一种催化剂能够在线再生的垃圾焚烧烟气脱硝系统的制作方法

1.本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种催化剂能够在线再生的垃圾焚烧烟气脱硝系统。


背景技术：

2.以垃圾焚烧获取热量的火力发电厂，在焚烧垃圾产生的烟气中含有大量的氮氧化物，如果不对烟气进行处理，将烟气直接排放到大气中，会产生污染，形成酸雨，对环境的危害非常大，所以现在的垃圾火力发电厂大多会配备脱硝系统来处理氮氧化物，使烟气经过脱硝之后再排入大气中。
3.垃圾火力发电厂的脱硝系统多设置在烟气管道的尾部位置，经过前端脱酸、脱重金属等处理后的烟气温度仅为145℃，出于减少能源消耗的考虑，因此目前大多数垃圾火力发电厂配备的脱硝系统中使用的催化剂多为低温催化剂，只需对烟气略微加温，反应温度控制在180℃即可，能源消耗较低。
4.但是在低温环境下，烟气中会形成硫酸氨附着粘附在催化剂的表面，堵塞催化剂的活性面，影响脱硝的效率，所以催化剂需要定期进行再生，恢复活性。
5.目前，垃圾焚烧项目的催化剂再生多是采用离线再生，脱硝系统停工之后，将催化剂取出，交由催化剂厂家进行集中热再生，但这种催化剂离线再生的技术存在以下几个缺点：1)再生周期长，用户停炉时间长，拆装、来回运输和还原时间，需要十几天的时间，影响正常生产，影响工厂的经济效益；2)需要长距离运输，运输过程中催化剂本体容易破损，且运输成本高；3)拆装催化剂本体的操作十分复杂，需要大量的人力成本。
6.专利号为cn109966919a的发明专利中公开的在线再生装置，虽然达到了催化剂在线再生的目的，但其并未考虑滤袋的耐受温度只有150℃的问题，其设置的布袋除尘器在过滤再生烟气中硫酸氢氨的分解物时，会被再生烟气的高温损坏，严重影响布袋除尘器的使用寿命，而且其加热炉加热之后的高温再生烟气在脱硝塔中需要从上到下依次穿过每一层的催化剂，当再生烟气到达脱硝塔中最下层的催化剂时，热量及动能已经所剩无几，导致最下层的催化剂无法充分还原，每一层催化剂的还原程度都各不相同，影响催化剂的效率。


技术实现要素：

7.为解决现有技术不足，本发明提供一种催化剂能够在线再生的垃圾焚烧烟气脱硝系统。
8.本发明的技术方案如下：
9.一种催化剂能够在线再生的垃圾焚烧烟气脱硝系统，用于净化垃圾焚化炉产生烟气中的氮氧化物，所述脱硝系统包括脱硝模块和再生模块，所述脱硝模块包括立式的scr脱硝塔，所述scr脱硝塔的上端连接有进气管道，所述scr脱硝塔的下端连接有出气管道，所述scr脱硝塔中设置有若干层上下排列的催化剂，烟气中的氮氧化物与催化剂反应生成硫酸氢氨附着在催化剂上，完成脱硝反应；
10.在所述scr脱硝塔的一侧并列设置有再生模块，所述再生模块包括风机和加热炉，所述风机通过管道与scr脱硝塔的下端连接，所述风机与加热炉之间也通过管道连接，所述加热炉与scr脱硝塔也通过管道连接，所述风机能够将scr脱硝塔中的烟气吹入加热炉中进行加热，然后将加热后的再生烟气吹入scr脱硝塔中，即可将附着在催化剂上的硫酸氢氨进行分解。
11.如上所述的一种催化剂能够在线再生的垃圾焚烧烟气脱硝系统，所述进气管道与出气管道之间设置有连通管道，所述连通管道上设置有连通阀门。当进行催化剂的还原操作期间，关闭进气管道和出气管道与scr脱硝塔的连通，可以短时间的开启连通管道上的连通阀门，使烟气从进气管道直接进入出气管道排出。
