[发明专利]清洁选择性催化还原保护装置的装置和方法

说明书

发明背景

发明领域

[0001]本发明涉及用于选择性催化还原(SCR)系统的清洁保护筛 的装置和方法。

相关技术描述

[0002]选择性催化还原(SCR)系统越来越多地应用于煤炭火力发 电站，来减少氧化氮(NO_x)排放。SCR系统通常包括含NO_x还原性催 化剂的SCR反应器，NO_x还原性催化剂将存在于由燃烧源排放的烟道 气体中的NO_x转化为氮和水副产物。许多发电站装置在燃烧源和粒子 收集系统之间的“高粉尘”区安装了SCR反应器系统。通常，这些装置 具有管道系统，该管道系统使负载粒子的烟道气体从燃烧源引导或转 移到SCR反应器系统，然后到空气预热器。

[0003]位于此类“高粉尘”区的这些SCR系统的粉尘负荷能力是 它们的设计和使用中的重要考虑因素。尤其是，应设计经得起烟道气 体中的飞灰和其它粒子的腐蚀和潜在化学降解作用的NO_x还原性催 化剂组合物及其结构。类似地，应设计经得起该腐蚀性环境的进入 SCR反应器系统和从SCR反应器系统引出的管道系统以及SCR系统 内有关的内部结构。例如，可密切监测管道系统设计参数的某些方面 例如管道气体速度，以确保适当的运转。尤其是，应通过选择适当运 转设计参数来防止不期望的运转结果例如不需要的飞灰脱落或使其 最少。

[0004]SCR反应器中的NO_x还原性催化剂构造也需要适当的设 计考虑。通常，按照具有气体通道的方式构建NO_x还原性催化剂，其 中烟道气体可通过此类通道以使与催化剂表面接触最大化，从而使 NO_x的还原最大化。NO_x还原性催化剂的气体通道的直径通常为约5- 7mm。但是，烟道气体中的粒子(下文中称为“飞灰”)通常具有宽范围 的尺寸(例如1-2微米最高达7mm和更大)。

[0005]较大的飞灰粒子有时称为“爆玉米花灰尘”或大粒子灰尘 (″LPA″)，它们可对NO_x还原性催化剂造成问题。例如，当气体通道 直径为5-7mm和飞灰粒子大于7mm时，大飞灰粒子可沉积在通道中， 阻止烟道气体流通过催化剂。由于那些粒子的不规则形状，即使小于 7mm的飞灰粒子也显示阻塞催化剂通道。如果仅一种不规则形状的 飞灰粒子沉积在催化剂通道中，则其它飞灰粒子不能通过通道，从而 阻塞通道。

[0006]该阻塞削弱系统的整体NO_x还原能力，因为一旦气体通 道被阻塞，NO_x还原性催化剂中的反应通道失效。一旦许多反应通道 被阻塞，蓄积在NO_x还原性催化剂表面上的飞灰快速增加。随着时间 的推移，NO_x还原性催化剂的表面可最终被飞灰覆盖以致SCR系统不 能达到其NO_x还原目标。另外，导致的催化剂压降增加需要将系统清 洁。对于无气体旁路能力的SCR单元，该堆积也可能需要关闭燃烧源。

[0007]减少NO_x还原性催化剂上的该灰烬或尘埃堆积的已知实 践是将一个或多个网筛置于NO_x还原性催化剂上。选择该网筛的孔稍 小于NO_x还原性催化剂通道的直径。因此，大飞灰粒子被阻止进入 NO_x还原性催化剂的通道。虽然该方法可保持实际的催化剂通道清洁， 但其延长清洁停止期间的时间的能力不确定。该方法仍需要清洁，因 为进入SCR反应器的大飞灰粒子的量仍然不变，这些飞灰粒子现在收 集在筛上，而非催化剂或其通道中。大飞灰粒子可在筛上蓄积，从而 形成阻塞，该阻塞然后开始收集更小飞灰粒子。因此，在每个筛上可 能具有飞灰堆。

[0008]收集在筛上的飞灰堆可显著增加跨越SCR系统的压降， 并可在局部区域产生高速度，已知这在催化剂内引起腐蚀。在筛上的 飞灰蓄积也将影响进入NO_x还原性催化剂的气体分布和气体速度。这 又会降低SCR系统的效率。

发明概述