非均等防磨损脱硝催化剂结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种非均等防磨损脱硝催化剂结构，包括方体结构的催化剂本体，所述催化剂本体的一个面上分布有垂直贯穿催化剂本体的正方形微孔孔阵，所述孔阵由均匀间隔分布的大孔径微孔和小孔径微孔组成，所述大孔径微孔横截面的边长为小孔径微孔横截面边长的2～4倍，大孔径微孔的横截面面积之和小于或等于开有微孔一面面积的20%，通过分布设置大孔径微孔，解决了现有催化剂微孔孔径较小，容易发生灰分堆积，且灰分清除速度慢的问题，有效减小了积灰负荷对催化剂及反应器的影响，提高了催化剂的脱硝效率，并延长了催化剂的使用寿命，使SCR脱硝系统的运行成本降低。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电厂烟气净化领域，特别涉及用于SCR脱硝系统的脱硝催化剂结构。
技术介绍
氮氧化物作为主要的大气污染物之一，已受到越来越多的关注，其将成为继脱硫之后国家污染控制的又一重点领域。据有关研究的估算，在不久的将来，NOx的排放总量将会超过SOx，成为电力行业排放的第一大酸性污染气体。SCR (selective catalyst reactive)烟气脱硝技术是目前应用最为广泛的烟气脱硝技术之一，有脱硝效率高、选择性好、运行稳定可靠等优点，自七十年代后期在日本安装第一台电厂SCR装置以来，得到迅猛发展，在日本已有超过170个商业SCR装置在运行，装机容量接近100，000MW ；欧洲自1985 年引进SCR技术以来，也得到迅速普及，目前装机容量已达60，000MW。SCR脱硝装置已成为发达国家电厂的必备。其工作原理是在280-420 °C温度下，烟气中的NOx和上游烟道内喷入的还原剂NH3在催化剂作用下发生还原反应，生成N2和H2O等。蜂窝状催化剂是脱硝催化剂常见的结构形式，现有的蜂窝状催化剂的微孔一般由均等大小的孔结构组成(如图4所示)，该催化剂存在以下两个问题(1)蜂窝式催化剂的微孔孔径较小，一般在6-9mm，容易引起灰分在催化剂层上的沉积，特别是在脱硝系统运行或调试过程中由于挡板门的漏风及系统的非正常启运，导致催化剂上会沉积大量灰分，对催化剂的稳定运行和维护都造成了较大影响；(2)由于脱硝系统的SCR反应器中，烟气粉尘浓度较高，所含的飞灰易造成催化剂中毒，带有灰分的烟气的冲刷也加剧了催化剂的磨损，从而加重催化剂层的积灰，缩短催化剂使用寿命，增加运行成本。为解决催化剂积灰的问题，专利“前置旋风预除尘SCR烟气脱硝工艺” (200710092757. 8)通过设置前置旋风预除尘SCR烟气脱硝工艺，将从锅炉省煤器引出的烟气，先经过耐高温旋风分离器去除烟气中的灰分，从而减小其对催化剂层的影响，但该专利的实施需要单独设计一套预除尘系统，不仅增加了设备投资成本，而且吹灰器对其进行吹灰时容易出现死角，不能彻底去除，其去除速度较慢，吹灰时间较长。因此，在脱硝装置运行过程中，为了避免催化剂的磨损和防止灰分沉积，探索一种新型催化剂的结构，对保证催化剂的结构稳定性和活性，保证系统的稳定运行具有重要的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种非均等防磨损脱硝催化剂结构，其目的是避免催化剂的磨损和防止灰分沉积，以保证催化剂的结构稳定性和活性，保证SCR脱硝系统的稳定运行。本技术的非均等防磨损脱硝催化剂结构，包括方体结构的催化剂本体，所述催化剂本体的一个面上分布有垂直贯穿催化剂本体的正方形微孔孔阵，所述孔阵由均勻间隔分布的大孔径微孔和小孔径微孔组成，所述大孔径微孔横截面的边长为小孔径微孔横截面边长的2 4倍，大孔径微孔的横截面面积之和小于或等于开有孔阵一面面积的20%。进一步，所述催化剂本体上层设置有防磨层，防磨层上分布有贯穿防磨层的烟气流通孔；进一步，所述烟气流通孔形成与微孔孔阵相同的孔阵，正方形的边长为小孔径微孔横截面边长的2 4倍，烟气流通孔的壁厚等于大孔径微孔或小孔径微孔的壁厚；进一步，所述防磨层的厚度为100 500mm ；进一步，所述烟气流通孔与微孔孔阵的方向相同；进一步，所述防磨层由耐腐蚀金属材料制成；进一步，所述大孔径微孔呈三角形分布；进一步，所述大孔径微孔呈斜线分布。