一种用于脱硝催化剂工厂再生焙烧活化装置及其再生方法与流程

本发明涉及一种催化剂再生装置，尤其是一种用于脱硝催化剂工厂再生焙烧活化装置及其再生方法。

背景技术：

目前，在火力发电厂中使用最为广泛、技术最为成熟的scr脱硝技术中，需对使用后的失活催化剂进行再生。焙烧活化是再生工艺中一道重要工序，是恢复催化剂活性的关键。清洗后的催化剂模块在低浓度的硫酸氧钒或偏钒酸铵溶液中浸渍后，再经过该装置实现水分干燥、焙烧固化和药剂分解等过程，使失活催化剂恢复机械强度和有效活性。但是现有的干燥焙烧装置内部温度场均匀性差、焙烧活化效果不好、能耗高、并且由于采用人工送料导致催化剂的在炉内的位置不居中，影响了温度的均匀性。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种温度均匀性高、能耗低、焙烧活化效果好、催化剂位置固定的一种用于脱硝催化剂工厂再生焙烧活化装置，具体技术方案为：

一种用于脱硝催化剂工厂再生焙烧活化装置，包括：保温箱，所述保温箱的内部设有内胆、保温层、位于所述内胆下方的送料通道和分别与所述内胆和所述送料通道相通的送料槽，所述保温箱的一端装有用于封闭内胆的炉门；循环装置，所述循环装置安装在所述内胆的两侧，用于从内胆的底部出风，从内胆的顶部回风；加热装置，所述加热装置安装在所述循环装置上；换热装置，所述换热装置包括安装在所述保温箱顶部的换热箱、分别与所述换热箱和所述内胆相通的进风管和安装在所述换热箱内的换热器，所述换热器与所述内胆相通；排气风机，所述排气风机安装在所述换热箱的顶部且与所述换热器连接，用于排出内胆内的水汽和废气；新风风机，所述新风风机安装在所述换热箱上，用于吹入空气；及送料装置，所述送料装置包括安装在所述送料通道底部的导轨、用于在导轨上移动的驱动车和安装在所述驱动车的顶部且位于所述内胆内用于放置催化剂的送料板。

优选的，所述加热装置包括：控制器以及均与控制器连接的温度传感器和电加热管，所述温度传感器安装在所述内胆的两侧，所述电加热管安装在所述循环装置内，所述控制器安装在所述保温箱上。

优选的，所述循环装置包括：循环风机、垂直风管和连接风管，所述连接风管固定在所述内胆的顶部且与所述进风管相通，所述循环风机固定在所述保温箱顶部的两侧，所述循环风机的风叶位于所述连接风管内；所述垂直风管固定在所述内胆的两侧，所述垂直风管的进风口位于所述连接风管的下方，所述垂直风管)的出风口位于所述内胆的底部，所述电加热管安装在所述垂直风管内，且位于所述循环风叶的下方。

其中，所述循环装置还包括出风管，所述出风管固定在所述内胆底部的两侧，所述出风管的一端与所述垂直风管相通，另一端位于所述送料板的下方。

优选的，所述换热装置还包括隔板，所述隔板的一端与所述换热箱的一端连接，另一端与所述换热箱之间留有通风通道，所述新风风机和所述进风管分别位于所述位于所述隔板的两侧，且均位于所述隔板的一端。

进一步的，所述换热装置还包括导风板，所述导风板固定在所述换热器上，且交错设置。

优选的，还包括新风调节阀，所述新风调节阀安装在所述新风风机上。

优选的，所述驱动车包括：车架，所述车架位于所述送料通道内，所述送料板安装在所述车架的顶部；减速电机，所述减速电机固定在所述车架的底部；驱动轴，所述驱动轴通过轴承座安装在所述车架的底部；驱动轮，所述驱动轮固定在所述驱动轴的两端，且活动位于所述导轨上；主动链轮，所述主动链轮固定在所述减速电机上；从动链轮，所述从动链轮固定在所述驱动轴上；及链条，所述链条分别与所述主动链轮和所述从动链轮连接。

进一步的，还包括活动插在所述送料槽内用于封闭所述送料槽的保温板，所述保温板固定在所述车架的顶部，所述送料板固定在保温板上。

一种脱硝催化剂再生方法，包括以下步骤：

s1、干燥升温，从室温升至105℃-120℃，升温时间30-40分钟；

s2、保温干燥，保温温度为105℃-120℃，保温时间为90-120分钟；

s3、再生升温，继续升温至380℃-400℃，升温时间90-100分钟；

s4、焙烧活化，保温温度为380℃-400℃，保温时间为150-180分钟；

s5、缓慢降温，从焙烧活化的保温温度降至50℃-80℃，降温时间为60-80分钟；

s6、降至室温，继续降温至室温后取出催化剂。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种用于脱硝催化剂工厂再生焙烧活化装置通过带有轨道的送料装置实现催化剂固定位置焙烧活化，从内胆左右两侧的底部出风然后从内胆的顶部回风，温度均匀性好，使催化剂模块各个部位同时受热，提高了焙烧活化的效果，并降低了能耗。