12.所述风机与scr脱硝塔的下端之间的管道上连接有新风旁路，所述新风旁路与外界空气连通。所述风机与加热炉之间的管道上连接有除尘旁路，所述除尘旁路的末端设置有除尘器。所述除尘器用于吸收硫酸氢氨的分解物，所述新风旁路能够引入新鲜空气，降低再生烟气的温度，避免高温的再生烟气对吹尘器造成热损伤。
13.如上所述的一种催化剂能够在线再生的垃圾焚烧烟气脱硝系统，所述再生模块还包括若干组喷气单元，若干组所述喷气单元上下排列在scr脱硝塔内，数量与催化剂的层数相对应，所述喷气单元与脱硫塔外的加热炉通过管道连接，每组所述喷气单元均由上喷气部和下喷气部组成，所述上喷气部设置在对应催化剂的上方，从催化剂上方喷出高温再生烟气对催化剂进行吹扫，所述下喷气部设置在对应催化剂的下方，从催化剂下方喷出高温再生烟气对催化剂进行吹扫，使催化剂能够与高温再生烟气进行充分接触，保证催化剂被高温再生烟气充分还原。
14.进一步的，所述上喷气部和下喷气部都由连接管、分流头和若干分流管组成，所述连接管的外端伸出scr脱硝塔外与加热炉连接，内端连接设置在scr脱硝塔中间的分流头，围绕所述分流头连接有若干分流管，所述分流管上连接有若干的热气喷嘴，利用热气喷嘴使高温再生烟气进行定向喷射，增加再生烟气在scr脱硝塔中的流速，使催化剂上附着的硫酸氢氨的更容易被分解。
15.进一步的，所述分流管由横管段和竖管段组成，所述分流管的横管段在scr脱硝塔中水平设置，一端与连接管连接，另一端连接竖管段，所述竖管段紧贴scr脱硝塔内壁竖直设置，所述横管段上的热气喷嘴朝向催化剂设置，所述竖管段上的热气喷嘴朝向scr脱硝塔中间设置，利用热气喷嘴在scr脱硝塔进行高温再生烟气的立体喷射，能够大幅度加快再生烟气与催化剂的热量交换。
16.作为优选的，所述上喷气部的横管段上的热气喷嘴朝向，沿顺时针方向倾斜，形成倾斜角角a，使上喷气部的热气喷嘴吹出的再生烟气呈顺时针方向旋转，形成顺时针气旋，所述下喷气部的横管段上的热气喷嘴朝向，沿逆时针方向倾斜，形成倾斜角角b，使下喷气部的热气喷嘴吹出的再生烟气呈逆时针方向旋转，形成逆时针气旋，角a与角b的角度相等，角度都为30-45度，所述热气喷嘴如上设计，使对应同一催化剂的上喷气部和下喷气部吹出的再生烟气在催化剂中对撞形成湍流，使高温的再生烟气在催化剂中充分扩散。
17.作为优选的，所述上喷气部的竖管段上的热气喷嘴朝向，沿顺时针方向倾斜，形成倾斜角角c，角c与角a的角度相等，进一步的增加上喷气部喷出的再生烟气沿顺时针方向转动的速率，所述下喷气部的竖管段上的热气喷嘴朝向，沿逆时针方向倾斜，形成倾斜角角d，
角d与角b的角度相等，进一步的增加下喷气部喷出的再生烟气沿逆时针方向转动的速率。
18.作为优选的，所述上喷气部的竖管段上的热气喷嘴向下倾斜，形成倾斜角角e，使上喷气部的竖管段上的热气喷嘴吹出的高温再生烟气能够顺时针旋转的同时，也向下吹动，所述下喷气部的竖管段上的热气喷嘴向上倾斜，形成倾斜角角f，使下喷气部的竖管段上的热气喷嘴吹出的高温再生烟气能够逆时针旋转的同时，也向上吹动，角e与角f的角度相等，角度都为45-60度，进一步提高烟气对撞的猛烈程度。
19.本发明的有益效果在于：
20.1.本发明一种催化剂能够在线再生的垃圾焚烧烟气脱硝系统，所述脱硝系统在scr脱硝塔的旁边并列设置了再生模块，利用再生模块的加热炉加热scr脱硝塔中的烟气形成高温的再生烟气，从而使附着在催化剂上的硫酸氢氨分解，达到在线还原催化剂，恢复催化剂活性的目的，周期短，12-48小时即可，减少发电厂的效益损失，不需要进行对催化剂进行拆卸和运输，因此无需消耗运输成本和人力成本；
