專利名稱：一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種操作簡單，占用空間小，控制方便，可靠性強、經(jīng)濟性好的選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置。
背景技術：
隨著環(huán)保意識的增強，火力發(fā)電廠煙氣NOx排放對空氣的污染日益引起各國的關注與重視，我國2011年7月29日由環(huán)境保護部和國家質量技術監(jiān)督檢驗總局聯(lián)合發(fā)布的最新版《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)則對火電廠的NOx排放提出了極為嚴格的限制要求。要達到新的排放標準，僅靠低氮燃燒技術已無法實現(xiàn)，必須進行煙氣脫硝措施。目前，火力發(fā)電廠中所采用的主要是選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝的裝置，目前公開的專利主要有(I)中國神華能源股份有限公司；北京國華電力有限責任公司；神華國華國際電 力股份有限公司北京熱電分公司周國民；唐建城；李振忠；王松峰；趙海軍發(fā)明的煙氣脫硝設備，專利號CN201120060263. 3 ；(2)東南大學徐海濤；周長城；沈凱發(fā)明的防止爆米花灰堵塞催化劑的煙氣脫硝裝置，專利號 CN201110116353. 4 ；(3)上海交通大學；上海電氣石川島電站環(huán)保工程有限公司袁景淇；張碩；許媛媛；張善偉；金強；李雨；王景成發(fā)明的用于選擇性催化還原脫硝裝置的V形混合格柵，專利號 CN201010574010. 8 ；(4)江蘇省南通市通港路58號南通亞泰船舶工程有限公司王德榮發(fā)明的加熱式脫硝裝置，專利號CN201020295562. 0 ；(5)浙江省杭州市西湖區(qū)教工路18號世貿(mào)麗晶城歐美中心A座C區(qū)15層曾永??；徐芙蓉發(fā)明的一種余熱鍋爐和SCR脫硝裝置的整合設備，專利號CN201020280193. 8 ；(6)廣東省東莞市黃江鎮(zhèn)錦繡花園23座F鋪張作保；李康敏發(fā)明的一種高效氨法脫硝裝置，專利號CN201020129904. I ；(7)山東省新泰市青云街道辦事處玻纖玻鋼總廠劉昌林；和進發(fā)；蘇友貞；李加恩；張慎棟發(fā)明的組合式煙氣催化還原脫硝裝置，專利號CN201010236996.8;(8)陜西省西安市咸寧西路28號劉艷華；車得福發(fā)明的煙氣除塵脫硝裝置，專利號 CN200920031969. X。上述各項專利中介紹的脫硝裝置，主要存在以下問題一是催化劑不能夠循環(huán)利用，造成脫硝的成本較高；二是脫硝裝置系統(tǒng)復雜，容易出現(xiàn)故障，不能夠保障系統(tǒng)的有效利用；三是系統(tǒng)在運行的過程中自動化程度較低，不能夠很好的適應火電廠的實際應用等。現(xiàn)在實際中所用的脫硝裝置，通常采用蜂窩狀催化劑，此方法能夠有效脫除煙氣中的NOx，但運行一段時間后，催化劑一方面會因飛灰堵塞蜂窩狀管道而不能正常工作，另一方面催化劑也會逐漸失去活性，從而造成脫硝效率下降，不能夠達到良好的脫硝效果。