附图说明

图1是一种用于脱硝催化剂工厂再生焙烧活化装置正向的剖视图；

图2是一种用于脱硝催化剂工厂再生焙烧活化装置侧向的剖视图；

图3是一种用于脱硝催化剂工厂再生焙烧活化装置的俯视图；

图4是一种用于脱硝催化剂工厂再生焙烧活化方法的温度和时间的曲线图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

一种用于脱硝催化剂工厂再生焙烧活化装置，包括保温箱1、加热装置、换热装置、循环装置、排气风机32、新风风机41和送料装置。

保温箱1的内部设有内胆、保温层和送料槽，送料槽设置在内胆的底部，保温箱1的正面装有炉门11。保温层位于内胆和保温箱1的壳体之间，用于保温。保温层采用高密硅酸铝棉充填，保证保温效果。炉门11方式采用手动双开炉门11，采用羊角拉手锁紧机构，炉门11密封采用玻璃纤维密封材料。保温箱1以角钢、槽钢为骨架，外壳采用厚度>2mm、材质q235的冷轧钢板经除锈防锈处理后焊接铆接制作，表面喷涂防潮涂料。

加热装置包括：控制器、温度传感器和电加热管61。其中温度传感器和电加热管61均与控制器电性连接。温度传感器安装在内胆的两侧。

控制器安装在控制柜中，控制柜置于装置的侧面，控制器包括温控仪，温控由数显程序仪表和k型热电偶等组成，加热采用ssr固态继电器无触点调功和周波控制器。还可以设有多通道温度记录仪，用于记录多个温度测点的温度。

在不少于一个的实施例中，温度传感器交错设置，用于提高内胆内的温度均匀性。

换热装置包括换热箱31、进风管36和换热器33。其中换热器33为管道式换热器33。进风管36固定在保温箱1上。换热箱31安装在保温箱1的顶部，换热箱31通过进风管36与内胆相通。换热器33的换热进口与内胆相通。排气风机32和新风风机41均安装在换热箱31上，排气风机32与换热器33的换热出口连接，用于排出内胆内的水汽和废气，新风风机41用于吹入空气，室温的空气经过换热箱31内的换热器33加热后通过进风管36进入到内胆内。新风风机41用于增大风压。

内胆内部的热空气进入到换热器33中，室温的空气进入到换热箱31内与换热器33进行换热，提高空气的温度。

在不少于一个的实施例中，换热装置还包括隔板35，隔板35用于隔断换热箱31，形成风道，使室温的空气能够与换热器33中热空气的流向相反，提高换热效率。其中隔板35的一端与换热箱31的一端连接，另一端与换热箱31之间留有通风通道，新风风机41和进风管36分别位于位于隔板35的两侧，且均位于隔板35的一端，室温的空气从新风风机41处进入，然后经过隔板35形成的风道加热后从进风管36进入到连接管中。

在装有隔板35的基础上，换热器33上还可以装有导风板34，导风板34交错设置，导风板34使室温的空气在换热箱31内形成紊流，延长换热时间，从而提高换热效率，有效提高进入内胆的空气温度，降低能耗。

循环装置包括：循环风机21、垂直风管23、连接风管26和出风管24。连接风管26固定在内胆的顶部，连接风管26设有多个，连接风管26两端的出风口均位于内胆的两侧，连接风管26还与进风管36相通，用于将加热后空气送入到垂直风管23中。循环风机21固定在保温箱1顶部的两侧，循环风机21的风叶22位于连接风管26内；垂直风管23固定在内胆的两侧，垂直风管23的进风口位于连接风管26的出风口处，用于吸入连接风管26中的新风和内胆内的空气，垂直风管23的出风口位于内胆的底部，电加热管61安装在垂直风管23内，且位于循环风叶22的下方。电加热管61用于加热内胆内的空气，热空气对催化剂9进行加热。出风管24设置在垂直风管23的底部，且固定在内胆底部的两侧，出风管24的一端与垂直风管23相通，另一端位于送料板77的下方，送料板77为网孔板。

风叶22为涡轮风叶。

其中，出风管24与垂直风管23之间设有导流板25，导流板25为圆弧板，将垂直方向的风顺畅的转变为水平方向的风。

内胆、连接风管26、垂直风管23和出风管24均采用厚度>1.5mm、材质为316l的不锈钢板经焊接铆接制作，具有耐高温、耐腐蚀、防锈作用，保证使用寿命。

新风风机41上安装新风调节阀42，新风调节阀42为电动阀门，用于调节进风量的大小，从而来调节炉内的温差。电加热管61采用u形低负荷电热管，材质为316l不锈钢，电加热管61水平放置，增大散热接触面积。

