本發(fā)明涉及的用于工業(yè)鍋爐的尾氣處理裝置，特別是涉及應用于尾氣處理裝置的一種用于工業(yè)鍋爐的尾氣處理裝置。

背景技術：

1、隨著環(huán)保要求的不斷提高，工業(yè)鍋爐尾氣處理成為一個重要課題，現(xiàn)有技術中，尾氣處理裝置主要集中在脫硫脫硝方面，但催化劑的失活問題一直困擾著行業(yè)，傳統(tǒng)的催化劑再生方法往往需要將催化劑拆卸后進行離線再生，不僅增加了運營成本，還影響了生產(chǎn)連續(xù)性。

2、中國發(fā)明專利cn109012081b公開了一種工業(yè)鍋爐廢氣脫硝裝置，通過橢圓輪擠壓橡膠彈片噴出洗滌液，實現(xiàn)高效率脫硝，然而，該裝置未能解決催化劑失活問題，長期運行后仍需停機更換催化劑。

3、中國發(fā)明專利cn117883929b提出了一種碳五加工產(chǎn)業(yè)鏈排放尾氣處理與回收裝置及工藝，主要針對含氫、含氧及不含氫氧的烴類尾氣進行分類處理和回收，但該方法主要關注尾氣的回收利用，對于催化劑的保護和再生缺乏有效措施。

4、以上設計通過不同的方法實現(xiàn)了尾氣處理和回收，但還存在一定的局限性，如未能有效解決催化劑失活問題，無法實現(xiàn)催化劑的在線再生，導致設備維護成本高，運行效率低，此外，現(xiàn)有技術對催化劑的保護和監(jiān)測也不夠全面，難以實現(xiàn)催化劑全生命周期的智能化管理。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術，本發(fā)明要解決的技術問題是如何設計一種能夠?qū)崿F(xiàn)催化劑在線再生、延長催化劑使用壽命、提高脫硝脫硫效率、降低運營成本的工業(yè)鍋爐尾氣處理裝置。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用于工業(yè)鍋爐的尾氣處理裝置，包括控制器和煙氣管，煙氣管內(nèi)壁卡接有催化劑床層，催化劑床層包括固定管，固定管內(nèi)固定連接有多個催化劑管，多個催化劑管均為六棱柱結(jié)構(gòu)，催化劑管為蜂窩陶瓷制成并負載釩基催化劑，催化劑管內(nèi)開設有催化通道，催化劑床層內(nèi)設有與催化通道一一對應的復合陽極板，復合陽極板為六棱柱結(jié)構(gòu)，復合陽極板包括基材，基材上交替開設有陽極溶出槽和等離子體發(fā)生槽，等離子體發(fā)生槽內(nèi)填充有鐵電陶瓷粉體，且鐵電陶瓷粉體表面涂覆等離子體催化劑，基材內(nèi)開設有電位參比孔，煙氣管頂端固定連接有排氣口，底端固定連接有進氣口，煙氣管外壁固定連接有再生液循環(huán)系統(tǒng)，控制器包括直流電源、電化學檢測模塊、等離子體電源和智能控制系統(tǒng)。

3、作為本申請的進一步改進，電位參比孔內(nèi)設有參比電極，參比電極為魯金毛細管制成，參比電極包括主毛細管，主毛細管底端固定連接有一級分支，一級分支底端固定連接有二級分支，一級分支底端位于電位參比孔中點位置，二級分支的末端開口與復合陽極板表面間距1-5毫米，且二級分支軸線與電位參比孔軸線重合，電位參比孔兩端均固定連接有密封塊，二級分支貫穿密封塊。

4、作為本申請的再進一步改進，煙氣管頂端固定連接有電解池，電解池與主毛細管頂端相連通，催化通道進出口處固定連接有用于校準參比電極電位測量的標準電極，標準電極為飽和甘汞電極，通過測量參比電極和標準電極之間的電位差，校準參比電極的電位測量值，電解池和參比電極內(nèi)均填充有電解液。

5、作為本申請的更進一步改進，催化劑床層頂端和底端均固定連接有陰極集流板，陰極集流板采用不銹鋼網(wǎng)板制成，催化通道內(nèi)壁涂覆有導電涂層，導電涂層為導電碳涂層，采用浸漬法制備，導電涂層兩端分別與陰極集流板電連接。

