[實用新型]一種柴油機排氣后處理中SCR脫硝催化劑的再生裝置

有效

• 申請號: 201420186785.1
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN203853090U
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 楊國華
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: B01J38/00
• 分類號: B01J38/00;B01J38/12;F01N13/08
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 周玨

技術領域

?本實用新型涉及一種SCR（選擇性催化還原）脫硝催化劑的再生技術，尤其是涉及一種柴油機排氣后處理中SCR脫硝催化劑的再生裝置。

背景技術

船舶的主推進動力裝置通常采用的是大型柴油機，由于大型柴油機的燃料一般為含硫量高、含雜量高的重油，因此船舶排放的廢氣中含有大量的NO_x、SO_x和PM2.5。據報道，上海港船舶排放的SO_x、NO_x和PM2.5分別占到全市排放清單總量的12.0%、9.0%和5.3%；青島市船舶排放的大氣污染物對市區環境空氣中的SO_x和NO_x濃度貢獻分別約占8.0%和12.9%。可見，船舶排放的廢氣對于港口及沿海大氣造成的污染是不可忽視的，而且，全球航行的遠洋船舶對于大氣的污染并非局部的，它的排放對整個地球大氣環境造成影響。

鑒于船舶排放的廢氣的嚴重污染，國際海事組織于2008年10月通過了附則VI“防止船舶造成大氣污染規則”的修正案，制定了更加嚴格的船舶SO_x、NO_x排放法規。根據附則VI修正案，到2016年，低速柴油機NO_x的排放限值要從17.0g/(kW·h)降至3.4?g/(?kW·h)，高速柴油機NO_x的排放限值要從9.8?g/(?kW·?h)降至1.96?g/(?kW·h)。面對如此嚴格的國際排放法規，單純的機內凈化已很難滿足要求，機內凈化與排氣后處理相結合將成為解決NO_x排放的必然選擇，而選擇性催化還原（SCR）脫硝技術被公認為最有效的降低NO_x排放的船舶排氣后處理技術。

但值得注意的是船舶用SCR脫硝系統在使用過程中遇到了一個十分嚴重的問題，這就是催化劑孔道表面上的微粒沉積問題。大量又細又粘的柴油機排氣微粒極易在催化劑孔道表面上沉積，堵塞孔道，覆蓋催化劑活性點位，使催化劑活性迅速下降，嚴重制約了SCR脫硝催化劑在船舶上的使用。

SCR脫硝催化劑在電站已有廣泛應用，有很多經驗可以借鑒。SCR脫硝催化劑在電站使用過程中隨著時間的增加，會出現飛灰引起的催化劑堵塞、硫酸鹽引起的堵塞、催化劑堿金屬中毒、砷中毒等失效現象，活性逐漸下降，一般使用3年就需要更換。對更換下來的失效催化劑移到再生器或再生床中再生，再生后返回使用，根據國外經驗，再生費用只占新購買新鮮催化劑費用的10%。針對不同的失效機理，要用不同的再生方法。對于電站SCR脫硝催化劑上的積灰和積炭，通常采用吹和洗的方法再生。也有提出采用燒炭再生法去除積炭，但由于積炭的起燃溫度高于目前常用的SCR商用催化劑的許可溫度上限，采用以氧為氧化劑的高溫燒炭再生法很容易引起催化劑的燒結，所以高溫燒炭再生法還沒有實際使用。

中國公告的發明專利“一種釩鈦基煙氣脫硝催化劑的臭氧處理再生方法及裝置”（公告號：CN102133547A）公開了臭氧低溫燒炭再生法，其包括以下步驟：將失活煙氣脫硝催化劑裝入催化劑再生反應床中；將臭氧-空氣混合氣體通入催化劑再生反應床；在-25～125℃氧化10～120min，氧化后即完成煙氣脫硝催化劑的再生過程。中國公開的發明專利申請“一種釩鈦基脫硝催化劑的雙處理清洗再生方法”（公開號：CN103386313A）公開了先用臭氧燒炭、再用活性補充液處理的再生方法，其包括以下步驟：將失活的蜂窩狀釩鈦基脫硝催化劑移置于催化劑再生反應器中；將臭氧濃度為160～200mg/L的空氣-臭氧混合氣體，以2～4m/min的流速充入催化劑再生反應器中，在10～20℃的條件下氧化處理50～70?min，得再生釩鈦基脫硝催化劑。這兩種催化劑再生方法的共同點是：1）更換下來的催化劑需移至催化劑再生反應床（或再生反應器）內再生；2）在-25～125℃或10～20℃的溫度下用空氣-臭氧混合氣體氧化處理。

上述應用于電站的吹和洗再生方法對清除積存于船舶柴油機SCR脫硝催化劑上的微粒是不適合的，原因是：柴油機排氣中有大量又細又粘的微粒，極易在催化劑孔道表面牢固粘結，因此不易靠吹灰清除。

上述兩個專利公開的催化劑再生方法對清除積存于船舶柴油機SCR脫硝催化劑上的微粒也是不適合的，原因是：柴油機排氣中有大量又細又粘的微粒，極易在催化劑孔道表面牢固粘結，催化劑孔道堵塞速度快，短時幾天，長時1～2個月就需要停機清除微粒，對于這種需要頻繁再生的情況，將失效催化劑轉移到再生器去異地再生，費時誤工，顯然是不適合的。

發明內容