粉体循环流动床式催化还原脱硝方法及设备与流程

本发明涉及烟气脱硝工艺设备，是一种粉体循环流动床式催化还原脱硝方法及设备。

背景技术：

我国以煤炭作为主要能源结构，其燃烧向大气排放大量nox，是造成区域雾霾、酸雨等污染物的重要前体物，是我国最主要的大气污染物之一。据统计选择性催化还原脱硝装置在我国煤电机组的投用率达90％以上，其他行业投用率达50％以上，实践证明这种选择性催化还原脱硝方法，可以有效减少nox的排放，但还存有以下缺点：(1)催化剂需要量大，使用寿命短，一般为2-3年，不仅浪费资源，还会严重污染环境；(2)运行费用和催化剂再生费用高，且可能产生二次污染，失效废催化剂再生费用，约7500-10000元/m³。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种粉体循环流动床式催化还原脱硝方法及设备，以解决现有技术存在的催化剂需要量大，使用寿命短，既浪费资源，失效催化剂又污染环境和再生费用高的问题。

本发明的目的是这样实现的：该粉体循环流动床式催化还原脱硝方法及设备，其方法包括以下工序：废催化剂、粉碎、再生、喷射、高温烟气、氨气、在流动床式scr反应器内反应、烟气和催化剂分离、烟气排放、催化剂回收工序。

废催化剂，采用煤电机组和其他行业烟气scr脱硝使用过的，不能用的废常规型材催化剂为原料；

粉碎，采用球磨机粉碎过筛，制成中位径25微米的粉体形态。

其主要设备是由球磨机、流动床式scr反应器、除尘器、催化剂恒温再生仓、定量给料器、催化剂喷射装置、氨气输送管道和高温烟气管道组成。

流动床式scr反应器呈立筒状，流化反应筒底上设有催化剂管，下部一侧有高温烟气管、氨气管，流化反应筒上端开口，上面设有流化反应罩筒，流化反应罩筒下底呈斜面，下端部一侧设有烟气输出管。

流化反应罩筒，下底斜面倾斜30-60度角。

流动床式scr反应器，高温烟气初始温度为180～280℃，工作压力-1000～-5000pa，浓相床温度180～280℃，脱硝效率可达99％以上。

该发明与现有技术相比具有以下优点：(1)采用中位径25微米的粉体形态催化剂，其外比面积约为1.3^*10⁹cm²/m²，而常规22孔催化剂的外比面积约为0.6^*10⁶cm²/m²，等同体积的粉体形态催化剂相对外比面积是常规22孔催化剂的2166倍，所以在等同效率的前提下，粉体形态催化剂使用量远小于常规催化剂，节省了矿产资源，减少了投资和运行费用；(2)粉体形态催化剂在流动床式scr反应器内呈流态，基本不受烟气量变化的影响，气固接触均匀，催化反应效果好，脱硝效率可达到99％以上；(3)以废催化剂为原料，既处理了废物，实现了固体废物的资源化利用，又降低了运行成本；(4)催化剂采用连续离线再生方式，经一次催化反应后的催化剂一部分进行加热再生，另一部分被喷入流动床式scr反应器内循环使用，能有效的降低脱硝系统的运行温度，节省能耗，并且理论上催化剂是可以长期使用。(5)根据实际运行情况，也可以进行催化剂间断再生，进一步降低运行费用。

附图说明

图1是粉体循环流动床式催化还原脱硝方法及设备工艺流程图；

图2是流动床式scr反应器结构示意图。

具体实施方式

图1粉体循环流动床式催化还原脱硝方法及设备，其主要设备是由球磨机、流动床式scr反应器7、除尘器、催化剂恒温再生仓、定量给料器11、催化剂喷射装置12、氨气输送管道和高温烟气管道组成。

其方法包括以下工序：废催化剂1、粉碎2、再生3、喷射4、高温烟气5、氨气6，在流动床式scr反应器内反应7、烟气和催化剂分离8、烟气排放9、催化剂回收10工序，下面对工序及设备作进一步说明：

1废催化剂，采用煤电机组和其他行业烟气脱硝使用过的，不能用的废常规型材催化剂为原料；也可采用中位径25微米的粉体形态的新催化剂；

粉体形态2粉碎，采用现有球磨机粉碎过筛，制成中位径25微米的粉体形态；

3再生，采用现有电加热的300-400℃度恒温再生仓；

4喷射，采用现有鼓风机、管道、喷头组成的喷射装置，将再生后的催化剂喷射到流动床式scr反应器内；

5氨气，由制氨系统供给，与现有技术相同；

6高温烟气，采用除尘后180℃-280℃的高温烟气，比现有技术运行温度低；

7在流动床式scr反应器内反应，氨气与高温烟气在粉体催化剂的作用下进行反应，烟气中nox与nh3反应生成n2，实现烟气中nox的脱除；

8烟气和催化剂分离，采用现有布袋除尘器除尘，将烟气与催化剂分离；

9烟气排放，脱硝后的净烟气从烟囱排放；

10催化剂回收，一部分进再生仓再生循环，另一部分经现有定量给料器11再循环。

图2流动床式scr反应器7呈立筒状，流化反应筒14底上设有催化剂管，下部一侧有高温烟气管15、氨气管16，流化反应筒上端开口，上面设有流化反应罩筒17，流化反应罩筒下底19呈斜面，倾斜30-60度角，下端部一侧设有烟气输出管18。

运转：首先启动高温烟气、催化剂恒温再生仓、催化剂喷射装置12，除尘器和定量给料器11，开始循环流化，待烟气温度合格后，再向流动床式scr反应器7内注入合格的氨气，在流动床式scr反应器内，烟气中的nox与氨气在粉体催化剂催化还原生成氮气达标排放，经一次催化反应后的粉体催化剂经除尘器收集后一部分进入再生仓再生循环，另一部分经定量给料器由喷射系统进入流动床式scr反应器循环使用。

技术特征：

技术总结
本发明属一种粉体循环流动床式催化还原脱硝方法及设备，特点是：其方法包括：废催化剂、粉碎、再生、喷射、高温烟气、氨气，在流动床式SCR反应器内反应、烟气和催化剂分离、烟气排放、催化剂回收再循环工序，其主要设备是由球磨机、流动床式SCR反应器、除尘器、催化剂恒温再生仓、定量给料器、催化剂喷射装置、氨气管道和高温烟气管道组成。该方法采用废催化剂，粉碎成中位径25微米的粉状态催化剂，较常规催化剂用量小，气固接触均匀，催化反应效果好，脱硝效率可达99％以上，既处理了废物，实现了固体废物的资源化利用，又降低了催化剂采购和运行成本，催化剂循环使用，可利用余热，降低能耗，是烟气脱硝处理的理想方法及设备。

技术研发人员：卞福林;秦纪亮;马旭;张冬冬
受保护的技术使用者：北京慧普环境保护技术有限公司
技术研发日：2018.10.18
技术公布日：2019.01.11