6、作為本申請的又一種改進，再生液循環(huán)系統(tǒng)包括再生液儲槽，再生液儲槽頂端和底端分別固定連接有噴淋管和回流管，噴淋管和回流管遠離再生液儲槽一端分別延伸至煙氣管頂端和底端，且延伸部分分別固定連接有噴淋箱和回流箱，噴淋箱包括多個噴淋環(huán)，多個噴淋環(huán)通過管道相互連通，多個噴淋環(huán)與催化通道一一對應設置，且多個噴淋環(huán)底端均開設有噴口。

7、作為本申請的又一種改進的補充，再生液儲槽內(nèi)裝有再生液，再生液為硫酸溶液，濃度為1-5wt%,ph值為0-1，用于溶解催化劑表面的積碳和抑制劑。

8、作為本申請的又一種改進的補充，直流電源的正極輸出端與復合陽極板內(nèi)的陽極溶出槽電連接，負極輸出端與陰極集流板電連接，電化學檢測模塊與參比電極和標準電極電連接，用于實時監(jiān)測催化劑表面電位和電化學特性，等離子體電源的高壓輸出端與復合陽極板表面的等離子體發(fā)生槽電連接，智能控制系統(tǒng)分別與直流電源、電化學檢測模塊和等離子體電源電連接。

9、作為本申請的再一種改進，智能控制系統(tǒng)包括plc控制器和上位機軟件系統(tǒng)，plc控制器通過數(shù)據(jù)采集卡與電化學檢測模塊連接實時采集催化劑表面電位和電化學阻抗數(shù)據(jù)，上位機軟件系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)處理、過程控制、人機交互功能，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和預設的控制策略，發(fā)出控制指令，調(diào)節(jié)直流電源的輸出和等離子體電源的工作狀態(tài)。

10、綜上所述，本申請具有以下有益效果：

11、催化劑床層采用蜂窩陶瓷基六棱柱催化劑管，比表面積大，傳質(zhì)效率高，煙氣與催化劑充分接觸，保證了優(yōu)異的脫硝、脫硫效果，復合陽極板集成了iccp陰極保護和等離子體電化學再生功能，巧妙利用陽極溶出槽和等離子體發(fā)生槽的交替分布，在催化劑表面形成均勻的iccp保護電場和等離子體再生場，可抑制催化劑的電化學腐蝕，延緩失活進程，同時可原位激活催化劑表面，恢復酸性位和氧化還原活性，復合陽極板采用鈦基多孔骨架，內(nèi)置batio3鐵電陶瓷和lacoo3等離子體催化劑，在高壓脈沖電場作用下產(chǎn)生大量微放電等離子體，激活催化劑表面，再生效率高。

12、陰極集流板采用不銹鋼網(wǎng)板，導電涂層采用導電碳涂層，既提高了iccp電流分布的均勻性，又具有優(yōu)異的耐腐蝕性，可適應煙氣的苛刻工況，電位參比孔內(nèi)置有魯金毛細管參比電極，采用多級分支結(jié)構(gòu)與不同催化劑管連通，實現(xiàn)催化劑表面電位的多點、原位檢測，為iccp過程優(yōu)化控制和催化劑再生過程監(jiān)測診斷提供可靠的數(shù)據(jù)支持，再生液循環(huán)系統(tǒng)采用硫酸溶液作為再生液，與催化劑表面積碳和中毒物種充分反應，溶解并脫除催化劑表面沉積，進一步提升再生效果，噴淋環(huán)和回流裝置的設計保證了再生液的均勻分布和循環(huán)利用，減少再生液消耗和廢液排放。

13、智能控制系統(tǒng)集成了iccp陰極保護、電化學檢測、等離子體再生、再生液化學再生等多功能，實現(xiàn)了釩基催化劑全生命周期的智能化管理，控制系統(tǒng)可實時采集催化劑表面電位、阻抗等狀態(tài)參數(shù)，診斷催化劑失活程度，自動優(yōu)化iccp保護電位和再生控制參數(shù)，實現(xiàn)再生過程的閉環(huán)優(yōu)化控制，提高再生效率和精度，本專利提供的催化劑電化學管理系統(tǒng)和再生方法操作簡單，設備投資小，運行成本低，可在不停止鍋爐運行的情況下實現(xiàn)催化劑的原位、在線再生，對燃煤電廠等工業(yè)鍋爐的煙氣治理具有顯著的技術優(yōu)勢和經(jīng)濟價值，適合大規(guī)模推廣應用。

