本发明专利技术涉及一种用于催化剂再生的超声波清洗装置和方法，其中清洗装置，包括超声波清洗容器、超声波发生器和自动液体循环装置，在所述超声波清洗容器内设置有超声波换能器；所述自动清洗液体循环装置与超声波清洗容器通过管道连接；清洗方法包括使用清洗液体在上述的超声波清洗装置中清洗催化剂，除去催化剂上的污染物，然后干燥催化剂。同现有技术相比，本发明专利技术能去除附着在催化剂表面和催化剂孔道、孔径内的污染物，强化废弃催化剂物理清洗效率，一定程度的恢复催化剂活性，强化了催化剂再生活性植入效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于大气污染控制领域，涉及。特别是涉及一种超声波清洗恢复废SCR脱硝催化剂活性的装置和方法。
技术介绍
随着“十二五”期间我国对氮氧化物(NOx)排放的控制越来越严格，选择性催化还原(SCR)脱硝技术因具有高效、可靠的脱硝性能被广泛应用于燃煤电厂的脱硝系统。目前在国内燃煤电厂锅炉烟气脱硝系统中，约90%以上采用SCR脱硝技术。SCR脱硝技术的原理是向锅炉排放烟气中喷入NH3等还原剂，这些还原剂在催化剂的作用下与烟气中的NOx发生容生成无害的氮气和水。其核心是SCR催化剂，典型商业SCR催化剂以TiO2为载体，以V2O5-WO3(MoO3)等贵金属氧化物为活性组分。SCR脱硝催化剂的外观形态有蜂窝式、平板式和波纹板式，布置方式为竖直布满在一个约长2米、宽I米、高2米的箱体内，构成脱硝催化剂模块。SCR脱硝催化剂在长期运行过程中存在活性下降问题。造成该催化剂失活的原因有很多，既有运行工况的影响，例如烟气中的粉尘和温度波动对催化剂宏观结果造成损害，也有烟气中各种有毒有害化学成分的作用，其中砷元素、碱金属、碱土金属及金属氧化物所具有的毒害作用最为明显。这些因素使得SCR脱硝催化剂的使用寿命仅为2-3年，而催化剂的初期投资占SCR系统总投资的40-60%，这使催化剂成为昂贵的消耗品。此外失活的SCR催化剂若不加以适当处置将对人体和环境造成极强的毒害作用。若将失活的SCR催化剂进行再生处理，则可有效延长SCR催化剂使用周期，降低经济成本和毒害作用。据统计具备再生处理条件的失活SCR脱硝催化剂约占失活SCR脱硝催化剂总量的2/3，约12-15万m3/年。如果采用合适的方法予以再生重复使用，将为火电厂节约巨大的成本，也为相关的催化剂原材料行业如钛白粉、化工等行业节约大量的资源。根据预测催化剂的再生成本约为1. 5万元/m3，将为社会创造服务业产值约18-22. 5亿元/年。可见对SCR脱硝催化剂再生不仅可以降低火电厂烟气脱硝运行的成本，而且可以减少固体废弃物对环境造成的污染。因此，对SCR脱硝催化剂进行再生具有重大意义。针对SCR脱硝催化剂再生，目前存在的技术有在线再生和离线再生。中国专利申请号201120491314. 8公开了一种烟气脱硝催化剂在线再生方法。该方法无需将催化剂模块移出烟道，但需要在烟气脱硝系统上配套建设催化剂再生系统，来完成对烟道内催化剂模块的吹灰、清洗、干燥、活化等再生步骤。中国专利申请号201010599886. 8和中国专利申请号201020674106. 7公开了一种SCR催化剂可实现脱硝容与再生的容器装置。该专利技术工艺中SCR催化剂脱硝反应和SCR催化剂再生过程可在同一个容装置中间隔进行。其中的再生过程包括空气吹扫、酸洗除碱、主剂补充、干燥焙烧等过程。上述方法虽然避免了对催化剂模块的移动，但需要在每套烟气脱硝系统上建设催化剂再生系统。而SCR催化剂2-3年才需要再生一次，使得催化剂在线再生系统的利用率极低。其建设、维护和运行成本远高于离线再生。中国专利申请号200920039767. X和中国专利申请号200910031207. 4公开了一种用于脱硝催化剂离线再生的装置。该装置依次设置有吹扫池、清洗池、活化池、干燥池。使用该装置能够对失活SCR脱硝催化剂进行吹扫、清洗、干燥、活化等再生操作。但该专利并未具体公开SCR脱硝催化剂的再生方法，并且普通水浸泡洗涤很难清除催化剂孔道内的污染物，不能使SCR脱硝催化剂恢复原有的比表面积。中国专利申请号200910031206. X公开了一种SCR脱硝催化剂再生液。该再生液的组成包括渗透促进剂、表面活性剂、偏钒酸氨、仲钨酸氨、仲钥酸氨、水和酸。使用该再生液能够补充SCR催化剂的活性。但该专利并未说明SCR脱硝催化剂的再生方法，如果单独使用该再生液冲洗催化剂再生液的用量较大。此外该再生液中含有钒等有毒元素，大量排放将造成严重的环境污染。美国专利US7，592，283介绍了 一种采用气泡流动装置再生蜂窝型SCR脱硝催化剂的方法。该方法中使用由钒酸氨、仲钨酸氨、酸和去离子水组成的再生液，在有气泡鼓动的装置内对失活的SCR催化剂进行清洗再生。中国专利申请号201110071623. 4公开了一种V205_W03/Ti02催化剂碱金属中毒后的再生方法，应用直流稳压电源对浸泡在水中的碱金属中毒催化剂进行电泳，稳定电压为1.6V，电泳时间为24-36h，最后在100-120°c的烘箱中烘12_20h，使吸附在催化剂表面的碱金属离子在电场作用下离开催化剂表面进入水体，使催化剂活性恢复。该方法虽然简单但仅适用于碱金属中毒的SCR催化剂。而引起SCR催化剂失活的因素有很多，如飞灰堵塞催化剂的孔道、孔径等。综上所述，现有的SCR脱硝催化剂再生技术中清洗催化剂的装置和方法都不能很好的清除催化剂孔道内的污染物，为了强化废弃催化剂物理清洗效率，一定程度的恢复催化剂活性，并为催化剂再生活性植入，强化预处理效率。