綜上所述，目前急需一種工作原理簡單、性能可靠、適用面廣而且造價便宜，使用壽命長的飛灰與催化劑分離裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決上述的現(xiàn)有選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝過程中催化劑堵灰、催化劑中毒等的技術問題提供一種具有催化劑/飛灰分離功能的選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置，即通過加裝催化劑/飛灰分離裝置，同時催化劑采用顆粒狀，平鋪于具有一定斜度的催化劑/飛灰分離裝置的多孔床層上，并采用空氣反吹的方式，將滯留于催化劑上的飛灰定期吹掃出去，改善催化劑層的流動特性，同時，在因長期運行催化劑性能變差時，催化劑進行活化處理，采用活化后的催化劑進行補充，穩(wěn)定催化劑層對煙氣NOx的脫除效果。該裝置可以連續(xù)安全運行，高效脫除煙氣NOx，降低煙氣NOx排放水平。本實用新型的技術原理 在本實用新型中，催化劑采用顆粒狀，平鋪于與煙道水平成30° 45°的多孔床層上，煙氣通過床層，在噴氨作用下，煙氣中的NOx與NH3反應，NOx被催化還原成N2,降低NOx排放。在煙氣通過催化劑層時，煙氣中的部分飛灰會滯留于催化劑層，影響催化劑性能，同時會增加流阻，本實用新型采用空氣反吹的方式，將滯留于催化劑層的飛灰定期吹掃出去，改善催化劑層的流動特性，同時，在因長期運行催化劑性能變差時，采用活化后的催化劑進行補充，穩(wěn)定催化劑層對煙氣NOx的脫除效果。在本實用新型的飛灰/催化劑分離裝置中，顆粒狀催化劑層置于煙道中，煙氣通過催化劑層，在噴氨作用下，煙氣中NOx被催化還原為N2,降低煙氣中NOx的濃度水平，NOx濃度水平通過SCR脫硝裝置進出口的煙氣分析儀測得，在煙氣通過催化劑層時，煙氣中的部分飛灰會滯留于催化劑層，影響催化劑性能，SCR脫硝裝置出口處的NOx濃度水平會上升;在催化劑層下表面裝設有吹掃噴嘴，當SCR脫硝裝置出口處的NOx濃度水平會上升時，會發(fā)出信號，讓壓縮空氣吹掃噴嘴或蒸汽吹掃噴嘴工作，對催化劑層的飛灰進行吹掃，減少飛灰對催化劑性能的影響及其對催化劑層流阻的增加；吹掃飛灰時會帶落部分顆粒催化劑，飛灰與催化劑一起掉落到飛灰斗中，經(jīng)過飛灰/催化劑分離裝置的分離，飛灰被飛灰收集裝置收集除去，分離出來的催化劑被送往催化劑活化設備，在350°C 400°C進行活化，活化后的催化劑被重新送回催化劑層，實現(xiàn)催化劑的重復循環(huán)利用，這也解決了因催化劑失去活性而使脫硝效率下降的問題。重新送回的催化劑的量根據(jù)催化劑層活性及煙氣NOx濃度等因素確定，其決定因素為SCR脫硝裝置出口處的NOx濃度水平。本實用新型的技術方案一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置，包括NOx含量檢測儀、NOx濃度檢測的電學式傳感器、鋪設催化劑的多孔床層和催化劑/飛灰分離裝置，還包括NOx清除裝置、通風裝置、通風板、催化劑再生儀、催化劑漏斗、催化劑輸送管道；所述的通風板置于鋪設催化劑的多孔床層的下面，通風板和鋪設催化劑的多孔床層均安裝在NOx清除裝置內(nèi)并與NOx清除裝置的水平方向成30° 45°的夾角；且所述的通風板采用均勻分布孔口的鋼板制成，單位面積上設置30 40個孔徑為IOOmm左右的孔口，從而能夠在保證強度的同時，使更多的空氣通過通風板，噴吹催化劑；所述的通風裝置經(jīng)管道與通風板相連；鋪設催化劑的多孔床層通過管道一端與催化劑添加漏斗相連，另一端與催化劑/飛灰分離裝置相連；所述的催化劑/飛灰分離裝置一方面通過管道與催化劑再生儀相連，催化劑再生儀再經(jīng)催化劑輸送管道與催化劑添加漏斗相連；另一方面催化劑/飛灰分離裝置還設有飛灰排放管道；所述的NOx清除裝置的入口與煙道相連，NOx清除裝置的出口處設置一自動閥，該自動閥的動作通過NOx濃度檢測的電學式傳感器(將NOx的流量轉化為電信號)檢測到NOx清除裝置的出口的NOx含量的變化來控制自動閥門的開啟。