專利名稱：一種失活脫硝催化劑的在線維護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于SCR催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及對(duì)失活脫硝催化劑的清洗再生方法。
背景技術(shù)：
2011年7月，環(huán)境保護(hù)部正式批準(zhǔn)實(shí)施《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13224—2011)。由于《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡(jiǎn)稱新排放標(biāo)準(zhǔn))涉及每一臺(tái)火力發(fā)電機(jī)組全部運(yùn)行階段的污染物排放濃度控制要求，而本次“新排放標(biāo)準(zhǔn)”中大幅度提升了火電廠大氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)新建、已建火電廠的二氧化硫、氮氧化物的排放限制，比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的控制限值嚴(yán)格了幾倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過美國(guó)和歐洲，成為最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)“新排放標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定在國(guó)土開發(fā)密度較高，環(huán)境承載能力開始減弱，或大氣環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴(yán)重大氣環(huán)境污染問題而需要嚴(yán)格控制大氣污染物排放重點(diǎn)地區(qū)(目前尚未規(guī)定重點(diǎn)地區(qū)、城市)，應(yīng)嚴(yán)格控制企業(yè)的污染物排放行為，重點(diǎn)地區(qū)燃煤發(fā)電鍋爐氮氧化物的排放濃度小于100mg/m3。截至2011年末，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)總量達(dá)到10.5億kw，其中火電裝機(jī)7.07億kw。據(jù)環(huán)保部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2011年底，脫硝裝機(jī)容量為1.29億千瓦。我們保守估計(jì)按2015年前，新裝機(jī)組5000萬千瓦都上脫硝設(shè)備(強(qiáng)制要求)，存量機(jī)組80%改造(參照脫硫改造指標(biāo))，則2012-2014年間脫硝改造裝機(jī)量4.62千瓦，新建裝機(jī)1.5億千瓦，合計(jì)新增脫硝機(jī)組容量6.12億千瓦，即年均超過2億千瓦，市場(chǎng)規(guī)?？赡芨哌_(dá)1200億元。根據(jù)“新排放標(biāo)準(zhǔn)”要求，2014年后所有燃煤機(jī)組氮氧化物排放濃度每標(biāo)準(zhǔn)立方米要達(dá)到lOOmg/m3以下，幾乎所有燃煤機(jī)組都需要安裝選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝裝置，才有可能達(dá)到此要求。預(yù)計(jì)2012-2014年間新增脫硝機(jī)組市場(chǎng)年均為0.5億kw，SCR工程市場(chǎng)容量可能達(dá)到689.4億元。SCR設(shè)備投資中，催化劑占到初次投資的30%-40% ;在運(yùn)行期每3_4年后需更換?？梢姶呋瘎┰赟CR技術(shù)中占到核心地位。