一种可连续再生式低温SCR催化脱硝装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种可连续再生式低温SCR催化脱硝装置及其应用，装置包括催化剂主体单元、分别设置在催化剂主体单元上下两端且可进行间歇转动的第一旋转风阀单元及第二旋转风阀单元、与催化剂主体单元配合使用的再生气流输送风机及再生气流加热器，所述的第一旋转风阀单元、第二旋转风阀单元共同将催化剂主体单元在圆周方向上隔离出低温SCR反应区、催化剂再生预加热区以及热再生区；装置应用于包括焦化、钢铁烧结、氧化铝焙烧、陶瓷及玻璃烧制等工业窑炉烟气的低温脱硝处理。与现有技术相比，本发明专利技术利用独特设计的转轮装置，可同步完成烟气低温SCR脱硝处理及催化剂的在线连续再生，能耗低，催化剂使用寿命长，具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于烟气处理
，涉及一种可连续再生式低温SCR催化脱硝装置及其应用。
技术介绍
氮氧化物是主要的大气污染物之一，会引起酸雨、雾霾等破坏环境、影响人类健康的一系列问题。因此，氮氧化物的治理是目前大气污染治理的重点。其中，焦化、钢铁烧结、氧化铝焙烧、陶瓷及玻璃烧制等工业窑炉烟气排放的氮氧化物已引起越来越多的关注。常规的催化还原法脱硝(SCR)所用的催化剂仅在300℃以上才能长期有效运行。而对于上述几个行业，由于烟气温度一般低于250℃，且含有一定的催化剂毒害物质，常规的催化剂难以适应这种低温情况。因此，开发低温SCR催化剂是目前研究的热点。然而，对于大多数低温催化剂而言，由于其自身易吸附较多的有害组分或存在被铵盐覆盖等原因，而造成催化剂中毒或失效。因此，设计出适合的低温SCR技术的反应及在线再生装置，是推广此技术在包括焦化、钢铁烧结、氧化铝焙烧、陶瓷及玻璃烧制等工业窑炉烟气的低温脱硝领域应用的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能有效提高催化剂使用寿命，显著降低能耗的可连续再生式低温SCR催化脱硝装置及其应用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可连续再生式低温SCR催化脱硝装置，该装置包括催化剂主体单元、分别设置在催化剂主体单元上下两端且可进行间歇转动的第一旋转风阀单元及第二旋转风阀单元、与催化剂主体单元配合使用的再生气流输送风机及再生气流加热器，所述的第一旋转风阀单元、第二旋转风阀单元共同将催化剂主体单元在圆周方向上隔离出低温SCR反应区、催化剂再生预加热区以及热再生区。所述的催化剂主体单元包括外壳、插设在外壳中的内筒以及N个沿外壳轴向均匀布设在内筒与外壳之间的径向分隔板，其中，N为整数，且N≥2。作为优选的技术方案，N为整数，且6≤N≤15。所述的径向分隔板将外壳与内筒之间的腔体分隔成N个催化剂装载区，N为整数，且N≥2。所述的催化剂装载区中填充有颗粒状SCR催化剂、蜂窝状SCR催化剂、条状SCR催化剂或波纹板状SCR催化剂中的一种或多种。所述的第一旋转风阀单元包括竖直插设在内筒顶端的第一旋转管轴、与第一旋转管轴传动连接的第一驱动电机、开设在第一旋转管轴上部的再生热气流进气口、开设在第一旋转管轴下部的第一再生热气流进风阀箱口以及与第一再生热气流进风阀箱口相连通的第一旋转风阀箱；所述的第二旋转风阀单元包括竖直插设在内筒底端的第二旋转管轴、与第二旋转管轴传动连接的第二驱动电机、开设在第二旋转管轴上部的第二再生热气流进风阀箱口以及与第二再生热气流进风阀箱口相连通的第二旋转风阀箱。