多元强化耦合智能调控防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多元强化耦合智能调控防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统及方法，包括依次设置在静电除尘器出口至SCR脱硝反应器间烟道中的烟气热循环利用子系统、颗粒调质改性子系统、多场均布滤尘子系统、催化剂物理再生子系统，所述烟气热循环利用子系统、颗粒调质改性子系统、多场均布滤尘子系统、催化剂物理再生子系统分别与智能调控平台相连。本发明专利技术通过颗粒调质改性、多场均布滤尘、催化剂物理再生等多元手段，以低成本稳定高效为寻优目标，耦合智能化调控全流程优化控制，实现高粘性灰源头减排‑迁移过程脱除‑物理再生清除等全流程多手段匹配优化控制，在防止高粘性灰在催化剂表面沉积的同时，低成本实现SCR脱硝系统安全高效运行。

System and method of multi strengthening coupling intelligent control to prevent high viscosity ash from depositing on catalyst surface

【技术实现步骤摘要】
多元强化耦合智能调控防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统及方法
本专利技术属于大气污染物治理
，具体地说是涉及多元强化耦合智能调控防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统及方法。
技术介绍
我国钢铁行业在烧结烟气脱硝方面主要采用的方法是选择性催化还原(SCR)技术和活性焦两种。活性炭(焦)工艺在多污染物协同去除方面具有优势，国内已有企业采用活性炭(焦)工艺进行了烧结脱硫脱硝一体化处理，但存在对前端烧结工段工况要求高、运行操作要求严及投资运行成本高等问题。因此，我国目前最常用的脱硝技术是SCR脱硝。日本、韩国等采用烟气加热的SCR技术，在前端原烟气控制良好、工况稳定的条件下实现排放浓度小180mg/m3。然而，烧结机烟气温度低(120～180℃)、粉尘性质特殊，需要引入热风炉的高温烟气进行升温，使烟气温度达到SCR脱硝系统最佳温度窗口(300～400℃)；烧结烟气与高温烟气接触混合，会导致烟气中的颗粒物粘性增强进而粘附堆积在催化剂表面，出现催化剂孔道堵塞、压差过大等问题。中国专利CN102698597通过在SCR脱硝系统前布置滤网对粒径4厘米以上的灰尘颗粒进行拦截可以减少烟气中颗粒物堆积在催化剂表面。但该技术具有以下不足：对较细颗粒物的拦截效果差，采用振打装置进行清灰对滤网损坏大；没有采取后续措施对未拦截下的细颗粒物进行处理，未拦截下的细颗粒物仍然会粘附堆积在催化剂上，使催化剂活性下降。中国专利CN106215696在催化剂上方设置冲洗管，利用水对堵塞物进行冲洗清理，能够有效减少催化剂表面的灰堆积现象。但也具有一定的不足：水进行冲刷清洗有可能导致催化剂的水中毒，使催化剂活性下降。因此，针对现有技术的不足，亟需开展一种高效稳定、简便、低成本防止催化剂表面细颗粒物沉积的新的系统和方法。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点和不足，本专利技术提供了多元强化耦合智能调控防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统及方法，耦合智能调控源头减少高粘灰的产生，联合颗粒调质改性、多场均布滤尘、催化剂物理再生等多元手段，能够有效防止高粘性灰在催化剂表面沉积，低成本实现SCR脱硝反应器(SCR脱硝系统)安全稳定高效运行。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种多元强化耦合智能调控防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统，所述系统包括智能调控平台、烟气热循环利用子系统、颗粒调质改性子系统、多场均布滤尘子系统、催化剂物理再生子系统，所述烟气热循环利用子系统、颗粒调质改性子系统、多场均布滤尘子系统、催化剂物理再生子系统依次设置在静电除尘器出口至SCR脱硝反应器间的烟道中，所述烟气热循环利用子系统布置于静电除尘器出口下游烟道，所述智能调控平台与烟气热循环利用子系统、颗粒调质改性子系统、多场均布滤尘子系统、催化剂物理再生子系统相连接。作为优选，所述烟气热循环利用子系统包括热循环利用装置、热风炉、温度传感器和高-低温烟气均混装置，所述热循环利用装置布置于静电除尘器下游烟道和SCR脱硝反应器出口烟道之间，所述高-低温烟气均混装置布置于热循环利用装置下游烟道，将热风炉产生的高温烟气和经热循环利用装置换热后的低温烟气混合，以满足SCR脱硝反应器催化剂运行温度要求(300～400℃)；所述温度传感器分别布置于热循环利用装置入口，原烟气侧热循环利用装置出口与高-低温烟气均混装置之间，高-低温烟气均混装置出口，热风炉出口烟道，SCR脱硝反应器出口烟道和净烟气侧热循环利用装置出口烟道；所述热风炉，温度传感器分别与智能调控平台相连。