技术的有益效果本技术的非均等防磨损脱硝催化剂结构，包括方体结构的催化剂本体，所述催化剂本体的一个面上分布有垂直贯穿催化剂本体的正方形微孔孔阵，所述孔阵由均勻间隔分布的大孔径微孔和小孔径微孔组成，所述大孔径微孔横截面的边长为小孔径微孔横截面边长的2 4倍，大孔径微孔的横截面面积之和小于或等于开有微孔一面面积的20%，通过分布设置大孔径微孔，解决了现有催化剂微孔孔径较小，容易发生灰分堆积，且灰分清除速度慢的问题，有效减小了积灰负荷对催化剂及反应器的影响，提高了催化剂的脱硝效率，并延长了催化剂的使用寿命，使SCR脱硝系统的运行成本降低。以下结合附图和实施例对本技术作进一步描述。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为大孔径微孔三角形分布示意图；图3为大孔径微孔斜线分布示意图；图4为现有技术中蜂窝状催化剂的结构示意图。具体实施方式图1为本技术的结构示意图，图2为本技术开孔端面的正视图，如图所示本实施例的非均等防磨损脱硝催化剂结构，包括方体结构的催化剂本体1，所述催化剂本体1的一个面上分布有垂直贯穿催化剂本体1的正方形微孔孔阵，所述孔阵由均勻间隔分布的大孔径微孔2和小孔径微孔3组成，所述大孔径微孔2横截面的边长为小孔径微孔3 横截面边长的2 4倍，本实施例选用2倍，相对于现有技术中都是小孔径微孔的催化剂， 该催化剂不易发生灰分堆积，且通过除尘装置清除积灰的速度也有明显加快，大孔径微孔的孔径过小，不利于降低灰分堆积和加快灰分清除速度，但大孔径微孔孔径过大又会造成烟气与催化剂的接触面积减少过大，实际生产中，选用2 4倍中的值能达到较好的防积灰效果，又不至于使烟气与催化剂的接触面积减少过多，大孔径微孔2的横截面面积之和小于或等于开有孔阵一面面积的20%，大孔径微孔孔径越大、数量越多，其横截面所占面积越大，合理选用大孔径微孔的孔径和数量，在达到较好的防积灰效果的同时，也不至于造成烟气与催化剂接触面积减少过多而影响烟气脱硝效率。本实施例中，所述催化剂本体1上层设置有防磨层4，防磨层4可以设置在与孔阵垂直的两个面之一上，即哪个面在上层就设置在哪个面上，防磨层4上分布有贯穿防磨层4 的烟气流通孔4a，有效防止带灰分的烟气对催化剂的磨损。本实施例中，所述烟气流通孔如形成与微孔孔阵相同的孔阵，正方形的边长为小孔径微孔3横截面边长的2 4倍，烟气流通孔如的壁厚等于大孔径微孔或小孔径微孔的壁厚，烟气流通孔与微孔孔阵对应设置，以免造成微孔孔阵上的某些孔堵塞，影响脱硝效果。本实施例中，所述防磨层4的厚度D为100 500mm，该范围为较佳实施范围，可提高防磨损效果。本实施例中，所述烟气流通孔如与微孔孔阵的方向相同，以保证烟气能顺利通过防磨层。本实施例中，所述防磨层4由耐腐蚀金属材料制成，如不锈钢等材料，强度高，耐高温和腐蚀性能好，能适应高温酸性烟气的工作环境。本实施例中，所述大孔径微孔2呈三角形分布，分布均勻，保证其除灰效果的可靠性。当然，大孔径微孔2呈斜线分布也可使大孔径微孔分布均勻，除灰效果可靠。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本技术的权利要求范围当中。权利要求1.一种非均等防磨损脱硝催化剂结构，包括方体结构的催化剂本体(1)，所述催化剂本体(1)的一个面上分布有垂直贯穿催化剂本体(1)的正方形微孔孔阵，其特征在于所述孔阵由均勻间隔分布的大孔径微孔(2 )和小孔径微孔(3 )组成，所述大孔径微孔(2 )横截面的边长为小孔径微孔(3)横截面边长的2 4倍，大孔径微孔(2)的横截面面积之和小于或等于开有孔阵一面面积本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种非均等防磨损脱硝催化剂结构，包括方体结构的催化剂本体（１），所述催化剂本体（１）的一个面上分布有垂直贯穿催化剂本体（１）的正方形微孔孔阵，其特征在于：所述孔阵由均匀间隔分布的大孔径微孔（２）和小孔径微孔（３）组成，所述大孔径微孔（２）横截面的边长为小孔径微孔（３）横截面边长的２～４倍，大孔径微孔（２）的横截面面积之和小于或等于开有孔阵一面面积的２０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴其荣，杜云贵，聂华，隋建材，余于，洪燕，曾庆，
申请(专利权)人：中电投远达环保工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：85