用于SCR催化剂和系统的堵塞去除方法技术方案

本公开涉及用于处理具有降低的NOx潜在效率的SCR催化剂或SCR系统部件的方法，降低的NOx潜在效率是由于在系统中或在SCR催化剂的一个或多个通道中颗粒堵塞，其使得催化活性面积的至少一部分对于烟道气不能接近。所述方法包括使用具有颗粒喷射介质的加压载气的喷射流除去颗粒和堵塞物，所述喷射流指向SCR催化剂或SCR系统部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于SCR催化剂和系统的堵塞去除方法专利技术人：CarstenTembaak，BirgitL.Marrino和AlbertJosephStier专利技术
本公开描述了用于从选择性催化还原(SCR)催化剂和SCR系统部件除去颗粒材料的新方法。专利技术背景高温热过程，例如，产生蒸汽用于在利用化石燃料的发电厂中发电，通常产生对环境有害的副产物。在将气体排放至环境中之前，例如在离开发电厂和接触环境之前，必须从高温热过程的烟道气除去这些化合物，包括氮氧化物(NOx)和二氧化硫(SO2)。从烟道气除去氮氧化物的标准是使用SCR催化剂(也称为DeNOx催化剂)的选择性催化还原(SCR)过程，其中将还原剂(通常为氨)注入并且混合至烟道气中，并且发送经过催化反应室，其中使用还原剂，催化剂促进NOx还原，以形成元素氮(N2)和水。通过应用其中将在燃烧过程中产生的SO2氧化为SO3的已知方法，可进行烟道气的脱硫，例如除去SO2。这在使烟道气暴露于还原催化剂之前进行。SO3可随后被碱性溶液吸收并且从过程中除去，通常为石膏形式。来自燃烧过程的烟道气通常还含有在燃烧过程期间形成的飞灰颗粒。飞灰和其它颗粒可在SCR催化剂中或在SCR系统的各部件之中或之上累积。从烟道气除去飞灰可包括各种技术，取决于飞灰的物理性质。飞灰的物理性质根据燃料类型和热过程中的操作条件而变化。飞灰范围可为从细粉末到大颗粒灰(LPA也称为"爆米花灰"，约0.1cm-约2.5cm)，并且当其在SCR催化剂表面和通道之中或之上或在SCR系统部件上累积时，可发展成为大的大块(约2.5cm-约13cm或甚至更大)。在锅炉中形成各种类型的飞灰，并且容易携带至SCR反应器中，造成累积和堵塞SCR系统的各部件，这可导致以下的一个或多个：烟道气分布不当、催化性能由可用DeNOx潜力的损失而损失、不可接受的NH3漏失、过度压降和催化剂侵蚀损坏。使用静电沉降器(ESP)可除去细粉末飞灰，其通常安装在SCR系统的上游和/或下游，取决于SCR布置(即，高尘、低尘或尾端布置)。借助LPA筛，在SCR反应器之前，可收集LPA(也称为爆米花灰)，LPA筛通常位于在节热器出口和SCR入口之间的烟道气流中。尽管有以上提及的技术，飞灰除去可能不足以保护催化剂或SCR系统的各部件免于被飞灰颗粒堵塞或累积，这可导致过早损失SCR性能。例如，疏松的粉末可堵塞蜂窝型和波纹型催化剂的通道，其中单独的通道对烟道气变得部分或完全不能接近。此外，大块飞灰(chunkyflyash)颗粒和LPA可在催化剂模块的顶部上或在系统的其它部件上沉积，阻塞通过蜂窝型、板型或波纹型SCR催化剂模块的烟道气通道，并且接近催化表面。爆米花灰可传送至蜂窝、波纹或板状SCR催化剂的通道内，并且在通道中沉积，在这里其可变得塞在通道壁之间，阻塞烟道气流并提供更多飞灰颗粒到环境，以累积和堵塞通道。