本發(fā)明涉及脫硝催化劑活性恢復的
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種SCR脫硝催化劑在線恢復活性的方法。
背景技術(shù)：
：氮氧化物(NOx)由于其能促進酸雨形成且會對人體的血液呼吸系統(tǒng)造成直接損害，已成為亟需控制治理的主要大氣污染物之一。火電行業(yè)氮氧化物排放量占45％左右，是我國NOx排放量的最主要來源。根據(jù)新《大氣污染物排放標準》，在重點地區(qū)，所有火電投運機組從2014年7月1日開始NOx排放濃度不超過100mg/m3，“超低排放”提出新的減排標桿，氮氧化物排放濃度(基準含氧量6％)不超過50mg/m3。因此降低NOx排放量成為各大電廠面臨的主要問題。在眾多煙氣脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù)因其高效、可靠而廣泛應用于燃煤電廠。SCR脫硝催化劑是SCR技術(shù)核心，其性能直接影響SCR系統(tǒng)脫硝效率。燃煤電廠常見商用催化劑為蜂窩型釩鈦基催化劑，以TiO2為載體，以V2O5-WO3(MoO3)等貴金屬氧化物為活性組分，使用壽命一般為20000-30000h。為滿足催化劑280-420℃的活性溫度窗口，實際工程中SCR系統(tǒng)通常采用高灰布置，即將SCR反應器置于省煤器之后，除塵裝置之前。在這種布置下，煙氣中粉塵含量較高，其中的各種有毒的化學成分，尤其是堿金屬和砷的氧化物及鹽會堵塞、毒化催化劑，使催化劑長期運行中活性降低，使用壽命減少。然而SCR催化劑投資費用較高，以某1000MW燃煤機組為例，一層催化劑體積為274m3，三層催化劑體積為822m3，按照每立方米催化劑價格4萬元，初次投資費用共需3288萬元。目前國內(nèi)外關(guān)于SCR催化劑再生的專利已有不少。公開號為CN101574671的中國專利文獻公開了一種由表面活性劑、促進劑、偏釩酸銨、仲鎢酸銨和酸配成的再生液，還公開了SCR催化劑經(jīng)過干空氣吹掃、再生液浸漬、干燥烘焙的再生工藝。公開號為CN102658215B的中國專利文獻公開了一種SCR煙氣脫硝催化劑再生方法，催化劑由乳化劑和酸組成清洗液清洗后，再由促進劑與活性成分前驅(qū)物構(gòu)成活性補充液再生。公開號為CN102814201A的中國專利文獻公開了一種催化劑經(jīng)過酸性清洗液和堿性清洗液清洗后再由再生液再生的方法。韓國專利(No.2006-0038184)公開的一種選擇性催化還原(SCR)催化劑的再生方法中，混合溶液包括偏釩酸銨、仲鎢酸銨和硫酸。公開號為CN102989484A的中國專利文獻公開的一種再生裝置，包括外殼、放電極、接電極、高壓脈沖電源。再生時直接將催化劑置于含有再生液的裝置中，用低溫等離子體誘導再生。公開號為CN105435862A的中國專利文獻公開了SCR催化劑自動清洗工藝線，包括鼓泡清洗單元池、射流清洗單元池、化學清洗單元池和漂洗單元池，該工藝線能自動化工作。公開號為CN103055962B的中國專利文獻公開了一種SCR脫硝催化劑再生方法及其設備，再生工藝中催化劑先經(jīng)過吹塵吸塵工藝，然后經(jīng)過化學清洗液清洗、超聲清洗后干燥完成再生。同時公開的清洗設備包括清洗池、攪動設備、加熱裝置和超聲裝置。上述專利公開的SCR催化劑的再生工藝中，均需要將SCR系統(tǒng)停車拆裝催化劑，并加入對環(huán)境不友好的偏釩酸銨溶液來恢復活性。目前，關(guān)于在鍋爐持續(xù)運行過程中對SCR脫硝催化劑在線活性恢復的專利方法尚存在空白。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種SCR脫硝催化劑在線恢復活性的方法，該方法使用的清洗液簡單、成本低，并且該方法在系統(tǒng)持續(xù)進行脫硝的同時對SCR脫硝催化劑進行活性恢復。一種SCR脫硝催化劑在線恢復活性的方法，所采用的SCR脫硝系統(tǒng)包括裝有SCR脫硝催化劑的脫硝反應器，脫硝反應器的進口通過連接煙道與省煤器的出口相連，連接煙道上設有噴氨格柵，在SCR脫硝催化劑催化煙氣脫硝的過程中，從省煤器或省煤器與噴氨格柵之間的空間向脫硝系統(tǒng)中通入飽和水汽對SCR脫硝催化劑進行清洗；通入飽和水汽的體積流量為煙氣體積流量的2～20％。