所述的内筒的顶端及底端分别设有第一卡位槽、第二卡位槽，所述的第一旋转管轴、第二旋转管轴分别通过第一卡位槽、第二卡位槽与内筒固定连接。所述的第一旋转管轴及第二旋转管轴上均设有旋转定位器，并且所述的第一旋转管轴上的再生热气流进气口处还设有用于防止热气流与主体烟气混合的热气流进气密封箱。所述的第一旋转风阀箱覆盖一个催化剂装载区，形成第一热再生区间；所述的第二旋转风阀箱同时覆盖相邻两个催化剂装载区，其中一个被覆盖的催化剂装载区形成与第一热再生区间相连通的第二热再生区间，并且第一热再生区间与第二热再生区间共同形成热再生区，另一个被覆盖的催化剂装载区则形成催化剂再生预加热区，而其余未被覆盖的催化剂装载区共同构成低温SCR反应区。在工作状态下，将温度为350-400℃的热气流经第一旋转风阀箱进入热再生区，再经第二旋转风阀箱流回至催化剂再生预加热区，形成再生热气流，最后返回至外壳的烟气进口与主体烟气混合，所述的再生热气流的流量为主体烟气流量的2-10％。一种可连续再生式低温SCR催化脱硝装置的应用，用于包括焦化、钢铁烧结、氧化铝焙烧、陶瓷及玻璃烧制等工业窑炉烟气的低温脱硝处理。本专利技术装置中，所述的催化剂主体单元上下两个断面安装密封断面，内筒的直径为400-1200mm，外壳的内径为1200-5000mm，催化剂填充的有效长度为2000-4000mm。本专利技术装置所采用的脱硝还原剂为氨气，在外壳的烟气进口处通过喷射，均匀混合到烟气中。在实际使用时，旋转风阀箱每次转动时，需将旋转风阀箱向外推开。第一旋转风阀箱利用液压或气动系统来辅助垂直提升，然后再利用第一驱动电机将第一旋转风阀箱拨转；第二旋转阀箱采取类似的方法进行轴向位置及角度调整。本专利技术装置可采用立式或卧式安装方式，内筒、外壳、径向分隔板、旋转风阀箱等部件均采用耐热金属材质制作而成。旋转风阀箱可进行间歇转动，每次转动恰好可切换一个分区单元(即催化剂装载区)，切换时间间隔为1-10小时，具体根据催化剂自身性能及烟气温度条件而定。与现有技术相比，本专利技术利用独特设计，可同步完成烟气低温SCR脱硝处理及催化剂的在线连续再生，避免了催化剂因吸附较多的有害组分或被铵盐覆盖等原因而造成的导致中毒或失效现象，大大提高了催化剂的使用寿命；同时再生气流仅为小股热空气或主体烟气经再生气流加热器加热到350-400℃后的气体，再生预加热气流即为由热再生区流出的气体，经过回流循环，使再生气流充分利用了原有烟气的热量，再生预加热气流充分利用了再生气流的余热，显著节省了能耗；同时可根据不同烟气的特点，灵活的调节两端旋转风阀箱的转动频率。附图说明图1为本专利技术装置整体结构示意图；图2为催化剂主体单元的结构示意图；图3为催化剂主体单元中间段的截面结构示意图；图4为第一旋转风阀单元的结构示意图；图5为第二旋转风阀单元的结构示意图；图6为第一旋转风阀箱的平面结构示意图图；图7为第二旋转风阀箱的平面结构示意图图；图中标记说明：1、第一旋转风阀单元，2、热气流进气密封箱，3、烟气进口，4、催化剂主体单元，5、第二旋转风阀单元，6、烟气出口，7、第一卡位槽，8、第二卡位槽，9、内筒，10、催化剂装载区，11、外壳，12、径向分隔板，13、再生热气流进气口，14、第一旋转管轴，15、再生热气进风通道，16、第一再生热气流进风阀箱口，17、第一旋转风阀箱，18、热再生区，19、催化剂再生预加热区，20、第二旋转管轴，21、第二旋转风阀箱。