需要进一步开发SCR脱硝催化剂清洗装置和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于再生失活SCR脱硝催化剂的超声波清洗装置和方法，本专利技术能强化对被飞灰堵塞的烟气脱硝催化剂的清洗效果，将飞灰颗粒从催化剂小孔径孔道中冲洗出来，尤其是针对在孔隙口的因固液表面的滞留作用而紧紧贴附的细小颗粒，添加超声波等扰动方式来使颗粒预悬浮在壁面和通道中从而强化清洗对污染物的去除效果。为了达到上述专利技术目的，本专利技术的技术方案以如下方式实现一种用于SCR脱硝催化剂再生的超声波清洗装置，装置主要包括超声波发生器、超声波换能器和超声波清洗容器。此外还可以为超声波清洗容器装有自动清洗液体循环装置、固体物料传送装置和清洗液体加热装置。其中超声波发生器的功率在0-5kW连续可调；超声波发生器的工作频率在20-300kHz可调；超声波发生器的工作电流在0-25A可调。此外超声波发生器带有过热保护系统，过热保护温度在0-200°C之间可调。超声波换能器可以是磁致伸缩换能器也可以是压电式换能器；从产生的波型上可以是纵波波型、横波波型也可以是表面波波型换能器；从外观形态上超声波换能器可以是圆片式换能器也可以是夹心式换能器。其中的超声清洗容器可以是带有固体物料进出口的带有盖子的容器，也可以是一个没有盖子的容器；可以是单槽、双槽或多槽型。该容器本身具有耐酸、耐碱、耐盐、耐热性能，或内壁可以装有耐酸、耐碱、耐盐、耐热的保护层，使多种液体能够作为清洗液。其中所述的酸包括盐酸、硫酸、硝酸、亚硫酸、亚硝酸、氢硫酸、碳酸、氢氟酸、氢溴酸、氢碘酸、磷酸、亚磷酸、醋酸等；碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等；盐包括盐酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、磷酸盐、亚磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐、溴酸盐、碘酸盐；耐热温度为-20-300°C。装置部件的布置方面，超声波换能器可以安装在超声波清洗容器的侧面，也可以安装在超声波清洗容器的底面。在超声波清洗容器内可以装有固体物料传送装置，能够使催化剂自动、连续的以一定速度进出超声波清洗容器，可以通过调整固体物料传送速度来改变催化剂在超声波清洗容器内的清洗时间。所述的固体物料传送装置可以是滚带式固体物料传送装置也可以是梁臂式固体物料传送装置。滚带式固体物料传送装置为在超声波清洗容器内装有传送本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于催化剂再生的超声波清洗装置，其特征在于：所述超声波清洗装置包括超声波清洗容器、超声波发生器和自动液体循环装置，在所述超声波清洗容器内设置有超声波换能器；所述自动清洗液体循环装置与超声波清洗容器通过管道连接。
【技术特征摘要】
1.一种用于催化剂再生的超声波清洗装置，其特征在于:所述超声波清洗装置包括超声波清洗容器、超声波发生器和自动液体循环装置，在所述超声波清洗容器内设置有超声波换能器；所述自动清洗液体循环装置与超声波清洗容器通过管道连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:在所述超声波清洗容器中设置有滚带式固体物料传送装置。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:在所述超声波清洗容器上方设置有梁臂式固体物料传送装置。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:所述自动清洗液体循环装置包括沉降池、多级过滤装置和循环泵，所述降池、多级过滤装置、循环泵通过管道依次连接。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于:所述多级过滤装置采用双层双级滤芯。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:所述的超声波换能器可以安装在超声波清洗容器的侧面，也可以安装在超声波清洗容器的底面。7.根据权利要求1或6所述的装置，其特征在于:所述的超声波换能器可以是磁致伸缩换能器也可以是压电式换能器；可以是纵波波型、横波波型也可以是表面波波型换能器；可以是圆片式换能器也可以是夹心式换能器。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:所述的超声波发生器的功率在0-5kW连续可调；超声波发生器的工作频率在20-00kHz可调；超声波发生器的工作电流在0-25A可调。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:所述的超声波清洗容器为单槽、双槽或多槽结构。10.一种用于催化剂再生的超声波清洗方法，其特征在于:使用清洗液体在权利要求1-9中任一项所述的超声波清洗装置中清洗催化剂，除去催化剂上的污染物，然后干燥催化剂。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于:所述的清洗液体为水或水溶液；所述水溶液的溶质包括渗透促进剂、乳化剂、匀染剂、缓蚀剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪德志，路光杰，吴刚，肖雨亭，赵建新，欧阳丽华，郭桦，
申请(专利权)人：北京国电龙源环保工程有限公司，江苏龙源催化剂有限公司，国电新能源技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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