即將該信號通過A/D或D/A轉 換裝置后將信號傳輸于上位機，并與比較器中的設定值比較，從而控制自動閥門的開關及通風裝置的啟停。當超過設定值后，下達指令控制自動閥關閉，開啟與通風板相連的通風裝置，以便通過通風板向鋪設催化劑的多孔床層均勻的通風，吹離落于鋪設催化劑的多孔床層上的飛灰，使催化劑有足夠的面積與煙氣中的NOx接觸，從而提高NOx的脫除效率。上述的一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置，其工作路線如下煙氣通過煙道進入NOx清除裝置，在NOx清除裝置入口的煙道上安裝有NOx檢測儀，實時檢測煙氣中NOx的含量，煙氣進入裝置后，吹到安裝有催化劑顆粒的多孔床層上方，在催化劑的作用下實現(xiàn)脫除煙氣中的NOx的目的，在脫除一段時間后，在催化劑上方會落有灰塵，從而阻礙了進一步脫除NOx，此時清除裝置出口處的NOx含量檢測儀顯示NOx含量增多，通過電學式傳感器，將NOx的含量變化轉變?yōu)殡娦盘杺魉偷酵L裝置，通風裝置經(jīng)管道通過通風板向多孔床層吹入空氣，從而清除多孔床層上方的灰塵，使催化劑能夠重新與煙氣中的NOx發(fā)生反應，從而脫除NOx ；在脫除NOx的反應的過程中，有一部分催化劑、飛灰會因重力作用而落入催化劑/飛灰分離裝置，通過催化劑/飛灰分離裝置將飛灰從煙氣中分離出來回收利用，分離出來的催化劑通過管道進入催化劑再生儀，使中毒的催化劑重新恢復活性，隨后將恢復活性的催化劑經(jīng)過催化劑漏斗再加入到NOx清除裝置中，從而實現(xiàn)催化劑的回收利用；所述的催化劑再生儀能夠實現(xiàn)將中毒的催化劑活化，使其重新具有催化脫硝的功能，它主要是利用了催化劑在一定的溫度(350°C 400°C的高溫)下能夠活化，重新具有催化功能。利用上述的一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置進行脫硝的方法，包括如下步驟( I )、顆粒狀催化劑的選擇及添加選擇顆粒狀的負載活性金屬的多孔金屬氧化物為選擇性催化還原煙氣脫硝的催化劑，催化劑顆粒直徑為2 5_，催化劑的孔容為0. 05、. lml/g，孔徑為50 200nm ；所述的多孔金屬氧化物為Ti02、V205或TO3 ;活性金屬為Mn，Ce或Y -Al2O3 ;負載活性金屬質量比為2% 15% ；將催化劑鋪設于多孔床層，鋪設量為180 240kg/m3 ；微孔容積為0. 05、. lml/g的顆粒狀催化劑，使催化劑脫硝性能和耐磨強度達到最佳平衡點；孔徑為5(T200nm，以達到穩(wěn)定的脫硝性能；使催化劑恰當?shù)匿佋O于多孔床層，鋪設量為180 240kg/m3，可達到較高的脫硝效率；(2)、將選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置安裝于煙氣出口的管道上，進行脫硝處理煙氣經(jīng)一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置內(nèi)的鋪設顆粒狀催化劑的多孔床層后實現(xiàn)NOx的清除；催化劑管道被煙氣中攜帶的飛灰而堵塞，造成顆粒狀催化劑不能正常工作，脫硝效率下降，導致脫硝后的煙氣中NOx的含量超過設定值，開啟與通風板相連的通風裝置，以便通過通風板向鋪設催化劑的多孔床層均勻的通風，吹離落于催化劑管道上方的飛灰，使催化劑有足夠的面積與煙氣中的NOx接觸，從而提高NOx的脫除效率；煙氣進入放置顆粒狀催化劑的多孔床層后，有一部分催化劑隨著管道內(nèi)的煙氣 離開放置催化劑的管道，從而使脫硝效率下降，此時脫離催化劑管道的催化劑與飛灰一同進入催化劑、飛灰分離器，經(jīng)過分離后將分離出的顆粒催化劑送至催化劑再生儀，通過在350°C 400°C的溫度下密閉加熱實現(xiàn)催化劑活化，使其重新具有活性，然后通過催化劑輸送管道將其送至催化劑添加漏斗，返回到鋪設催化劑的多孔床層上重新發(fā)揮作用，從而提高了 NOx的脫除效率，最終其脫硝效率可達92%，即相對于現(xiàn)有的脫硝裝置，其脫硝效率可以提聞5 8%左右。