔ)充液排放管路40排放。主劑補(bǔ)充溶液溶質(zhì)為SCR催化劑中活性物質(zhì)(主劑)V2O5-WO3的前驅(qū)物，溶劑為去離子水。其中，V2O5前驅(qū)物釩酸銨(NH4V6O16) ；WO3前驅(qū)物仲鎢酸銨 ((NH4)10(H2W12O42) · 4H20)。主劑補(bǔ)充溶液各組分質(zhì)量百分比濃度(以金屬氧化物計(jì))分別為2.5wt% V2O5-O. 55wt% WO3。主劑補(bǔ)充溶液在系統(tǒng)中循環(huán)時(shí)間6h。(V)干燥焙燒將無油干燥壓縮空氣(0. IMPa)依次通過再生原料輸入管路60、第三三通轉(zhuǎn)接閥 6、第一三通轉(zhuǎn)接閥1，進(jìn)入SCR催化劑反應(yīng)器2中，對失活后SCR催化劑干燥焙燒處理。干燥焙燒條件200/350 °C各濁。再生后的SCR催化劑可通過步驟(1)實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝。實(shí)施例2 (I)SCR催化劑脫硝反應(yīng)將煙氣通過煙氣輸入管路10、第一三通轉(zhuǎn)接閥1引入到裝有SCR催化劑 (V205-Mo03/Ti02)的反應(yīng)器中，發(fā)生脫硝反應(yīng)，脫硝后煙氣通入第二三通轉(zhuǎn)接閥3中，通過煙氣排放管路30實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。SCR催化劑脫硝反應(yīng)條件NH3/N0摩爾比1. 2，O2濃度8 %，反應(yīng)溫度380°C，氣體空速 ΘΟΟΟΙΓ1。(2) SCR催化劑再生過程SCR催化劑失活后，可通過SCR催化劑再生過程復(fù)活，所述的再生過程嚴(yán)格按如下工藝步驟操作進(jìn)行(I)空氣吹掃同實(shí)施例1，空氣吹掃時(shí)間4h。(II)酸洗除堿同實(shí)施例1，所述的酸溶液溶質(zhì)為乙二酸和檸檬酸混合物，溶劑為去離子水；PH 值 6. 5。(III)干燥焙燒同實(shí)施例1，干燥焙燒條件200/350°C各4h。(IV)主劑補(bǔ)充同實(shí)施例1。主劑補(bǔ)充溶液溶質(zhì)為SCR催化劑中活性物質(zhì)(主劑)V2O5-MoO3的前驅(qū)物，溶劑為去離子水。其中，V2O5前驅(qū)物偏釩酸銨(NH4VO3) ；MoO3前驅(qū)物七鉬酸銨 ((NH4)6Mo7O24 · 4H20)。主劑補(bǔ)充溶液各組分質(zhì)量百分比濃度(以金屬氧化物計(jì))分別為5.5wt%V2O5-O. 50wt% MoO3。主劑補(bǔ)充溶液在系統(tǒng)中循環(huán)時(shí)間8h。(V)干燥焙燒同實(shí)施例1，再生后的SCR催化劑可通過步驟(1)實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝。
權(quán)利要求1. 一種SCR催化劑可實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng)與再生的裝置，包括反應(yīng)器、循環(huán)池，其特征在于 反應(yīng)器的入口與第一三通轉(zhuǎn)接閥的B連接口連通，第一三通轉(zhuǎn)接閥的A連接口與煙氣輸入管路連接；反應(yīng)器與循環(huán)池間設(shè)有第二三通轉(zhuǎn)接閥，反應(yīng)器與第二三通轉(zhuǎn)接閥的D連接口連接，第二三通轉(zhuǎn)接閥的E連接口與煙氣排放管路連接，第二三通轉(zhuǎn)接閥的F連接口與循環(huán)池連通；循環(huán)池設(shè)有循環(huán)泵，循環(huán)泵的出口與第三三通轉(zhuǎn)接閥的H連接口連接，第三三通轉(zhuǎn)接閥的G連接口與再生原料輸入管路連接，第三三通轉(zhuǎn)接閥的J連接口與第一三通轉(zhuǎn)接閥的C連接口連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種SCR催化劑可實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng)與再生的反應(yīng)器裝置，包括反應(yīng)器、循環(huán)池，反應(yīng)器的入口設(shè)有與煙氣輸入管路連接的第一三通轉(zhuǎn)接閥，反應(yīng)器與循環(huán)池間設(shè)有第二三通轉(zhuǎn)接閥，循環(huán)池通過循環(huán)泵后與第三三通轉(zhuǎn)接閥連通后與第一三通轉(zhuǎn)接閥連通。本實(shí)用新型將SCR催化劑再生反應(yīng)裝置與SCR催化劑脫硝反應(yīng)裝置融合為一個(gè)反應(yīng)裝置，有效降低設(shè)備投資成本，避免SCR催化劑拆卸與重新安裝工序與費(fèi)用，省時(shí)省力。
文檔編號B01D53/56GK201969496SQ20102067410
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者吳忠標(biāo), 程常杰, 莫建松, 鞠耀明 申請人:浙江天藍(lán)環(huán)保技術(shù)有限公司