结果可为催化剂堵塞率为5%-100%和降低的NOx除去效率。此外，在SCR催化剂再生中，通常已知物理清洁催化剂是在随后的基于湿化学的再生过程之前的重要步骤，以除去在模块框架上、箱框架上、在催化剂顶部上和在催化剂的各通道内累积的任何疏松的飞灰，例如催化剂通道内的堵塞物。在湿化学再生之前除去飞灰堵塞物确保疏松的飞灰颗粒不被携带至处理槽中或在再生过程期间使用的化学溶液中累积，其中飞灰颗粒可潜在地造成问题，例如堵塞的设备、损坏的设备（由于飞灰的磨蚀性效果）和在过程中化学品降低的效率。因此，降低疏松的飞灰颗粒的量导致化学溶液的降低的排放速率，节省化学溶液并且防止由于磨蚀性腐蚀的机械故障。此外，在湿化学处理之前除去飞灰还可降低在处理槽中催化剂毒物(例如铁)的累积。通常使用真空处理、用压缩空气喷吹或使用各种形状和形式的刮刀和戳刺装置手动清洁，干清洁SCR催化剂结构，例如蜂窝、板状和波纹催化剂。SCR催化剂还可加压洗涤，以除去飞灰堵塞物。然而，催化剂的加压洗涤可溶解存在于飞灰中的催化剂毒物(例如，铁)并且在催化剂表面或SCR系统中的其它部件的表面上沉积催化剂毒物。此外，来自加压洗涤的水可与在催化剂上或在飞灰中的SO3反应，以形成硫酸(H2SO4)，其对于模块框架和板状催化剂载体材料表面具有腐蚀性，并且当模块留置在环境中变干时，可导致进一步释放铁。如果留置变干，来自加压洗涤的水还可造成飞灰在通道内和在板之间硬化。因此，仍需要另外的和有效的干物理清洁方法，在湿化学复原或再生过程之前不仅从SCR催化剂和系统除去飞灰，而且还使催化剂通道打开和不堵塞并且提供可接近的催化剂表面。此外，需要备选的飞灰除去方法，其可原位应用于SCR催化剂，即当催化剂仍在原地安装在SCR反应器中时；或者离位应用，即当将催化剂模块从反应器移除并且在原地或在再生设备处理时。概述本公开提供了用于从SCR催化剂或在SCR系统中的各部件之中或之上除去累积颗粒(例如飞灰堵塞物)的方法。根据第一实施方案，本公开提供了一种用于从SCR系统的一个或多个部件除去累积颗粒的方法。所述方法包括使用喷射流处理SCR系统的一个或多个部件，所述喷射流包含加压载气和颗粒喷射介质，指向一个或多个部件的至少一个表面；和从一个或多个部件的至少一个表面除去累积颗粒的至少一部分。在特定的实施方案中，所述SCR系统部件可包含SCR催化剂。本公开的其它实施方案提供了一种用于从SCR催化剂或SCR系统部件除去累积颗粒的方法。所述方法包括使用喷射流处理SCR催化剂或SCR系统部件，所述喷射流包含加压载气和干冰颗粒，指向所述SCR催化剂或SCR系统部件的至少一个表面；和从所述SCR催化剂或部件除去累积颗粒的至少一部分。本公开的另一个实施方案提供了一种用于从SCR催化剂或SCR系统部件除去累积颗粒的方法。所述方法包括使用喷射流处理SCR催化剂或SCR系统部件，所述喷射流包含加压载气和颗粒喷射介质，指向所述SCR催化剂或SCR系统部件的至少一个表面；和从所述SCR催化剂或部件除去累积颗粒的至少一部分。所述颗粒喷射介质包含选自以下的颗粒：氧化铝颗粒、砂或二氧化硅颗粒、碳化硅颗粒、碾碎的玻璃、玻璃珠、塑料珠、浮石、钢丸、钢砂、玉米芯颗粒、坚果壳颗粒、苏打颗粒、冰颗粒和它们的任何组合。除了除去累积颗粒以外，本文描述的各种实施方案的方法还可包括从SCR系统的各部件(例如SCR催化剂的末端)除去一种或多种有色沉积物的至少一部分。