本實用新型的有益效果本實用新型的一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置，可以解決飛灰堵塞催化劑管道與催化劑失去活性的問題造成的SCR技術中脫硝效率下降的問題，從而有效的提高SCR技術的脫硝效率，實現(xiàn)了節(jié)能減排的環(huán)保理念。另外，本實用新型的一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置，可以直接在現(xiàn)有SCR技術的基礎上，進行適當?shù)母脑?，制造十分方便。隨著環(huán)保意識的不斷增強，發(fā)電廠煙氣脫硝已經(jīng)是勢在必行，該裝置能夠更好的提高現(xiàn)有脫硝裝置的效率，其脫硝效率可以提高5 8%，因此具有十分廣闊的應用前景。從電站發(fā)展的總體趨勢方面看，高安全性、智能化、直觀化、高效率、節(jié)能減排是其主要目標，該裝置設計簡單使其制造成本大大降低，有利于后期大規(guī)模的生產(chǎn)，有助于市場占有率的提高，市場前景十分樂觀。

圖I、一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置的機構示意圖，其中I為NOx清除裝置、2為NOx檢測儀、3為NOx濃度檢測的電學式傳感器、4為通風裝置、5為飛灰、6為催化劑/飛灰分離裝置、7為催化劑再生儀、8為催化劑漏斗、9為通風板、10為催化劑輸送管道、11為自動閥門、12為上位機；圖2、通風板與鋪設催化劑的多孔床層接觸面示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例并結合附圖對本實用新型進一步闡述，但并不限制本實用新型。實施例I一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置，其結構示意圖如圖I所示，其中I為NOx清除裝置、2為NOx檢測儀、3為NOx濃度檢測的電學式傳感器、4為通風裝置、5為飛灰排放口、6為催化劑/飛灰分離裝置、7為催化劑再生儀、8為催化劑添加漏斗、9為通風板、10為催化劑輸送管道、11為自動閥門、12為上位機、13為鋪設催化劑的多孔床層；所述的通風板9置于鋪設催化劑的多孔床層13的下面，通風板9和鋪設催化劑的多孔床層13均安裝在NOx清除裝置內(nèi)并與NOx清除裝置I的水平方向均成30° 45°的夾角；通風板9與鋪設催化劑的多孔床層13接觸面示意圖如圖2所示，通風板9采用均勻分布孔口的鋼板制成，單位面積上設置3(T40個孔徑為IOOmm左右的孔口 ；所述的通風裝置4通過管道與通風板9相連；鋪設催化劑的多孔床層13通過管道一端與催化劑添加漏斗8相連，另一端與催化劑/飛灰分離裝置6相連； 所述的催化劑/飛灰分離裝置6 —方面通過管道與催化劑再生儀7相連，催化劑再生儀7再經(jīng)催化劑輸送管道10與催化劑添加漏斗8相連；另一方面催化劑/飛灰分離裝置6還設有飛灰排放口 5 ；所述的NOx清除裝置I的入口與煙道相連，NOx清除裝置I的出口處設置一自動閥11，該自動閥11的動作通過NOx濃度檢測的電學式傳感器3 (將NOx的流量轉化為電信號)檢測到NOx清除裝置I的出口的NOx含量，將該信號通過A/D或D/A轉換裝置后將信號傳輸于上位機12，并與比較器中的設定值比較，從而控制自動閥11的開關和通風裝置4的啟停。