21.2.本发明一种催化剂能够在线再生的垃圾焚烧烟气脱硝系统，所述脱硝系统设置了独立的新风旁路和除尘旁路，在催化剂完成还原，准备使用除尘旁路收集硫酸氢氨的分解物时，可以开启新风旁路引入温度低的新鲜空气，降低再生烟气的温度，相比现有技术中的在线再生装置，能够有效保护除尘旁路的除尘器，防止再生烟气温度过高使除尘器出现热损；
22.3.本发明一种催化剂能够在线再生的垃圾焚烧烟气脱硝系统，所述脱硝系统的再生模块为每层催化剂都设置了对应的喷气单元，使加热之后的再生烟气能够直接喷到催化剂上，相比现有技术中的在线再生装置，再生烟气不需要依次穿过每一层催化剂，不需要与每一层的催化剂都进行接触，有效减少再生烟气的动能和热量损耗，有效提高催化剂的再生效率。
附图说明
23.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本技术的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
24.在附图中：
25.图1为本实施例1中一种催化剂能够在线再生的垃圾焚烧烟气脱硝系统的结构示意图；
26.图2为本实施例2中scr脱硝塔的内部的结构示意图；
27.图3为本实施例2中上喷气部的结构示意图；
28.图4为本实施例2中上喷气部分流管的横管段结构示意图；
29.图5为本实施例2中上喷气部分流管的竖管段结构示意图；
30.图6为本实施例2中下喷气部的结构示意图；
31.图7为本实施例2中下喷气部分流管的横管段结构示意图；
32.图8为本实施例2中下喷气部分流管的竖管段结构示意图；
33.图中各附图标记所代表的组件为：
34.1、脱硝模块；11、scr脱硝塔；12、进气管道；13、出气管道；14、催化剂；15、进气挡
板；16、出气挡板；17、连通管道；18、连通阀门；2、再生模块；21、风机；22、加热炉；23、新风旁路；231、空气挡板门；24、除尘旁路；241、除尘器；242、烟气排放挡板门；243、第一温度传感器；25、scr出口挡板门；26、scr入口挡板门；27、第二温度传感器；28、喷气单元；281、上喷气部；282、下喷气部；283、连接管；284、分流头；285、分流管；286、横管段；287、竖管段；288、热气喷嘴。
具体实施方式
35.下面结合具体实施方式和进一步的实施例对本发明作进一步的描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
36.具体实施方式：
37.实施例1
38.参见图1，一种催化剂能够在线再生的垃圾焚烧烟气脱硝系统，用于净化垃圾焚化炉产生烟气中的氮氧化物，所述脱硝系统包括脱硝模块1和再生模块2，所述脱硝模块1包括立式的scr脱硝塔11，所述scr脱硝塔11的上端连接有进气管道12，所述scr脱硝塔11的下端连接有出气管道13，所述scr脱硝塔11中设置有若干层上下排列的催化剂14，携带氮氧化物的烟气经过进气管道12，从scr脱硝塔11的上端进入scr脱硝塔11中，经过催化剂14时，与催化剂14反应生成硫酸氢氨附着在催化剂14上，被除去氮氧化物之后的烟气，从scr脱硝塔11下端经过出气管道13进入下一净化步骤；