附图说明当结合以下附图阅读时，将更好地理解本公开的各实施方案，其中：图1A说明在处理前具有飞灰堵塞物的蜂窝SCR催化剂，图1B显示根据本公开的一个实施方案在用干冰喷射处理后相同的蜂窝SCR催化剂；图2A说明在处理前具有飞灰堵塞物的蜂窝SCR催化剂，带有插图，显示用于XRF分析的催化剂的移除块，图2B显示根据本公开的一个实施方案在用干冰喷射处理后相同的蜂窝SCR催化剂；图3A说明在处理前具有飞灰堵塞物的波纹SCR催化剂，图3B显示根据本公开的一个实施方案在用干冰喷射处理后相同的波纹SCR催化剂；图4A说明在处理前具有飞灰堵塞物的蜂窝SCR催化剂，图4B显示根据本公开的一个实施方案在用干冰喷射处理后相同的蜂窝SCR催化剂；图5A说明在处理前具有飞灰堵塞物的板状SCR催化剂，图5B显示根据本公开的一个实施方案在用干冰喷射处理后相同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从SCR系统部件除去累积颗粒的方法，所述方法包括：使用喷射流处理SCR系统的一个或多个部件，所述喷射流包含加压载气和颗粒喷射介质，指向所述一个或多个部件的至少一个表面；和从所述一个或多个部件除去累积颗粒的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.04 US 13/1007871.一种用于从SCR系统部件除去累积飞灰的方法，所述方法包括：使用喷射流处理SCR催化剂系统，所述喷射流包含加压载气和颗粒喷射介质，指向所述SCR催化剂的烟道气入口侧；和从所述SCR催化剂系统的通道除去累积飞灰的至少一部分。2.权利要求1的方法，其中所述累积飞灰包含飞灰颗粒、飞灰尘、大颗粒灰、爆米花灰、大块飞灰块或它们的组合。3.权利要求1的方法，其中所述颗粒喷射介质为干冰颗粒。4.权利要求1的方法，其中所述颗粒喷射介质包含选自以下的颗粒：氧化铝颗粒、砂或二氧化硅颗粒、碳化硅颗粒、碾碎的玻璃、玻璃珠、塑料珠、浮石、钢丸、钢砂、玉米芯颗粒、坚果壳颗粒、苏打颗粒、冰颗粒和它们的任何组合。5.权利要求1的方法，其中所述喷射流通过喷嘴指向所述SCR催化剂的烟道气入口侧，并且所述喷射流在17.4psig-4000psig压力下离开所述喷嘴，并且其中所述载气选自空气、氮气、二氧化碳、惰性气体和它们的任何混合物。6.权利要求1的方法，其中当所述催化剂系统安装在正常的操作位置时，对所述SCR催化剂系统的处理在所述SCR催化剂系统上原位进行；或者当从其正常的操作位置移除时，对所述SCR催化剂系统的处理在所述SCR催化剂系统上离位进行。7.权利要求1的方法，其中在垂直位置和水平位置至少之一处理所述SCR催化剂系统。8.权利要求1的方法，其中所述SCR催化剂系统具有选自蜂窝催化剂、波纹催化剂和板状催化剂的催化剂结构。9.权利要求1的方法，所述方法还包括在所述处理过程之前或之后，使所述SCR催化剂系统经受干清洁过程，该干清洁过程包括以下至少一种：对所述催化剂抽真空、空气喷吹、摇动；刮擦催化剂表面；或戳刺所述催化剂系统的通道，以除去至少一部分所述累积...

【专利技术属性】
技术研发人员：C滕巴克，BL马里诺，AJ斯蒂尔，
申请(专利权)人：施蒂格能源服务有限责任公司，
类型：
国别省市：