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1：如图1至7所示，一种可连续再生式低温SCR催化脱硝装置，包括催化剂主体单元4、分别设置在催化剂主体单元4上下两端且可进行间歇转动的第一旋转风阀单元1及第二旋转风阀单元5、与催化剂主体单元4配合使用的再生气流输送风机及再生气流加热器，第一旋转风阀单元1、第二旋转风阀单元5共同将催化剂主体单元4在圆周方向上隔离出低温SCR反应区、催化剂再生预加热区19以及热再生区18。催化剂主体单元4包括外壳11、插设在外壳11中的内筒9以及12个沿外壳11轴向均匀布设在内筒9与外壳11之间的径向分隔板12，径向分隔板12将外壳11与内筒9之间的腔体分隔成12个催化剂装载区10。催化剂装载区10中填充有蜂窝状SCR催化剂，并利用一些颗粒状或条状SCR催化剂进行填缝。第一旋转风阀单元1包括竖直插设在内筒9顶端的第一旋转管轴14、与第一旋转管轴14传动连接的第一驱动电机、开设在第一旋转管轴14上部的再生热气流进气口13、开设在第一旋转管轴14下部的第一再生热气流进风阀箱口16以及与第一再生热气流进风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可连续再生式低温SCR催化脱硝装置，其特征在于，该装置包括催化剂主体单元、分别设置在催化剂主体单元上下两端且可进行间歇转动的第一旋转风阀单元及第二旋转风阀单元、与催化剂主体单元配合使用的再生气流输送风机及再生气流加热器，所述的第一旋转风阀单元、第二旋转风阀单元共同将催化剂主体单元在圆周方向上隔离出低温SCR反应区、催化剂再生预加热区以及热再生区。

【技术特征摘要】
1.一种可连续再生式低温SCR催化脱硝装置，其特征在于，该装置包括催化剂主体单元、分别设置在催化剂主体单元上下两端且可进行间歇转动的第一旋转风阀单元及第二旋转风阀单元、与催化剂主体单元配合使用的再生气流输送风机及再生气流加热器，所述的第一旋转风阀单元、第二旋转风阀单元共同将催化剂主体单元在圆周方向上隔离出低温SCR反应区、催化剂再生预加热区以及热再生区。2.根据权利要求1所述的一种可连续再生式低温SCR催化脱硝装置，其特征在于，所述的催化剂主体单元包括外壳、插设在外壳中的内筒以及N个沿外壳轴向均匀布设在内筒与外壳之间的径向分隔板，其中，N为整数，且N≥2。3.根据权利要求2所述的一种可连续再生式低温SCR催化脱硝装置，其特征在于，所述的径向分隔板将外壳与内筒之间的腔体分隔成N个催化剂装载区，N为整数，且N≥2。4.根据权利要求3所述的一种可连续再生式低温SCR催化脱硝装置，其特征在于，所述的催化剂装载区中填充有颗粒状SCR催化剂、蜂窝状SCR催化剂、条状SCR催化剂或波纹板状SCR催化剂中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的一种可连续再生式低温SCR催化脱硝装置，其特征在于，所述的第一旋转风阀单元包括竖直插设在内筒顶端的第一旋转管轴、与第一旋转管轴传动连接的第一驱动电机、开设在第一旋转管轴上部的再生热气流进气口、开设在第一旋转管轴下部的第一再生热气流进风阀箱口以及与第一再生热气流进风阀箱口相连通的第一旋转风阀箱；所述的第二旋转风阀单元包括竖直插设在内筒底端的第二旋转管轴、与第二旋转管轴传动连接的第二驱动电机、开设在第二旋转管轴上部的第二再生热气流进风阀箱口...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏乃强，瞿赞，梅剑，赵松建，黄文君，刘伟，徐浩淼，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31