39.在所述scr脱硝塔11的一侧并列设置有再生模块2，所述再生模块2包括风机21和加热炉22，所述风机21通过管道与scr脱硝塔11的下端连接，所述风机21与加热炉22之间也通过管道连接，所述加热炉22与scr脱硝塔11也通过管道连接，所述风机21能够抽取scr脱硝塔11中一定量的低温烟气，吹入加热炉22中进行加热，将低温烟气加热到催化剂14还原所需的温度350℃，形成高温再生烟气，然后将加热后的再生烟气吹入scr脱硝塔11中，如此循环往复，在此温度下保持12-48小时，即可将附着在催化剂14上的硫酸氢氨进行分解，完成催化剂14的在线还原，使催化剂14恢复原来的活性，相比交给催化剂生产厂家动辄十几天的还原周期，用户停炉时间短，对生产的影响小，发电厂的经济效益损失更小，而且催化剂14不需要拆卸运输，不需要消耗人力成本，催化剂14本身不会破碎，有效保护催化剂14。
40.通过对催化剂14的定期再生，不仅能保持催化剂14较高的脱硝效率，减少脱硝系统药剂总使用量，还能延长催化剂14寿命，降低催化剂14后期维护更换成本。采用本实施例所述脱硝系统操作简单、节能环保，无需拆卸催化剂14异地再生。
41.如上所述的一种催化剂能够在线再生的垃圾焚烧烟气脱硝系统，所述进气管道12与出气管道13之间设置有连通管道17，所述连通管道17上设置有连通阀门18。
42.进一步的，在所述连通管道17与scr脱硝塔11之间的进气管道12上设置有进气挡板15门，在所述连通管道17与scr脱硝塔11之间的出气管道13上设置有出气挡板16门。所述scr脱硝塔11的进气管道12之前还连接有sncr脱硝系统，所述sncr脱硝系统对烟气的脱硝率只有百分之60左右，而且脱硝成本高昂，搭配所述scr脱硝塔11进行使用，能够将烟气的脱硝率提高到百分之90以上，且有效降低脱硝成本，当进行催化剂14的还原操作期间，关闭进气管道12上的进气挡板15门和出气管道13上的出气挡板16门，可以短时间的开启连通管道17上的连通阀门18，使烟气从进气管道12直接进入出气管道13排出。
43.进一步的，所述风机21与scr脱硝塔11下端之间的管道上连接有新风旁路23，所述新风旁路23与外界空气连通。所述风机21与加热炉22之间的管道上连接有除尘旁路24，所述除尘旁路24的末端设置有除尘器241。催化剂14在还原的过程中会产生硫酸氢氨的分解物，硫酸氢氨的分解物直接排入大气会造成大气污染，因此需要在催化剂14还原操作完成后使用除尘器241对硫酸氢氨的分解物进行收集，而除尘器241无法耐受再生烟气的高温，现有技术的对比文件中公开了一种scr脱硝中催化剂分区在线再生的装置和方法，其并未考虑布袋除尘器241的耐受温度，高温的再生烟气很可能烧毁布袋除尘器241，因此所述脱硝系统的再生模块2设置了新风旁路23，吸取引入新鲜空气，降低再生烟气的温度，避免高温的再生烟气对除尘器241造成热损伤。
44.进一步的，所述新风旁路23与scr脱硝塔11下端之间的管道上设置有scr出口挡板门25，用于控制scr脱硝塔11中的烟气是否进入再生模块2中，所述新风旁路23上设置有空气挡板门231，用于控制外界的新鲜空气是否进入再生模块2中，在所述除尘器241之前的除尘旁路24上还设置有烟气排放挡板门242，用于控制再生模块2的烟气是否排入除尘器241中，所述加热炉22与scr脱硝塔11之间的管道上设置有scr入口挡板门26，用于控制加热炉22加热后的再生烟气是否进入scr脱硝塔11中。
45.作为优选的，在所述烟气排放挡板门242之前的除尘旁路24上还设置有第一温度传感器243，用于检测通入除尘器241的烟气是否已经冷却到了150℃以下，避免高温热烟气直接通入除尘器241中，对除尘器241造成损伤。