上述的一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置可以有效地提高SCR技術中的脫硝效率，最終脫硝效率可達92%。通過催化劑/飛灰分離器，實現(xiàn)飛灰與催化劑的分離，通過催化劑活化儀實現(xiàn)催化劑恢復活性，再次進入煙氣脫硝裝置，實現(xiàn)催化劑的循環(huán)利用；通過空氣均勻吹入催化劑管道，使殘留在顆粒狀催化劑層管道上方的飛灰及時清除，防止影響催化劑正常發(fā)揮功效；通過NOx檢測儀與NOx濃度電學式傳感器，實現(xiàn)NOx含量的自動檢測與自動控制，提高裝置的自動化水平；通過自動化的檢測裝置與自動控制，實現(xiàn)高效、清潔地清除飛灰中的氮氧化物，防止污染空氣，該裝置的穩(wěn)定性、可靠性高，具有較強的可用性。上述通過實施例雖然對本實用新型作了比較詳細的文字描述，但是這些文字描述，只是對本實用新型設計思路的簡單文字描述，而不是對本實用新型設計思路的限制，任何不超出本實用新型設計思路的組合、增加或修改，均落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權利要求1.一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置，包括NOx含量檢測儀、NOx濃度檢測的電學式傳感器、鋪設催化劑的多孔床層和催化劑/飛灰分離裝置，其特征在于還包括NOx清除裝置、通風裝置、通風板、催化劑再生儀、催化劑漏斗和催化劑輸送管道； 所述的通風板置于鋪設催化劑的多孔床層的下面，通風板和鋪設催化劑的多孔床層均安裝在NOx清除裝置內(nèi)并與NOx清除裝置的水平方向均成30° 45°的夾角； 所述的通風裝置經(jīng)管道與通風板相連； 鋪設催化劑的多孔床層通過管道一端與催化劑添加漏斗相連，另一端與催化劑/飛灰分離裝置相連； 所述的催化劑/飛灰分離裝置一方面通過管道與催化劑再生儀相連，催化劑再生儀再經(jīng)催化劑輸送管道與催化劑添加漏斗相連；另一方面催化劑/飛灰分離裝置還設有飛灰排放管道； 所述的NOx清除裝置的入口與煙道相連，NOx清除裝置的出口處設置一自動閥，該自動閥的動作通過電學式傳感器檢測到NOx清除裝置的出口的NOx含量來控制自動閥門的開關及通風裝置的啟停。
2.如權利要求I所述的一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置，其特征在于所述的通風板采用均勻分布孔口的鋼板制成，單位面積上設置3(T40個孔徑為IOOmm左右的孔口。
專利摘要本實用新型公開一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置，包括NOx含量檢測儀、NOx濃度檢測的電學式傳感器、鋪設催化劑的多孔床層和催化劑/飛灰分離裝置，還包括NOx清除裝置、通風裝置、通風板、催化劑再生儀、催化劑漏斗和催化劑輸送管道。即可以實現(xiàn)在清除飛灰的同時，回收催化劑。同時，該裝置沿一定角度通入空氣，吹離落在催化劑上的飛灰，防止催化劑因飛灰混入中毒、催化劑層流阻加大而不能正常工作。NOx含量檢測儀可以實時檢測經(jīng)過該裝置脫硝后的煙氣中所含有NOx的濃度，并經(jīng)過NOx濃度檢測的電學式傳感器與通風口相連，在NOx含量超過一定值時通風口自動通風進行飛灰吹掃，低于一定值時自動關閉，從而實現(xiàn)自動化。
文檔編號B01D53/90GK202497820SQ20122002855
公開日2012年10月24日 申請日期2012年1月29日 優(yōu)先權日2012年1月29日
發(fā)明者任建興, 何平, 吳江, 孫嘉奎, 孟帥琦, 潘衛(wèi)國, 石宙, 郭騰 申請人:上海電力學院