所述热循环利用装置通过增加轴向密封片、径向密封和旁路密封片的数量，有效减小间隙面积，降低原烟气侧向净烟气侧的泄露，增加热循环利用装置的密封性；作为优选，设置热循环利用装置吹灰系统，根据热循环利用装置压降变化实时清除积灰。作为优选，所述高-低温烟气均混装置沿着烟气流向设有中间支流烟气通道、左侧支流烟气通道和右侧支流烟气通道，所述中间支流烟气通道平行于烟气流向布置，左右两侧支流烟气通道与中间支流烟气通道所成角度为45°～60°；高-低温烟气均混装置侧面有一垂直于烟道的高温烟气支流通道；所述高温烟气支流通道入口处布置均布格栅。作为优选，所述热风炉布置于热循环利用装置下游烟道，通过烟气管道与热循环利用装置侧面高温烟气支流通道相连接，实现热风炉的高温烟气至高-低温烟气均混装置的导入。作为优选，所述颗粒调质改性子系统包括压缩空气储罐、团聚调质储罐、文丘里管、旋流喷嘴，所述压缩空气储罐顺次与文丘里管、旋流喷嘴相连通，压缩空气储罐与文丘里管相连接的管道上设有第一调节阀，所述团聚调质储罐与文丘里管相连通；所述旋流喷嘴布置于高-低温烟气均混装置下游1.0～2.0m的烟道内，喷射角度为30°～45°。所述文丘里管将团聚调质剂与压缩空气混合，使团聚调质剂在压缩空气作用下分散成细颗粒经旋流喷嘴旋转进入烟道，增加团聚调质剂覆盖面积，提高其利用率。所述旋流喷嘴喷射团聚调质剂与混合烟气逆向接触，喷射角度优选为30°～45°；为保证团聚调质剂与烟气均匀混合，增大团聚调质剂与高粘性灰有足够的团聚调质时间，优选旋流喷嘴布置于高-低温烟气均混装置下游1.0～2.0m处。作为优选，所述多场均布滤尘子系统包括多场均布滤尘装置、多场均布滤尘清灰装置和灰斗，所述多场均布滤尘装置布置于颗粒调质改性子系统下游的水平烟道；借助多场均布滤尘装置表面的毛刺和网格拦截团聚长大的颗粒物，减少进入催化剂层的颗粒物浓度，同时装置表面的网格可以促进脱硝系统前方烟道流场，氮氧化物、颗粒物等污染物浓度，温度场等多场均布，有助于提高脱硝效率，避免首层催化剂局部流速过大受力不均导致的磨损和过量积灰。所述灰斗布置于多场均布滤尘装置上游烟道下壁面，距金属网格0.2～0.5m处；所述多场均布滤尘清灰装置由压缩空气管道和清灰喷嘴构成，布置于多场均布滤尘装置下游烟道上壁面0.2～0.3m处，清灰时所述清灰喷嘴与金属过滤织网成5°～10°。作为优选，所述多场均布滤尘装置布置包括金属过滤织网、第一金属框架和第二金属框架，所述金属过滤织网安装在第一金属框架与第二金属框架之间；所述金属过滤织网布置角度为80°～85°；作为优先，所述金属过滤织网为可拆卸式，金属过滤织网表面孔为圆形或菱形，织网截面流速4～6m/s；金属过滤织网表面带有毛刺，增大烟气中高粘性团聚颗粒与金属丝表面的接触面积和接触时间，提升团聚颗粒的拦截效果；所述第一金属框架与第二金属框架之间通过螺纹连接。金属过滤织网安装于两面金属框架夹层中，通过在金属框架四角加装螺钉，实现金属过滤织网的夹紧。作为优选，每隔8～10h开启多场均布滤尘清灰装置，加快金属织网上的颗粒物脱落至灰斗，并定期清理灰斗中颗粒物。作为优选，所述催化剂物理再生子系统包括物理再生介质储罐、再生介质喷射分散装置和压力传感器，所述再生介质喷射分散装置等间距布置于每层催化剂上方，再生介质喷射分散装置与催化剂表面距离为0.2～0.5m；所述再生介质喷射分散装置与物理再生介质储罐相连通，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多元强化耦合智能调控防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统，其特征在于：所述系统包括智能调控平台、烟气热循环利用子系统、颗粒调质改性子系统、多场均布滤尘子系统、催化剂物理再生子系统，所述烟气热循环利用子系统、颗粒调质改性子系统、多场均布滤尘子系统、催化剂物理再生子系统依次设置在静电除尘器出口至SCR脱硝反应器间的烟道中，所述烟气热循环利用子系统布置于静电除尘器出口下游烟道，所述智能调控平台与烟气热循环利用子系统、颗粒调质改性子系统、多场均布滤尘子系统、催化剂物理再生子系统相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多元强化耦合智能调控防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统，其特征在于：所述系统包括智能调控平台、烟气热循环利用子系统、颗粒调质改性子系统、多场均布滤尘子系统、催化剂物理再生子系统，所述烟气热循环利用子系统、颗粒调质改性子系统、多场均布滤尘子系统、催化剂物理再生子系统依次设置在静电除尘器出口至SCR脱硝反应器间的烟道中，所述烟气热循环利用子系统布置于静电除尘器出口下游烟道，所述智能调控平台与烟气热循环利用子系统、颗粒调质改性子系统、多场均布滤尘子系统、催化剂物理再生子系统相连接。