火電SCR脫硝的催化劑化學(xué)壽命在16000-24000小時(shí)，按機(jī)組每年利用小時(shí)數(shù)在5000-6000h計(jì)算，其壽命為4年左右；在設(shè)計(jì)壽命后期，隨著脫硝效率的下降，需要進(jìn)行催化劑的部分或整體更換。截至2011年，已投運(yùn)的脫硝機(jī)組達(dá)到1.29億千瓦，按每年催化劑更換1/3-1/4比例計(jì)算，此部分機(jī)組年均市場(chǎng)容量為9.4億元。2014年后的更換需求:2014年以后，以前初裝的脫硝機(jī)組開始更換催化齊U，按年均1/4的更換率，則年催化劑更換率達(dá)到17萬m3，市場(chǎng)容量達(dá)到60.9億元。如果能夠?qū)κЩ畲呋瘎┻M(jìn)行再生，對(duì)于降低脫硝運(yùn)行費(fèi)用非常重要。目前,選擇性催化還原(SCR,即selective catalytic reduction)煙氣脫硝催化劑的在線維護(hù)研究并不多。
CN102059156A公開了一種用于燃煤電廠蜂窩式脫硝催化劑再生液以及再生方法，再生液包括清洗液和活性補(bǔ)充液，其中清洗液含有H2SO4和乳化劑S-185 ;活性補(bǔ)充液含有VOSO4和偏鎢酸銨；清洗方法采用超聲波清洗；再生后的催化劑，其相對(duì)活性(K/Ko)為0.95-0.99，S02/S03轉(zhuǎn)化率均小于1%，滿足工程要求。CN101574671公開了一種占總含量0.001 Iwt %的滲透促進(jìn)劑JFC，占總含量0.001 Iwt %的表面活性劑0P-10，占總含量O lwt%的平平加，占總含量0.6 4wt%的偏釩酸銨，占總含量5.5 12.5wt%的仲鎢酸銨，占總含量再生液總量O 6.5wt%的仲鑰酸銨，余量為去離子水和酸。催化劑再生后活性恢復(fù)高達(dá)到90 105%。經(jīng)過再生后的催化劑完全能夠被繼續(xù)正常使用，使用壽命可以達(dá)到新催化劑的95%以上。CN102861621A公開了一種SCR脫硝催化劑清洗再生方法，包括吹灰一清洗一再生一干燥煅燒。其中清洗所采用的清洗液為含硫酸和酸性緩蝕劑的水溶液，清洗過程中還產(chǎn)生氣泡幫助洗滌；再生所采用的再生液包括偏釩酸銨、偏鎢酸銨、分散劑MF、草酸溶液，再生過程中還產(chǎn)生氣泡幫助再生。CN102389838A公開了一種SCR脫硝催化劑的在線清洗工藝，步驟為吹灰一清洗再生一烘干，清洗再生所采用的清洗液包括偏釩酸銨、仲鎢酸銨、分散劑MF、草酸溶液。目前廣泛使用的清洗液、再生液大多含有硫酸或者草酸等酸性物質(zhì)，使用過程中將含有這些酸性物質(zhì)的水溶液直接注入脫硝裝置，在對(duì)脫硝催化劑清洗再生的同時(shí)常常會(huì)給脫硝裝置造成腐蝕，當(dāng)流速較大時(shí)也會(huì)對(duì)催化劑表面造成一定的損壞，而且由于溶液在催化劑表面的停留時(shí)間較短，清洗液、再生液的需求量也較大，這些都增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種失活脫硝催化劑的在線維護(hù)方法，可以對(duì)失活不嚴(yán)重的催化劑進(jìn)行清洗再生的同時(shí)且不腐蝕脫硝裝置，并節(jié)約清洗液、再生液的用量。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種失活脫硝催化劑的在線維護(hù)方法，包括吹灰、清洗、再生和吹干步驟，其特征在于:所述清洗步驟是采 用泡沫機(jī)將清洗液壓縮成清洗泡沫通入脫硝裝置中；所述再生步驟是采用泡沫機(jī)將再生液壓縮成再生泡沫通入脫硝裝置中。吹灰:在SCR系統(tǒng)中使用吹灰裝置吹除催化劑中堵塞的粉塵和飛灰，吹灰時(shí)間為ltT2h，使催化劑呈良好的暢通狀態(tài)，去除大塊的雜質(zhì)。清洗:為防止水溶液清洗對(duì)脫硝裝置造成腐蝕和對(duì)催化劑表面造成損害，采用泡沫機(jī)將清洗液壓縮成泡沫噴出。