对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及工业催化剂应用领域，即对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法及系统。主要用于防止催化剂碳酸盐中毒。其步骤如下：（1）将催化剂箱体的全部截面积分成多个区块或几十个或几百个区块。（2）采用加热装置对每个区块单独逐个进行循环加热。（3）将与催化反应的废气加热至适合碳酸盐瞬间被解附的温度。其系统是加热装置布置在水平轨道上。加热装置包括一个电机带动的动力凸轮及架体，动力凸轮轴侧面带有一个弓形吊臂，弓形吊臂连接上下两端不封闭的加热桶。将催化剂分区块分时段逐域加热，只用一个或数个加热器，耗电低，经济合理。

【技术实现步骤摘要】
对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法及系统
本专利技术涉及工业催化剂应用领域，即对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法及系统。为防止催化剂碳酸盐中毒，采用催化剂分区块分时段加热方法及系统。不仅适用于垃圾焚烧锅炉、生物质锅炉、燃煤锅炉，催化CO、CO2、和碳氢化合物，防止催化剂碳酸盐中毒，也可适用于化工工业、化肥工业、石油炼制工业去除催化剂的碳酸盐中毒。
技术介绍
在现有技术中，20世纪下半叶以来，由于催化科学和技术的飞速发展，使得各种催化剂不断地渗透于化工工业、化肥工业、石油炼制工业和环保产业等诸多领域。其中，涉及固体非贵金属催化剂催化反应含有或CO，或CO2，或一种、多种碳氢化合物以及这几类气体的混合气体时，处于低温反应（350℃以下）时，都不可避免地遇到碳酸盐中毒问题。目前，国内外就催化剂碳酸盐中毒问题都是从两个方面来解决的。一是使用贵金属催化剂。因为贵金属催化剂对碳酸盐的解附能力要远远高于非贵金属。例如，中国科技大学路军岭带领科研团队在世界范围内率先研发成功Fe(OH)3-Pt低温催化剂，解决了氢燃料电池电极低温催化CO带来的碳酸盐中毒问题。论文在2019年1月31日发表在《自然》期刊上。Pt金属元素几千元一克，使用氢燃料电池电极上，其成本是可以接受的，或者使用在高档汽车催化剂上，也是可以接受的。但是绝大多数的工业催化剂，规模很大，成本无法接受。二是提高催化反应温度。比如，汽车发动机刚启动温度低一点，很快达到七、八百摄氏度以上，即使不用贵金属元素，高温很容易解附碳酸盐，不会产生碳酸盐中毒。但是，通过提高反应温度对催化数量庞大的气体来说，电耗量巨大其成本无法接受。六、七百吨的垃圾焚烧锅炉或生物质锅炉或燃煤锅炉，其温度都在三百摄氏度以上，甚至六、七百摄氏度。这样的温度，完全可以解附碳酸盐。但对于尚未经过脱硫除尘的锅炉含碳类废气进行催化，很容易导致硫中毒、砷中毒和许许多多碱土元素中毒。如果对废气先行脱硫除尘，又会使废气温度降低至80－130℃。重新把巨量的废气加热到350℃左右（通常是碳酸盐解附的起始温度），电耗十分巨大。以六百吨锅炉为例，每小时废气量为近百万米³，从120℃加热到350℃的耗电成本是无法接受的。无数专家、学者发表论文，对锅炉废气中的CO、二噁英、苯系物、多环芳烃、VOC等有毒有害含碳类气体，使用催化剂短时间内去除效率是最好的，但是面对碳酸盐中毒，无论是使用贵金属催化剂，还是提高反应温度在成本上都是不可接受的。尽管论文数量成千上万，但是真正在工程上落地看不见，根本问题在于没有找到防止催化剂碳酸盐中毒的有效方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述不足而提供一种经济有效的对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法及系统。本专利技术的技术解决方案是：对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法，其特征在于步骤如下：（1）将催化剂箱体的全部截面积分成多个区块或几十个或几百个区块。（2）采用加热装置对每个区块单独逐个进行循环加热（在催化剂截面积特别巨大的情况下，可以分为几个大的区域，每个区域一个加热装置，对各自区域内的区块进行循环加热。在加热装置上携带氢气罐和蒸汽罐，在加热同时喷氢和喷汽，便于碳酸盐解附）。（3）将与催化反应的废气加热至适合碳酸盐瞬间被解附的温度。上述方案中，在不加氢不加汽情况下，加热温度为350℃左右（300－350℃），在系统加氢加汽情况下加热温度为200－300℃。所述的加热装置是电或电磁加热装置。所述的分成多个区块是通过金属板纵横围成格状的受热桶。对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法的系统，其特征在于它包括至少一个沿催化剂箱体分成的多个区块逐个移动对应加热的加热装置。上述系统方案中，所述的加热装置布置在水平轨道上，加热装置在水平轨道上运行（水平加热不是绝对的，0-44°和134-180°均应视为水平加热。在一定斜度内移动也在此范围内）。所述的加热装置包括一个电机带动的动力凸轮或齿轮及架体，动力凸轮轴侧面带有一个弓形吊臂，弓形吊臂连接上下两端不封闭的加热桶（上端桶口进入没有加热的烟气），桶内有加热器（已加热的烟气从下端桶口进入受热桶及相对应的催化剂。