2.根据权利要求1所述多元强化耦合智能调控防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统，其特征在于：所述烟气热循环利用子系统包括热循环利用装置、热风炉、温度传感器和高-低温烟气均混装置，所述热循环利用装置布置于静电除尘器下游烟道和SCR脱硝反应器出口烟道之间，所述高-低温烟气均混装置布置于热循环利用装置下游烟道，所述温度传感器分别布置于热循环利用装置入口，原烟气侧热循环利用装置出口与高-低温烟气均混装置之间，高-低温烟气均混装置出口，热风炉出口烟道，SCR脱硝反应器出口烟道和净烟气侧热循环利用装置出口烟道；所述热风炉，温度传感器分别与智能调控平台相连。


3.根据权利要求2所述多元强化耦合智能调控防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统，其特征在于：所述高-低温烟气均混装置沿着烟气流向设有中间支流烟气通道、左侧支流烟气通道和右侧支流烟气通道，所述中间支流烟气通道平行于烟气流向布置，左右两侧支流烟气通道与中间支流烟气通道所成角度为45°～60°；高-低温烟气均混装置侧面有一垂直于烟道的高温烟气支流通道；所述高温烟气支流通道入口处布置均布格栅。


4.根据权利要求1所述多元强化耦合智能调控防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统，其特征在于：所述颗粒调质改性子系统包括压缩空气储罐、团聚调质储罐、文丘里管、旋流喷嘴，所述压缩空气储罐顺次与文丘里管、旋流喷嘴相连通，压缩空气储罐与文丘里管相连接的管道上设有第一调节阀，所述团聚调质储罐与文丘里管相连通；所述旋流喷嘴布置于高-低温烟气均混装置下游1.0～2.0m的烟道内，喷射角度为30°～45°。


5.根据权利要求4所述防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统，其特征在于：所述多场均布滤尘子系统包括多场均布滤尘装置、多场均布滤尘清灰装置和灰斗，所述多场均布滤尘装置布置于颗粒调质改性子系统下游的水平烟道；所述灰斗布置于多场均布滤尘装置上游烟道下壁面，距金属网格0.2～0.5m处；所述多场均布滤尘清灰装置由压缩空气管道和清灰喷嘴构成，布置于多场均布滤尘装置下游烟道上壁面0.2～0.3m处，清灰时所述清灰喷嘴与金属过滤织网成5°～10°。


6.根据权利要求5所述防止高粘性灰在催化剂表面沉积的系统，其特征在于：所述多场均布滤尘装置布置包括金属过滤织网、第一金属框架和第二金属框架，所述金属过滤织网安装在第一金属框架与第二金属框架之间；所述金属过滤织网布置角度为80°～85°；所述金属过滤织网为可拆卸式，金属过滤织网表面孔为圆形或菱形，织网截面流速4～6m/s；多场均布滤尘装置表面带有毛刺；所述第一金属框架与第二金属框...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，郑成航，李文俊，周灿，吴卫红，孙德山，翁卫国，张涌新，刘少俊，张悠，周志颖，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33