翅片式SCR催化剂附着骨架结构和烟气脱硝系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种翅片式SCR催化剂附着骨架结构和烟气脱硝系统及方法，属于低温SCR脱硝技术领域，该骨架结构包括：外箱体，其每个侧壁上均设置有多个向外挤压而成的梯形凹槽；内箱体，设置于外箱体内，其每个侧壁上均设置有多个一端开口的插槽；多个翅片骨架，其一端均插接于对应的梯形凹槽内，其另一端插接对应的插槽内，且每2片翅片骨架的端部均通过销钉固定连接；每片翅片骨架的两侧壁上均涂覆有SCR催化剂；内箱体的一端上设置有多个挡板，用于固定多个翅片骨架。该系统及方法不仅能够利用熔融盐太阳能聚光‑储热系统加热常温空气来克服SCR催化剂失活或中毒，还能够通过提高高温空气的流速来提高烟道内烟气的流速。

【技术实现步骤摘要】
翅片式SCR催化剂附着骨架结构和烟气脱硝系统及方法
本专利技术涉及低温SCR脱硝
，具体涉及一种翅片式SCR催化剂附着骨架结构和烟气脱硝系统及方法。
技术介绍
选择性催化还原(简称SCR)作为一种国内外火电厂烟气脱硝广泛应用的主流技术，有着十分成熟的技术经验及高效的脱硝效率，但随着现阶段电厂运行的负荷降低，排烟温度下降，钢铁、玻璃、水泥、焦化厂等非电行业的尾部烟气温度也较低，低温SCR技术的工业应用成为当前的瓶颈问题。目前，低温SCR脱硝技术主要的技术难点有如下两点：一是商用最为广泛的V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化剂活性温度为300℃-400℃，而我国现有烧结烟气、焦炉烟气或电厂烟气脱硫、除尘后的温度通常为120-200℃，上述催化剂在烟气温度低于200℃的情况下直接用于脱硝时，脱硝效率较低，且经过脱硝后烟气中的NH3逃逸量大，不能满足现有严格的排放标准；二是低温下烟气中的SO2引起的催化剂硫中毒以及催化剂表面硫酸铵盐的产生。针对低温下脱硝催化剂面临的技术难点主要有两点解决思路：一是采用旁路提温方式提高SCR脱硝系统入口处的烟气温度；二是开发新型脱硝催化剂配方使其在较低烟气温度下具有高的烟气脱硝效率。其中，采用旁路提温方式存在提温效果低于热力计算值和烟温不均的现象，原有烟道的结构特点、旁路的烟道结构和布置位置都会对提温效果产生较大的影响，同时旁路提温的方式无法突破依靠机组内部热量转移的烟气提温限制。而且旁路提温方式改造烟道的工程量较大，工程耗资大。而开发新型SCR脱硝催化剂的研究大多集中在过渡态金属氧化物催化剂。除V2O5-WO3(MoO3)/TiO2外，Mn基、Fe基、Ce基及其他金属氧化物等脱硝催化剂在低温下具有优于商用钒钨钛催化剂的低温脱硝活性。然而目前已报道的Mn基、Fe基、Ce基等低温催化剂的抗水抗硫性能都较差，而我国煤炭资源的中高硫煤约占30％，因此目前研究的低温催化剂都难以实现工业应用。另外，燃煤或燃油锅炉的尾部烟气中常含有三氧化硫(SO3)和二氧化硫(SO2)，烟气中的三氧化硫(SO3)通常占总硫氧化物(SOx)含量的2-5％，SCR催化剂也能将部分二氧化硫氧(SO2)化为三氧化硫(SO3)，三氧化硫(SO3)易与氨(NH3)反应生成硫酸氢氨((NH4)HSO4)。液态的硫酸氢氨捕集飞灰颗粒后，会在重力作用下沉积并黏附在催化剂的表面，造成催化剂物理孔道的堵塞、催化剂活性位点覆盖，最终导致催化剂中毒而失活。为了降低硫酸氢氨对于钒钨钛催化剂的中毒影响，通常采用降低SCR催化剂反应单元的密度或者降低钒钨钛催化剂中钒含量至1％以下。此外，当尾部烟气的温度较高(>290℃)时，催化剂的硫酸氢氨中毒现象也会减轻，但是在低负荷运行的火力发电厂或者钢铁、玻璃等非电力行业的烟气温度并不满足运行要求，而在低温下，SO2极易与NH3结合随后进一步氧化生成硫酸氢氨((NH4)HSO4)。当前，我国的科研院所和高校的研究重点偏向于催化剂的配方开发、反应机理以及催化剂中毒及再生等方面，对于整体式催化剂的成型和制备工艺等方面的研究较少，主要依靠国外的技术来生产制备，使得整体式催化剂的成本居高不下，因此，有必要开发一种新型SCR脱硝催化剂骨架机构及脱硝系统和方法，用以解决SCR催化剂在低温烟气脱硝过程中活性失效和低温中毒的问题，以及克服烟气低流速下(＜3m/s)容易积灰的缺点。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种翅片式SCR催化剂附着骨架结构，该骨架结构不仅能够提供与平板式或波纹板式SCR催化剂相当的比表面积，同时该骨架结构便于形成高效换热通道，可将高温空气热量快速均匀传递给催化剂；而且该骨架组装方便、重复利用率高。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。