在常規(guī)的生產(chǎn)中，在產(chǎn)生NOx的鍋爐之后依次安裝有省煤器、噴氨格柵和SCR脫硝反應器，SCR脫硝反應器內(nèi)裝有SCR脫硝催化劑。鍋爐產(chǎn)生的含NOx的煙氣依次通過省煤器、噴氨格柵，進入SCR脫硝反應器在SCR脫硝催化劑的催化作用下進行選擇性催化還原反應。飽和水汽與煙氣一起進入SCR脫硝反應器沖洗SCR脫硝催化劑，飽和水汽溶解SCR脫硝催化劑表面上沉積的毒性金屬氧化物或者鹽后，隨煙氣一通排出，同時飽和水汽還能溶解煙氣灰分，減輕其對SCR脫硝催化劑的堵塞，增加運行較長時間后的SCR脫硝催化劑的比表面積；水汽中富含的游離氧離子能增加SCR脫硝催化劑表面的吸附氧，這些均有利于SCR脫硝催化劑的活性恢復。作為優(yōu)選，從省煤器的空間向脫硝系統(tǒng)中通入飽和水汽對SCR脫硝催化劑進行清洗。需要活性恢復的SCR脫硝催化劑，其持續(xù)運行時間在8000小時以上。所述的飽和水汽可以為純水的飽和水汽也可以為工業(yè)用水的飽和水汽，為降低運行成本，作為優(yōu)選，所述的飽和水汽為工業(yè)用水的飽和水汽。作為優(yōu)選，通入飽和水汽的體積流量為煙氣體積流量的5～10％。通入的飽和水汽的比例過低時不能達到很好的清洗效果，比例過高時會造成SCR脫硝催化劑中活性物質(zhì)的流失，因為SCR脫硝催化劑表面的活性物質(zhì)也會有部分溶于水蒸汽中。作為優(yōu)選，通入飽和水汽的壓力為0.2～1.8Mpa；進一步優(yōu)選的，通入飽和水汽的壓力為0.2～0.5Mpa。進一步優(yōu)選的，通入飽和水汽的體積流量為煙氣體積流量的3～7％，通入飽和水汽的壓力為0.2～0.5Mpa。清洗時間的長短決定這SCR脫硝催化劑活性的恢復程度，作為優(yōu)選，清洗持續(xù)時間為24～120小時；進一步優(yōu)選的，清洗持續(xù)時間為80～120小時。清洗時間過短，不能有效清洗SCR脫硝催化劑，使其活性恢復效果不佳；清洗時間過長將會增加運行成本。本發(fā)明中，所述的SCR脫硝催化劑為蜂窩型選擇性催化還原脫硝催化劑。所述的SCR脫硝催化劑以V2O5-WO3為主要活性組分。作為優(yōu)選，本發(fā)明的SCR脫硝催化劑在線恢復活性的方法適用于燃煤電廠、熱電廠、垃圾發(fā)電廠和玻璃爐窯的尾氣脫硝過程。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：(1)本發(fā)明的SCR脫硝催化劑在線恢復活性的方法，能夠?qū)CR脫硝催化劑進行有效清潔，在不影響SCR系統(tǒng)脫硝運行的前提下，無需拆卸SCR脫硝系統(tǒng)，能較好恢復運行一段時間的SCR脫硝催化劑的活性；(2)采用本發(fā)明方法清洗后的SCR脫硝催化劑，活性均恢復10％以上；(3)本發(fā)明清洗過程綠色環(huán)保，配方簡單、成本低，且能有效優(yōu)化催化劑的表面孔結(jié)構(gòu)，改善催化劑的表面狀況。附圖說明圖1為煙氣SCR脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式如圖1所示，煙氣SCR脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙道送入SCR脫硝反應器1內(nèi)，鍋爐與SCR脫硝反應器1之間的煙道內(nèi)依次設有省煤器2和噴氨格柵3。液氨/尿素儲罐4內(nèi)的液氨/尿素溶液通過泵輸送至蒸發(fā)器5，空氣通過預熱后也通入蒸發(fā)器5內(nèi)，液氨/尿素溶液蒸發(fā)后在混合器6內(nèi)混合后從噴氨格柵噴入，與煙氣一起進入SCR脫硝反應器1內(nèi)進行SCR脫硝反應。本發(fā)明的SCR脫硝催化劑在線恢復活性的方法為：在省煤器2或省煤器2與噴氨格柵2之間的部位噴入飽和水汽，飽和水汽與煙氣一起進入SCR脫硝反應器1內(nèi)，對SCR脫硝催化劑進行清洗。催化劑脫硝活性測試方法如下：SCR催化劑脫硝活性測試裝置由配氣系統(tǒng)，催化反應系統(tǒng)和尾氣檢測系統(tǒng)組成。將整裝蜂窩催化劑(150mm×150mm×750mm)切割為小型檢測塊(24mm×24mm×90mm)，然后將小型檢測塊放入固定管式反應器。