本专利技术实旋例只有一个加热系统，但不限于此。面对十分巨大的催化剂截面积，可以分为几个区域，在单个区域内要有单独的运行轨道，单独的加热装置和系统）。所述的动力凸轮是一个上下各有水平齿的椭圆形齿轮。所述的架体上带有三根气管通入加热桶的氢气罐、蒸汽罐或/和压缩空气罐。（确保能够喷氢气、喷蒸汽、喷压缩空气。对催化剂加氢加汽有助于碳酸盐脱附，喷压缩空气喷吹轨道，防止颗粒物被动力凸轮压实在带齿轨道的齿沟里，对于喷氢气、喷蒸汽、喷压缩空气，不限于三种，也可以增加，也可以减少，但喷压缩空气不能少，否则水平设置的带齿轨道会被灰尘填平）。所述的轨道为轨道齿条（或称带齿轨道），两相邻轨道齿条通过平放的转向齿轮，90度水平连接，转向齿轮平放平面上有与两侧带齿轨道齿条衔接的转运齿，转向齿轮与能够推动其转向的传动齿条啮合连接，实现左转和右转。所述蒸汽罐加入有钾霞石。不仅具有去除碳酸盐的功能，同时具备对钾流失严重的催化剂起在线修补功能，延长原有催化剂寿命。通过氢气罐喷入催化剂解毒溶剂，对中毒催化剂实现在线再生。轨道为带齿轨道，在轨道拐弯处都有转向齿轮连接，转向齿轮侧面一周有32个齿，其上面中间部位有8个齿（直齿），因为是与两侧轨道衔接，可以转动，称转运齿。气缸带动传动齿条，前伸8个齿或收缩8个齿，啮合转向齿轮侧面齿转向90度。其作用有2个。一是便于转向齿轮上面的转运齿，与不同方向的带齿轨道连接，使动力凸轮及加热系统能够落在转运齿上。二是转向齿轮可以带动处在转运齿上的动力秃轮和加热系统实现左转或右转。带齿轨道的转弯处有转向齿轮；两条呈直角的带齿轨道连接在轴承套上，转向齿轮平放在轴承套内可以旋转。转向齿轮上面中间位置有8个齿，称为转运齿24，所述转向齿轮侧面一周有32个齿，与传动齿条啮合，气缸带动传动齿条前伸或收缩8个齿，转向齿轮和转运齿旋转90°，使转运齿完成与不同方向带齿轨道的对接。动力凸轮可以从已对接的带齿轨道上运行，把水平齿落在转运齿上。气缸带动传动齿条使转向齿轮旋转90°，动力凸轮连同其携带的整个运行系统随之完成90°的转向，为走上另一条带齿轨道做好准备。所述传动齿条，不限于前伸和收缩8个齿，也可以是16个齿，实现转向齿轮的旋转，从一条带齿轨道上迎来动力凸轮及加热系统，也能把动力凸轮及加热系统送走到另一条带齿轨道上去，实现转弯。这项权利要求，是催化剂截面积分区块水平加热系统实现转弯的关键技术。防止催化剂碳酸盐中毒，催化剂分区块水平加热方法和系统，其特征在于要确保运行系统在转弯时平稳运行。旋转轴承和护栏，平稳实现了吊装的加热桶，不参与整个系统旋转90°，也能实现转向90°。所谓分区块水平循环加热系统，是指催化剂箱体呈垂直布局（见图1），锅炉废气从催化剂箱体上部的连接烟道下行进入催化剂箱体，被加热的废气通过催化剂，从催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法，其特征在于步骤如下：/n（1）将催化剂箱体的全部截面积分成多个区块或几十个或几百个区块；/n（2）采用加热装置对每个区块单独逐个进行循环加热；/n（3）将与催化反应的废气加热至适合碳酸盐瞬间被解附的温度。/n

【技术特征摘要】
20210331 CN 20211034591561.对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法，其特征在于步骤如下：
（1）将催化剂箱体的全部截面积分成多个区块或几十个或几百个区块；
（2）采用加热装置对每个区块单独逐个进行循环加热；
（3）将与催化反应的废气加热至适合碳酸盐瞬间被解附的温度。


2.按照权利要求1所述的对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法，在系统不加氢不加汽情况下，加热温度为300-350℃；在系统加氢加汽情况下加热温度为200－300℃。


3.按照权利要求1或2所述的对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法，其特征在于所述的加热装置是电或电磁加热装置。


4.按照权利要求3所述的对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法，其特征在于所述的分成多个区块是通过金属板纵横围成格状的受热桶（36）。


5.使用权利要求4所述对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法的系统，其特征在于它包括至少一个沿催化剂箱体（18）分成的多个区块逐个移动对应加热的加热装置。


6.按照权利要求5所述对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法的系统，其特征在于所述的加热装置布置在水平轨道上，加热装置在水平轨道上运行。


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【专利技术属性】
技术研发人员：霍晓光，霍成斌，
申请(专利权)人：通化金山银山环保设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22