一种翅片式SCR催化剂附着骨架结构，包括：外箱体，呈通道形状，其每个侧壁上均设置有多个向外挤压而成的梯形凹槽；内箱体，呈通道形状，设置于所述外箱体内，其每个侧壁上均设置有多个一端开口的插槽；多个翅片骨架，呈L型，其一端均插接于对应的梯形凹槽内，其另一端均插接对应的插槽内，且每2片所述翅片骨架位于所述内箱体内的端部均通过销钉固定连接；每片所述翅片骨架位于所述外箱体与所述内箱体之间的两侧壁上均涂覆有SCR催化剂；所述内箱体靠近所述插槽的开口的一端上设置有多个挡板，用于固定多个所述翅片骨架。进一步，所述外箱体的每个侧壁上均设置有向内挤压而成的梯形凸梁，每个所述梯形凸梁的一侧均抵接在对应的翅片骨架上。进一步，所述SCR催化剂的原料为V2O5-WO3/TiO2催化剂、V2O5-MoO3/TiO2催化剂、V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化剂中的任意一种。进一步，相邻2片所述翅片骨架上涂覆的SCR催化剂之间的间隙为5mm。更进一步，每片所述翅片骨架的一端均设置有卡头，另一端均设置有翅片销钉孔，每个所述卡头均卡接在对应的梯形凹槽内，每两个所述翅片销钉孔均通过销钉固定连接。本专利技术还提供一种基于上述翅片式SCR催化剂附着骨架结构的烟气脱硝系统，该烟气脱硝系统能够利用熔融盐太阳能聚光-储热系统加热常温空气，并利用加热后的高温空气来提高低温烟气的温度，进而使SCR催化剂一直处于活性温度范围，同时，还可以高温空气使已中毒(被硫酸氢氨堵塞孔道或覆盖活性位点)的SCR催化剂“复活”。一种基于翅片式SCR催化剂附着骨架结构的烟气脱硝系统，包括：太阳能集热系统、循环系统、进气系统；所述循环系统包括：低温熔融盐存储罐、高温熔融盐存储罐和第一换热器；所述低温熔融盐存储罐中存储有低温熔融盐，所述低温熔融盐在第一循环泵作用下流经所述太阳能集热系统后被加热，加热后的熔融盐经第一阀门储存在所述高温熔融盐存储罐中；所述高温熔融盐存储罐中的高温熔融盐在第二循环泵作用下流入所述第一换热器内，同时所述进气系统提供的冷空气通过第一进气管道进入第一换热器内并与高温熔融盐换热；换热后的熔融盐通过第三循环泵流入低温熔融盐存储罐内；加热后的高温空气通过第二进气管道流入所述内箱体形成的换热通道内，对多个所述翅片骨架进行加热，并传递给SCR催化剂。进一步，所述第二进气管道上设置有调节比例阀，所述进气系统提供的冷空气通过第三进气管道与所述调节比例阀连通，用于调节进入换热通道内的高温空气的温度。更进一步，进入所述换热通道内的高温空气的气流方向与烟气的流动方向相反，用于提高多片所述翅片骨架的温度，使翅片骨架温度场均位于SCR催化剂的活性温度范围内。进一步，所述太阳能集热系统包括：太阳能集热器和第二换热器，所述太阳能集热器内存储有导热液体，导热液体经所述太阳能集热器加热后流入所述第二换热器，换热后的导热液体再回流入所述太阳能集热器内；所述低温熔融盐存储罐中存储的低温熔融盐在第一循环泵作用下进入所述第二换热器，加热后的熔融盐经第一阀门储存在所述高温熔融盐存储罐中。本专利技术还提供一种基于上述烟气脱硝系统的烟气脱硝方法，该烟气脱硝方法不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种翅片式SCR催化剂附着骨架结构，其特征在于，包括：/n外箱体(1)，呈通道形状，其每个侧壁上均设置有多个向外挤压而成的梯形凹槽(11)；/n内箱体(2)，呈通道形状，设置于所述外箱体(1)内，其每个侧壁上均设置有多个一端开口的插槽(21)；/n多个翅片骨架(3)，呈L型，其一端均插接于对应的梯形凹槽(11)内，其另一端均插接对应的插槽(21)内，且每2片所述翅片骨架(3)位于所述内箱体(2)内的端部均通过销钉(5)固定连接；每片所述翅片骨架(3)位于所述外箱体(1)与所述内箱体(2)之间的两侧壁上均涂覆有SCR催化剂(4)；/n所述内箱体(2)靠近所述插槽(21)的开口的一端上设置有多个挡板(6)，用于固定多个所述翅片骨架(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种翅片式SCR催化剂附着骨架结构，其特征在于，包括：
外箱体(1)，呈通道形状，其每个侧壁上均设置有多个向外挤压而成的梯形凹槽(11)；
内箱体(2)，呈通道形状，设置于所述外箱体(1)内，其每个侧壁上均设置有多个一端开口的插槽(21)；
多个翅片骨架(3)，呈L型，其一端均插接于对应的梯形凹槽(11)内，其另一端均插接对应的插槽(21)内，且每2片所述翅片骨架(3)位于所述内箱体(2)内的端部均通过销钉(5)固定连接；每片所述翅片骨架(3)位于所述外箱体(1)与所述内箱体(2)之间的两侧壁上均涂覆有SCR催化剂(4)；
所述内箱体(2)靠近所述插槽(21)的开口的一端上设置有多个挡板(6)，用于固定多个所述翅片骨架(3)。


