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(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種操作簡單，占用空間小，控制方便，可靠性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好的選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，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(guān)注與重視，我國2011年7月29日由環(huán)境保護(hù)部和國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)總局聯(lián)合發(fā)布的最新版《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)則對火電廠的NOx排放提出了極為嚴(yán)格的限制要求。要達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)，僅靠低氮燃燒技術(shù)已無法實(shí)現(xiàn)，必須進(jìn)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(zé)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(shè)備，專利號(hào)CN201120060263. 3 ；(2)東南大學(xué)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(hào) CN201110116353. 4 ；(3)上海交通大學(xué)；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(qiáng)；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(hào) CN201010574010. 8 ；(4)江蘇省南通市通港路58號(hào)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(hào)CN201020295562. 0 ；(5)浙江省杭州市西湖區(qū)教工路18號(hào)世貿(mào)麗晶城歐美中心A座C區(qū)15層曾永?。恍燔饺匕l(fā)明的一種余熱鍋爐和SCR脫硝裝置的整合設(shè)備，專利號(hào)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(hào)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(jìn)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(hào)CN201010236996.8;(8)陜西省西安市咸寧西路28號(hào)劉艷華；車得福發(fā)明的煙氣除塵脫硝裝置，專利號(hào) CN200920031969. X。上述各項(xiàng)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(fù)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(yùn)行的過程中自動(dòng)化程度較低，不能夠很好的適應(yīng)火電廠的實(shí)際應(yīng)用等。現(xiàn)在實(shí)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(yùn)行一段時(shí)間后，催化劑一方面會(huì)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(huì)逐漸失去活性，從而造成脫硝效率下降，不能夠達(dá)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(jià)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(shí)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(shù)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(shí)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(dòng)特性，同時(shí)，在因長期運(yùn)行催化劑性能變差時(shí)，催化劑進(jìn)行活化處理，采用活化后的催化劑進(jìn)行補(bǔ)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(yùn)行，高效脫除煙氣NOx，降低煙氣NOx排放水平。本實(shí)用新型的技術(shù)原理 在本實(shí)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(yīng)，NOx被催化還原成N2,降低NOx排放。在煙氣通過催化劑層時(shí)，煙氣中的部分飛灰會(huì)滯留于催化劑層，影響催化劑性能，同時(shí)會(huì)增加流阻，本實(shí)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(dòng)特性，同時(shí)，在因長期運(yùn)行催化劑性能變差時(shí)，采用活化后的催化劑進(jìn)行補(bǔ)充，穩(wěn)定催化劑層對煙氣NOx的脫除效果。在本實(shí)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(jìn)出口的煙氣分析儀測得，在煙氣通過催化劑層時(shí)，煙氣中的部分飛灰會(huì)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(huì)上升;在催化劑層下表面裝設(shè)有吹掃噴嘴，當(dāng)SCR脫硝裝置出口處的NOx濃度水平會(huì)上升時(shí)，會(huì)發(fā)出信號(hào)，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(jìn)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(shí)會(huì)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(shè)備，在350°C 400°C進(jìn)行活化，活化后的催化劑被重新送回催化劑層，實(shí)現(xiàn)催化劑的重復(fù)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(shí)用新型的技術(shù)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(xué)式傳感器、鋪設(shè)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(fēng)裝置、通風(fēng)板、催化劑再生儀、催化劑漏斗、催化劑輸送管道；所述的通風(fēng)板置于鋪設(shè)催化劑的多孔床層的下面，通風(fēng)板和鋪設(shè)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(fēng)板采用均勻分布孔口的鋼板制成，單位面積上設(shè)置30 40個(gè)孔徑為IOOmm左右的孔口，從而能夠在保證強(qiáng)度的同時(shí)，使更多的空氣通過通風(fēng)板，噴吹催化劑；所述的通風(fēng)裝置經(jīng)管道與通風(fēng)板相連；鋪設(shè)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(shè)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(shè)置一自動(dòng)閥，該自動(dòng)閥的動(dòng)作通過NOx濃度檢測的電學(xué)式傳感器(將NOx的流量轉(zhuǎn)化為電信號(hào))檢測到NOx清除裝置的出口的NOx含量的變化來控制自動(dòng)閥門的開啟。即將該信號(hào)通過A/D或D/A轉(zhuǎn) 換裝置后將信號(hào)傳輸于上位機(jī)，并與比較器中的設(shè)定值比較，從而控制自動(dòng)閥門的開關(guān)及通風(fēng)裝置的啟停。當(dāng)超過設(shè)定值后，下達(dá)指令控制自動(dòng)閥關(guān)閉，開啟與通風(fēng)板相連的通風(fēng)裝置，以便通過通風(fēng)板向鋪設(shè)催化劑的多孔床層均勻的通風(fēng)，吹離落于鋪設(shè)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(jìn)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(shí)時(shí)檢測煙氣中NOx的含量，煙氣進(jìn)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(shí)現(xiàn)脫除煙氣中的NOx的目的，在脫除一段時(shí)間后，在催化劑上方會(huì)落有灰塵，從而阻礙了進(jìn)一步脫除NOx，此時(shí)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(xué)式傳感器，將NOx的含量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳送到通風(fēng)裝置，通風(fēng)裝置經(jīng)管道通過通風(fēng)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(yīng)，從而脫除NOx ；在脫除NOx的反應(yīng)的過程中，有一部分催化劑、飛灰會(huì)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(jìn)入催化劑再生儀，使中毒的催化劑重新恢復(fù)活性，隨后將恢復(fù)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(shí)現(xiàn)催化劑的回收利用；所述的催化劑再生儀能夠?qū)崿F(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(jìn)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(fù)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(fù)載活性金屬質(zhì)量比為2% 15% ；將催化劑鋪設(shè)于多孔床層，鋪設(shè)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(qiáng)度達(dá)到最佳平衡點(diǎn)；孔徑為5(T200nm，以達(dá)到穩(wěn)定的脫硝性能；使催化劑恰當(dāng)?shù)匿佋O(shè)于多孔床層，鋪設(shè)量為180 240kg/m3，可達(dá)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(jìn)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(shè)顆粒狀催化劑的多孔床層后實(shí)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(dǎo)致脫硝后的煙氣中NOx的含量超過設(shè)定值，開啟與通風(fēng)板相連的通風(fēng)裝置，以便通過通風(fēng)板向鋪設(shè)催化劑的多孔床層均勻的通風(fēng)，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(jìn)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(shí)脫離催化劑管道的催化劑與飛灰一同進(jìn)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(shí)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(shè)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(dá)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(shí)用新型的有益效果本實(shí)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(shù)中脫硝效率下降的問題，從而有效的提高SCR技術(shù)的脫硝效率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的環(huán)保理念。另外，本實(shí)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(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，制造十分方便。隨著環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，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(yīng)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(biāo)，該裝置設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)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(xué)式傳感器、4為通風(fēng)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(fēng)板、10為催化劑輸送管道、11為自動(dòng)閥門、12為上位機(jī)；圖2、通風(fēng)板與鋪設(shè)催化劑的多孔床層接觸面示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步闡述，但并不限制本實(shí)用新型。實(shí)施例I一種選擇性催化還原煙氣脫硝的裝置，其結(jié)構(gòu)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(xué)式傳感器、4為通風(fēng)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(fēng)板、10為催化劑輸送管道、11為自動(dòng)閥門、12為上位機(jī)、13為鋪設(shè)催化劑的多孔床層；所述的通風(fēng)板9置于鋪設(shè)催化劑的多孔床層13的下面，通風(fēng)板9和鋪設(shè)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(fēng)板9與鋪設(shè)催化劑的多孔床層13接觸面示意圖如圖2所示，通風(fēng)板9采用均勻分布孔口的鋼板制成，單位面積上設(shè)置3(T40個(gè)孔徑為IOOmm左右的孔口 ；所述的通風(fēng)裝置4通過管道與通風(fēng)板9相連；鋪設(shè)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(shè)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(shè)置一自動(dòng)閥11，該自動(dòng)閥11的動(dòng)作通過NOx濃度檢測的電學(xué)式傳感器3 (將NOx的流量轉(zhuǎn)化為電信號(hào))檢測到NOx清除裝置I的出口的NOx含量，將該信號(hào)通過A/D或D/A轉(zhuǎn)換裝置后將信號(hào)傳輸于上位機(jī)12，并與比較器中的設(shè)定值比較，從而控制自動(dòng)閥11的開關(guān)和通風(fēng)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(shù)中的脫硝效率，最終脫硝效率可達(dá)92%。通過催化劑/飛灰分離器，實(shí)現(xiàn)飛灰與催化劑的分離，通過催化劑活化儀實(shí)現(xiàn)催化劑恢復(fù)活性，再次進(jìn)入煙氣脫硝裝置，實(shí)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(shí)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(xué)式傳感器，實(shí)現(xiàn)NOx含量的自動(dòng)檢測與自動(dòng)控制，提高裝置的自動(dòng)化水平；通過自動(dòng)化的檢測裝置與自動(dòng)控制，實(shí)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(qiáng)的可用性。上述通過實(shí)施例雖然對本實(shí)用新型作了比較詳細(xì)的文字描述，但是這些文字描述，只是對本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路的簡單文字描述，而不是對本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路的限制，任何不超出本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路的組合、增加或修改，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)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(xué)式傳感器、鋪設(shè)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(fēng)裝置、通風(fēng)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(fēng)板置于鋪設(shè)催化劑的多孔床層的下面，通風(fēng)板和鋪設(shè)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(fēng)裝置經(jīng)管道與通風(fēng)板相連； 鋪設(shè)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(shè)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(shè)置一自動(dòng)閥，該自動(dòng)閥的動(dòng)作通過電學(xué)式傳感器檢測到NOx清除裝置的出口的NOx含量來控制自動(dòng)閥門的開關(guān)及通風(fēng)裝置的啟停。
2.如權(quán)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(fēng)板采用均勻分布孔口的鋼板制成，單位面積上設(shè)置3(T40個(gè)孔徑為IOOmm左右的孔口。
專利摘要本實(shí)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(xué)式傳感器、鋪設(shè)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(fēng)裝置、通風(fēng)板、催化劑再生儀、催化劑漏斗和催化劑輸送管道。即可以實(shí)現(xiàn)在清除飛灰的同時(shí)，回收催化劑。同時(shí)，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(shí)時(shí)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(xué)式傳感器與通風(fēng)口相連，在NOx含量超過一定值時(shí)通風(fēng)口自動(dòng)通風(fēng)進(jìn)行飛灰吹掃，低于一定值時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
文檔編號(hào)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(quán)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(xué)院