清洗液包括0.Γ0.5mol/L的稀硫酸和0.01wt°ri0wt%的微孔滲透劑JFC，利用泡沫機(jī)將清洗液壓縮成泡沫通入脫硝裝置中，泡沫流速為0.0flm/s,清洗時(shí)間為30min 2h。再生:為防止水溶液再生對(duì)脫硝裝置造成腐蝕和對(duì)催化劑表面造成損害，采用泡沫機(jī)將再生液壓縮成泡沫噴出。再生液含有l(wèi)wt°/Tl0wt%的偏釩酸鹽，并用草酸調(diào)節(jié)PH至5-7，再加入0.01wt°ri0wt%的微孔滲透劑JFC使其具有起泡的性能，利用泡沫機(jī)將再生液壓縮成泡沫通入脫硝裝置中，泡沫流速為0.0f lm/s，再生時(shí)間為30mirT2h。吹干:在再生步驟結(jié)束0.5tT2h后，對(duì)清洗再生后的催化劑進(jìn)行吹干，吹干時(shí)間為0.5h 4h。本發(fā)明的有益效果:能夠?qū)稍偕阅芰己玫拇呋瘎┻M(jìn)行在線清洗維護(hù)，增加了催化劑的使用壽命。將清洗液和再生液配置成可以起泡的液體，再使用泡沫機(jī)將清洗液和再生液壓縮成泡沫之后，再通入脫硝裝置中，不僅提高了清洗再生效率，而且有效地避免了使用溶液進(jìn)行清洗再生給脫硝設(shè)備造成的腐蝕以及催化劑的損害，同時(shí)減少了清洗液、再生液的用量，節(jié)約了成本。
具體實(shí)施例方式所選用的催化劑為燃煤電場(chǎng)中使用了 I年的蜂窩式脫硝催化劑，在煙氣中一氧化氮濃度為500X 10—6 (v/v)，煙氣空速為lOOOOh—1的條件下，脫硝效率為82.5%，屬于并未完全失活催化劑，再生性能良好。實(shí)施例1
使用吹風(fēng)機(jī)對(duì)脫硝裝置吹風(fēng)2h，至系統(tǒng)堵塞情況基本緩解。同時(shí)使用配比為0.1mol/L的稀硫酸、10wt%微孔滲透劑JFC配置成可以起泡的清洗液。用泡沫機(jī)將清洗液壓縮成泡沫，通過脫硝裝置的入口進(jìn)入催化劑，使泡沫基本與催化劑最大程度的接觸。泡沫流速控制在lm/s，清洗時(shí)間為Ih。再將5wt%的偏釩酸鈉、10wt%微孔滲透劑JFC和草酸配置的pH為6的再生液加入到泡沫機(jī)中，壓縮為泡沫后通入脫硝裝置，使泡沫基本與催化劑最大程度的接觸。泡沫流速控制在lm/s，清洗時(shí)間為lh。30min之后，使用吹風(fēng)機(jī)吹洗裝置lh，直至脫硝裝置內(nèi)部無水分。采用上述方法對(duì)SCR進(jìn)行維護(hù)之后，SCR系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，基本沒有對(duì)脫硝裝置造成損壞和腐蝕。催化劑的脫硝效率提高為95%，催化劑的活性得到了一定的恢復(fù)，延長(zhǎng)了催化劑的使用壽命。實(shí)施例2
使用吹風(fēng)機(jī)對(duì)脫硝裝置吹風(fēng)2h，至系統(tǒng)堵塞情況基本緩解。同時(shí)使用配比為0.5mol/L的稀硫酸、6wt%微孔滲透劑JFC配置成可以起泡的清洗液。用泡沫機(jī)將清洗液壓縮成泡沫，通過脫硝裝置的入口進(jìn)入催化劑，使泡沫基本與催化劑最大程度的接觸。泡沫流速控制在
0.0 lm/s，清洗時(shí)間為2h。再將lwt%的偏釩酸銨、6wt%微孔滲透劑JFC和草酸配置的pH為5的再生液加入到泡沫機(jī)中，壓縮為泡沫后通入脫硝裝置，使泡沫基本與催化劑最大程度的接觸。泡沫流速控制在0.0lm/s，清洗時(shí)間為2h。Ih之后，使用吹風(fēng)機(jī)吹洗裝置30min，直至脫硝裝置內(nèi)部無水分。采用上述方法對(duì)SCR進(jìn)行維護(hù)之后，SCR系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，基本沒有對(duì)脫硝裝置造成損壞和腐蝕。催化劑的脫硝效率提高為92%，催化劑的活性得到了一定的恢復(fù)，延長(zhǎng)了催化劑的使用壽命。實(shí)施例3