2.根据权利要求1所述的翅片式SCR催化剂附着骨架结构，其特征在于，所述外箱体(1)的每个侧壁上均设置有向内挤压而成的梯形凸梁(12)，每个所述梯形凸梁(12)的一侧均抵接在对应的翅片骨架(3)上。


3.根据权利要求1所述的翅片式SCR催化剂附着骨架结构，其特征在于，所述SCR催化剂(4)的原料为V2O5-WO3/TiO2催化剂、V2O5-MoO3/TiO2催化剂、V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化剂中的任意一种。


4.根据权利要求1所述的翅片式SCR催化剂附着骨架结构，其特征在于，相邻2片所述翅片骨架(3)上涂覆的SCR催化剂(4)之间的间隙为5mm。


5.根据权利要求1或4所述的翅片式SCR催化剂附着骨架结构，其特征在于，每片所述翅片骨架(3)的一端均设置有卡头(31)，另一端均设置有翅片销钉孔(32)，每个所述卡头(31)均卡接在对应的梯形凹槽(11)内，每两个所述翅片销钉孔(32)均通过销钉(5)固定连接。


6.一种基于权利要求1所述的翅片式SCR催化剂附着骨架结构的烟气脱硝系统，其特征在于，包括：太阳能集热系统(7)、循环系统(8)和进气系统(9)；
所述循环系统(8)包括：低温熔融盐存储罐(81)、高温熔融盐存储罐(82)和第一换热器(83)；
所述低温熔融盐存储罐(81)中存储有低温熔融盐，所述低温熔融盐在第一循环泵(84)作用下流经所述太阳能集热系统(7)后被加热，加热后的熔融盐经第一阀门(85)储存在所述高温熔融盐存储罐(82)中；
所述高温熔融盐存储罐(82)中的高温熔融盐在第二循环泵(86)作用下流入所述第一换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学清，李晓靖，施天哲，原雷鹏，杨江玲，曹嘉，郝婷娟，刘斌，樊晓文，
申请(专利权)人：山西清泽阳光环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14