46.作为优选的，所述scr入口挡板门26与加热炉22之间的管道上设置有第二温度传感器27，用于检测通入除尘器241的再生烟气是否已经加热到了350℃，确保经过加热炉22加热之后的再生烟气的温度足够使附着在催化剂14上的硫酸氢氨进行分解。
47.所述scr脱硝塔11中催化剂14的还原过程主要包括以下几个步骤：
48.1)关闭进气挡板15门和出气挡板16门，即切断进气管道12和出气管道13与scr脱硝塔11的连接，使scr脱硝塔11中形成密闭空间，同时开启连通阀门18，使烟气从进气管道12直接进入出气管道13；
49.2)关闭空气挡板门231和烟气排放挡板门242，切断新风旁路23和除尘旁路24与再生模块2管道的连接，同时开启scr出口挡板门25和scr入口挡板门26，使再生模块2的管道与scr脱硝塔11形成完整的循环回路；
50.3)为风机21和加热炉22连接电源，风机21和加热炉22开始正常工作，风机21抽取scr脱硝塔11中的烟气进入加热炉22中进行加热，加热炉22的功率控制在300kw以内，经过加热炉22加热的再生烟气再被吹入scr脱硝塔11中，如此循环往复，直至再生烟气达到催化剂14所需的还原温度350℃，该温度通过第二温度传感器27获得；
51.4)持续步骤3，通过第二温度传感器27传回的温度数据，控制加热炉22的加热功率，使再生模块2中再生烟气的温度维持在350℃，持续该状态12-48h，直至催化剂14上附着的硫酸氢氨完全分解；
52.5)催化剂14还原完成后，关闭scr入口挡板门26，切断加热炉22的电源，开启空气挡板门231和烟气排放挡板门242，在再生风机21正压和除尘器241入口负压抽吸的共同作用下，再生模块2和scr脱硝塔11中的再生烟气进入到除尘器241中，硫酸氢氨的分解物在除尘器241中参与脱酸反应被吸收，开启的空气挡板门231能够使新风旁路23引入新鲜的冷空
气，用于降低再生模块2中烟气的温度，根据第一温度传感器243的数据，将进入除尘器241的烟气温度控制在150℃以下，持续该操作直至再生模块2和scr脱硝塔11中残留的再生烟气全部被空气置换干净；
53.6)完成上述操作之后，关闭风机21，关闭scr出口挡板门25，关闭空气挡板门231和烟气排放挡板门242，切断再生模块2与scr脱硝塔11的连接，开启进气挡板15门和出气挡板16门，关闭连通阀门18，scr脱硝塔11投入正常使用，进气管道12中的烟气正常进入scr脱硝塔11中与催化剂14进行反应脱硝，经过脱硝之后的烟气在进入到出气管道13中，进入下一净化步骤。
54.实施例2
55.参见图2-图8，所述再生模块2还包括若干组喷气单元28，若干组所述喷气单元28上下排列在scr脱硝塔11内，数量与催化剂14的层数相对应，所述喷气单元28与脱硫塔外的加热炉22通过管道连接，每组所述喷气单元28均由上喷气部281和下喷气部282组成，所述上喷气部281设置在对应催化剂14的上方，从催化剂14上方喷出高温再生烟气对催化剂14进行吹扫，所述下喷气部282设置在对应催化剂14的下方，从催化剂14下方喷出高温再生烟气对催化剂14进行吹扫，使催化剂14能够与高温再生烟气进行充分接触，保证催化剂14被高温再生烟气充分还原，现有技术对比文件中的再生烟气需要依次穿过每一层催化剂14，到最底层时无论是流速还是热量都已经被消耗殆尽，每一层催化剂14的还原进度不统一，而本实施例所述的再生模块2，因为对每层催化剂14都设置了喷气单元28，还原的进度是统一的，容易进行把控，因为不需要依次穿过每层催化剂14，再生烟气的热量和流速损耗都较少，有效提高再生烟气的利用率和催化剂14的还原效率，缩短催化剂14还原所需的时间。