排气风机32为变频风机，通过变频器来调节排气量、满足工艺控温需要。排气风机32上还可以安装排气阀调节阀炉门11。排气调节阀炉门11为电动阀门。

送料装置包括：导轨71、驱动车和送料板77。导轨71为工字钢，固定在送料通道12的底部。送料板77用于放置催化剂9。驱动车用于在导轨71上移动，将催化剂9送入和取车。

驱动车包括：车架73、保温板76、减速电机74、驱动轴75、驱动轮72、主动链轮、从动链轮和链条。驱动轴75通过轴承座78安装在车架73的底部，驱动轴75平行设有多个，驱动轮72固定在驱动轴75的两端，且活动位于导轨71上。主动链轮固定在减速电机74上，从动链轮固定在驱动轴75上，链条分别与主动链轮和从动链轮连接。保温板76用于封闭送料槽，保温板76活动插在送料槽内，且保温板76固定在车架73的顶部，送料板77固定在保温板76上。驱动车行走速度为4～6m/min。

保温板76与送料板77之间装有支撑杆79，支撑杆79用于保温板76与送料板77之间形成进风通道。

保温板76与送料槽的两侧之间可以装有弹性密封垫，弹性密封垫减小缝隙，避免与内胆外的空气发生热交换，影响温度均匀性和增加能耗。

送料板77与内胆之间也可以装有弹性的密封垫，从而使出风管24出来的热空气只能从送料板77的下方向上循环，保证对催化剂9进行加热，提高加热效率。

保温板76使减速电机74等处于常温中，避免高温导致减速电机74损坏。减速电机74通过链轮链条带动多排驱动轮72在导轨71上行走，方便催化剂9模块进出。送料通道12内装有限位块和行程开关，防止碰撞内胆。还可以在炉门11上设置行程开关，炉门11上行程开关可以实现联动作用，当炉门11关闭时，驱动车不可运行，当炉门11打开时驱动车可运行，当炉门11关闭时先启动风机，然后进行加热，当炉门11打开时先停止风机然后停止加热，杜绝人为误操作造成设备故障。

主要优点如下：

1、采用双模块纵向布置，合理的结构设计，内部流场和温度场均匀性较好。催化剂模块一般长度约2m、宽度约1m、高度为0.8～1.6m，呈上下流通的蜂窝式或板式布置。由于模块纵向布置，可在长度方向布置多个循环风机，大大增加循环风量和流场均匀性。合理的结构设置，驱动车入位后，催化剂模块下端边缘正好堵死外侧缝隙，将底部来的循环风最大限度通过催化剂孔道。内胆(反应室)采用左右两侧底部出风，顶部回风的送风方式，使催化剂模块各个部位同时受热。可适当增加炉内热风循环次数，提高炉内温度均匀性。炉顶及炉底转角处，制作有圆弧形或者斜向导流板，减小风阻，提高热风循环效率。通过精心设计，装置空载温差≤2％，催化剂孔道流速达到4～7m/s。

2、程序温控，精确稳定。采用管状电热元件加热，采用ssr固态继电器及周波控制器调功。周波控制器提高了调节精度和电源利用效率以及避免了打表针和电力设备增容，节电效果十分明显。配备进口温控仪表，实现工艺温度曲线的编程和程序控制，有效果满足催化剂干燥活化的温度控制要求。配备多通道温度记录仪，有效监测、记录炉内温度，温度传感器在内胆左右两侧交叉式布置，可有效检测炉内温度场的均匀性。

3、排气系统精确控制，排风机配变频器和调节阀炉门，可灵活控制排气频率和强度，及时将催化剂干燥阶段的水汽和焙烧活化阶段的废气排出。

4、配置顶部换热器达到余热回收目的，降低能耗。

一种脱硝催化剂再生方法，，包括以下步骤：

s1、从室温升至105℃-120℃，用时30-40分钟,达到水分蒸发的阶段；

s2、恒温在105℃-120℃，保持90-120分钟，本阶段充分蒸发再生负载期间催化剂吸收的水分，每个模块含水约100～150kg；

s3、继续升温至380℃-400℃，用时90-100分钟，达到焙烧活化温度区间；

s4、保持恒温在380℃-400℃，维持150-180分钟，本阶段为最重要步骤，主要实现催化剂再生负载阶段表面浸渍上去的钒盐、钨盐等化合物充分焙烧活化，分解形成v2o5和wo3等活性物质均匀的分布在催化剂表面，实现脱硝性能的恢复和提升；

s5、从380℃-400℃降温至50℃-80℃，用时60-80分钟，本阶段缓慢降温，防止降温过快造成的催化剂开裂现象产生；

s6、降至室温后取出模块。

根据不同项目催化剂体积量和含水率不同设定相应的温度曲线。合理的工艺控温曲线实现负载后催化剂焙烧活化需要，保证催化剂再生质量。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。