使用吹風(fēng)機(jī)對(duì)脫硝裝置吹風(fēng)2h，至系統(tǒng)堵塞情況基本緩解。同時(shí)使用配比為0.2mol/L的稀硫酸、0.01wt%微孔滲透劑JFC配置成可以起泡的清洗液。用泡沫機(jī)將清洗液壓縮成泡沫，通過脫硝裝置的入口進(jìn)入催化劑，使泡沫基本與催化劑最大程度的接觸。泡沫流速控制在0.5m/s，清洗時(shí)間為30min。再將10wt%的偏釩酸銨、0.01wt%微孔滲透劑JFC和草酸配置的PH為7的再生液加入到泡沫機(jī)中，壓縮為泡沫后通入脫硝裝置，使泡沫基本與催化劑最大程度的接觸。泡沫流速控制在0.5m/s，清洗時(shí)間為30min。2h之后，使用吹風(fēng)機(jī)吹洗裝置4h，直至脫硝裝置內(nèi) 部無水分。
采用上述方法對(duì)SCR進(jìn)行維護(hù)之后，SCR系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，基本沒有對(duì)脫硝裝置造成損壞和腐蝕。催化劑的脫硝效率提高為97%，催化劑的活性得到了一定的恢復(fù)，延長(zhǎng)了催化劑的使用壽 命。
權(quán)利要求
1.一種失活脫硝催化劑的在線維護(hù)方法，包括吹灰、清洗、再生和吹干步驟，其特征在于:所述清洗步驟是采用泡沫機(jī)將可以起泡的清洗液壓縮成清洗泡沫通入脫硝裝置中對(duì)脫硝催化劑進(jìn)行清洗；所述再生步驟是采用泡沫機(jī)將可可以起泡的再生液壓縮成再生泡沫通入脫硝裝置中對(duì)脫硝催化劑進(jìn)行再生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種失活脫硝催化劑的在線維護(hù)方法，其特征在于:所述清洗液含有0.Γ0.5mol/L的稀硫酸和0.01wt°/Tl0wt%的微孔滲透劑JFC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種失活脫硝催化劑的在線維護(hù)方法，其特征在于:所述清洗泡沫的流速為0.0f lm/s，清洗時(shí)間為0.5tT2h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種失活脫硝催化劑的在線維護(hù)方法，其特征在于:所述再生液含有l(wèi)wt% 10wt%的偏f凡酸鹽和0.01wt% 10wt%的微孔滲透劑JFC,并用草酸調(diào)節(jié)pH至5-7。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種失活脫硝催化劑的在線維護(hù)方法，其特征在于:所述再生泡沫的流速為0.0f lm/s，再生時(shí)間為0.5tT2h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種失活脫硝催化劑的在線維護(hù)方法，其特征在于:所述吹干步驟在再生步驟結(jié)束0.5tT2h后進(jìn)行，吹干時(shí)間為0.5tT4h。
全文摘要
本發(fā)明提供一種失活脫硝催化劑的在線維護(hù)方法，包括吹灰、清洗、再生和吹干步驟，其特征在于所述清洗步驟是采用泡沫機(jī)將清洗液壓縮成清洗泡沫通入脫硝裝置中；所述再生步驟是采用泡沫機(jī)將再生液壓縮成再生泡沫通入脫硝裝置中。采用的技術(shù)方案可以對(duì)失活不嚴(yán)重的催化劑進(jìn)行清洗再生，同時(shí)避免了使用溶液進(jìn)行清洗再生給脫硝設(shè)備造成的腐蝕以及催化劑的損害，減少了清洗液、再生液的用量，節(jié)約了設(shè)備成本。
文檔編號(hào)B01J23/92GK103212423SQ201310135249
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者胡將軍, 李徐 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)