根據(jù)燃煤電廠實際工況設定各氣體成分含量：及n(NH3):n(NO)＝1.0，N2作為平衡氣，反應溫度范圍為350℃，氣體總流量為272L/h，空速為5000h-1。采用美國熱電公司生產(chǎn)的煙氣分析儀進行采集和分析反應后的氣體成分，主要是NO和NO2的濃度，每次測定系統(tǒng)至少穩(wěn)定30min。以NOx的轉(zhuǎn)化率作為催化劑脫硝活性評價指標，計算公式如下：其中，NOin和NO2in分別為經(jīng)過SCR脫硝催化劑前NO和NO2的濃度(ppm)；NOout和NO2out分別為經(jīng)過SCR脫硝催化劑后NO和NO2的濃度(ppm)。實施例1某660MW燃煤電廠SCR脫硝催化劑持續(xù)運行20000h，然后從在省煤器空間部位預先開好的噴口注入純水的飽和水汽，飽和水汽與煙氣一起進入SCR脫硝系統(tǒng)對SCR脫硝催化劑進行清洗，通入蒸汽壓力0.3MPa，飽和水汽流量為煙氣體積流量的5％，整個過程持續(xù)120h。整個清洗過程中SCR脫硝系統(tǒng)可以連續(xù)運行。為檢測SCR脫硝催化劑樣品清洗后的性質(zhì)變化，待清洗完成后，系統(tǒng)停下，取出SCR脫硝系統(tǒng)中第一層催化劑，進行其清洗前后的活性進行分析，分析結(jié)果如表1所示。表1實施例1中SCR脫硝催化劑清洗前后的活性測試結(jié)果SCR脫硝催化劑樣品脫硝效率清洗前75％清洗后91％實施例2某660MW燃煤電廠SCR脫硝催化劑持續(xù)運行25000h，然后從在噴氨格柵空間部位上端預先開好的噴口注入純水的飽和水汽，飽和水汽與煙氣一起進入SCR脫硝系統(tǒng)對SCR脫硝催化劑進行清洗，通入蒸汽壓力0.4MPa，飽和水汽流量為煙氣體積流量的5％，整個過程持續(xù)96h。整個清洗過程中SCR脫硝系統(tǒng)可以連續(xù)運行。為檢測SCR脫硝催化劑樣品清洗后的性質(zhì)變化，待清洗完成后，系統(tǒng)停下，取出SCR脫硝系統(tǒng)中第一層催化劑，進行其清洗前后的活性進行分析，分析結(jié)果如表2所示。表1實施例2中SCR脫硝催化劑清洗前后的活性測試結(jié)果SCR脫硝催化劑樣品脫硝效率清洗前72％清洗后87％對比例1與實施例1相比，不同之處在于通入的飽和水汽流量為煙氣體積流量的1％。SCR脫硝催化劑清洗前其脫硝效率為75％，清洗后其脫硝效率為77％。通入的飽和水汽的比例過低時，不能對SCR脫硝催化劑進行有效的清洗，其活性恢復的效果不佳。對比例2與實施例1相比，不同之處在于通入的飽和水汽流量為煙氣體積流量的25％。SCR脫硝催化劑清洗前其脫硝效率為75％，清洗后其脫硝效率為78％。通入的飽和水汽的比例過高時，SCR脫硝催化劑表面的活性物質(zhì)被部分溶劑，活性物質(zhì)流失造成SCR脫硝催化劑活性的降低。測試例1利用實驗室分析儀器對實施例1中進行清洗前后的SCR脫硝催化劑的組分含量進行檢測，檢測結(jié)果如表3所示。表3實施例1中SCR脫硝催化劑清洗前后的組分含量如表3所示，SCR脫硝催化劑持續(xù)運行20000h后，其表面沉積的有毒物質(zhì)包括堿金屬化合物、堿土金屬化合物、砷化合物和硫化物，在清洗后這些有毒物質(zhì)均有所減少，而活性組分五氧化二釩、氧化鎢則有所增加。在清洗過程中，飽和水汽溶解SCR脫硝催化劑表面的有毒物質(zhì)，使其活性組分暴露出來。測試例2利用實驗室分析儀器對實施例1中進行清洗前后的SCR脫硝催化劑的物理性質(zhì)和部分元素化學價態(tài)變化進行檢測，檢測結(jié)果如表4所示。表4實施例1中SCR脫硝催化劑清洗前后的物理性質(zhì)和元素化學價態(tài)分析結(jié)果清洗前清洗后比表面積(m2/g)37.49651.012總孔體積(cc/g))0.2180.297平均孔直徑(nm)23.25918.161化學吸附氧(％)23.628.4表面V5+/V4+0.350.64如表4所示，對SCR脫硝催化劑進行清洗后，其比表面積和總孔體積有所增大，其表面的化學吸附樣增多，清洗后五價的礬含量增加，從而清洗后SCR脫硝催化劑的活性得到恢復。本發(fā)明對失活SCR脫硝催化劑能進行有效在線活性恢復，清洗過程不會產(chǎn)生污染。本發(fā)明使用的清洗液配方簡單、成本低。當前第1頁1 2 3