56.进一步的，参见图3和图6，所述上喷气部281和下喷气部282都由连接管283、分流头284和若干分流管285组成，所述连接管283的外端伸出scr脱硝塔11外与加热炉22连接，内端连接设置在scr脱硝塔11中间的分流头284，围绕所述分流头284连接有若干分流管285，所述分流管285上连接有若干的热气喷嘴288，利用热气喷嘴288使高温再生烟气进行定向喷射，增加再生烟气在scr脱硝塔11中的流速，催化剂14上附着的硫酸氢氨的更容易被分解。
57.进一步的，所述分流管285由横管段286和竖管段287组成，所述分流管285的横管段286在scr脱硝塔11中水平设置，一端与连接管283连接，另一端连接竖管段287，所述竖管段287紧贴scr脱硝塔11内壁竖直设置，所述横管段286上的热气喷嘴288朝向催化剂14设置，所述竖管段287上的热气喷嘴288朝向scr脱硝塔11中间设置，利用热气喷嘴288在scr脱硝塔11进行高温再生烟气的立体喷射，相比cn109966919a中的再生烟气单纯从上往下的流动，所述scr脱硝塔11中热气喷嘴288的立体喷射，能够大幅度加快再生烟气与催化剂14的热量交换，提高催化剂14的升温效率，使附着在催化剂14上的硫酸氢氨更容易高温分解。
58.作为优选的，参见图5，所述上喷气部281的横管段286上的热气喷嘴288朝向，沿顺时针方向倾斜，形成倾斜角角a，使上喷气部281的热气喷嘴288吹出的再生烟气呈顺时针方向旋转，形成顺时针气旋，参见图8，所述下喷气部282的横管段286上的热气喷嘴288朝向，沿逆时针方向倾斜，形成倾斜角角b，使下喷气部282的热气喷嘴288吹出的再生烟气呈逆时针方向旋转，形成逆时针气旋，角a与角b的角度相等，角度都为30-45度，所述热气喷嘴288如上设计，使对应同一催化剂14的上喷气部281和下喷气部282，吹出的再生烟气，在催化剂
14中产生冲击，气旋对撞形成湍流，使高温的再生烟气在催化剂14中充分扩散，进一步的增加催化剂14与再生烟气的热量交换。
59.作为优选的，参见图4，所述上喷气部281的竖管段287上的热气喷嘴288朝向，沿顺时针方向倾斜，形成倾斜角角c，角c与角a的角度相等，进一步的增加上喷气部281喷出的再生烟气沿顺时针方向转动的速率，参见图7，所述下喷气部282的竖管段287上的热气喷嘴288朝向，沿逆时针方向倾斜，形成倾斜角角d，角d与角b的角度相等，进一步的增加下喷气部282喷出的再生烟气沿逆时针方向转动的速率，在上喷气部281和下喷气部282的竖管段287热气喷嘴288的共同作用下，能够进一步提高气旋对撞的猛烈程度，使高温的再生烟气能够在催化剂14中进行更均匀的扩散。
60.作为优选的，参见图6，所述上喷气部281的竖管段287上的热气喷嘴288向下倾斜，形成倾斜角角e，使上喷气部281的竖管段287上的热气喷嘴288吹出的高温再生烟气能够顺时针旋转的同时，也向下吹动，参见图8，所述下喷气部282的竖管段287上的热气喷嘴288向上倾斜，形成倾斜角角f，使下喷气部282的竖管段287上的热气喷嘴288吹出的高温再生烟气能够逆时针旋转的同时，也向上吹动，角e与角f的角度相等，角度都为45-60度，进一步提高气旋对撞猛烈程度的同时，使热气喷嘴288吹出的烟气能够尽可能的与催化剂14进行热量交换之后，再从scr脱硝塔11下端被风机21抽出scr脱硝塔11外，进行下一循环，有效提高再生烟气热量的利用效率。