技術特征：

1.一種用于工業(yè)鍋爐的尾氣處理裝置，其特征在于：包括控制器和煙氣管（1），所述煙氣管（1）內(nèi)壁卡接有催化劑床層（2），所述催化劑床層（2）包括固定管（201），所述固定管（201）內(nèi)固定連接有多個催化劑管（202），多個所述催化劑管（202）均為六棱柱結(jié)構(gòu)，所述催化劑管（202）為蜂窩陶瓷制成并負載釩基催化劑，所述催化劑管（202）內(nèi)開設有催化通道（203），所述催化劑床層（2）內(nèi)設有與催化通道（203）一一對應的復合陽極板（3），所述復合陽極板（3）為六棱柱結(jié)構(gòu)，所述復合陽極板（3）包括基材（301），所述基材（301）上交替開設有陽極溶出槽（302）和等離子體發(fā)生槽（303），所述等離子體發(fā)生槽（303）內(nèi)填充有鐵電陶瓷粉體，且鐵電陶瓷粉體表面涂覆等離子體催化劑，所述基材（301）內(nèi)開設有電位參比孔（304），所述煙氣管（1）頂端固定連接有排氣口（101），底端固定連接有進氣口（102），所述煙氣管（1）外壁固定連接有再生液循環(huán)系統(tǒng)（8），所述控制器包括直流電源、電化學檢測模塊、等離子體電源和智能控制系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于工業(yè)鍋爐的尾氣處理裝置，其特征在于：所述電位參比孔（304）內(nèi)設有參比電極（4），所述參比電極（4）為魯金毛細管制成，所述參比電極（4）包括主毛細管（401），所述主毛細管（401）底端固定連接有一級分支（402），所述一級分支（402）底端固定連接有二級分支（403），所述一級分支（402）底端位于電位參比孔（304）中點位置，所述二級分支（403）的末端開口與復合陽極板（3）表面間距1-5毫米，且二級分支（403）軸線與電位參比孔（304）軸線重合，所述電位參比孔（304）兩端均固定連接有密封塊，所述二級分支（403）貫穿密封塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于工業(yè)鍋爐的尾氣處理裝置，其特征在于：所述煙氣管（1）頂端固定連接有電解池（5），所述電解池（5）與主毛細管（401）頂端相連通，所述催化通道（203）進出口處固定連接有用于校準參比電極（4）電位測量的標準電極，所述標準電極為飽和甘汞電極，通過測量參比電極（4）和標準電極之間的電位差，校準參比電極（4）的電位測量值，所述電解池（5）和參比電極（4）內(nèi)均填充有電解液。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于工業(yè)鍋爐的尾氣處理裝置，其特征在于：所述催化劑床層（2）頂端和底端均固定連接有陰極集流板（6），所述陰極集流板（6）采用不銹鋼網(wǎng)板制成，所述催化通道（203）內(nèi)壁涂覆有導電涂層（7），所述導電涂層（7）為導電碳涂層，采用浸漬法制備，所述導電涂層（7）兩端分別與陰極集流板（6）電連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于工業(yè)鍋爐的尾氣處理裝置，其特征在于：所述再生液循環(huán)系統(tǒng)（8）包括再生液儲槽（801），所述再生液儲槽（801）頂端和底端分別固定連接有噴淋管（802）和回流管（803），所述噴淋管（802）和回流管（803）遠離再生液儲槽（801）一端分別延伸至煙氣管（1）頂端和底端，且延伸部分分別固定連接有噴淋箱（804）和回流箱（805），所述噴淋箱（804）包括多個噴淋環(huán)（8041），多個所述噴淋環(huán)（8041）通過管道相互連通，多個所述噴淋環(huán)（8041）與催化通道（203）一一對應設置，且多個所述噴淋環(huán)（8041）底端均開設有噴口。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于工業(yè)鍋爐的尾氣處理裝置，其特征在于：所述再生液儲槽（801）內(nèi)裝有再生液，所述再生液為硫酸溶液，濃度為1-5wt%,ph值為0-1，用于溶解催化劑表面的積碳和抑制劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于工業(yè)鍋爐的尾氣處理裝置，其特征在于：所述直流電源的正極輸出端與復合陽極板（3）內(nèi)的陽極溶出槽（302）電連接，負極輸出端與陰極集流板（6）電連接，所述電化學檢測模塊與參比電極（4）和標準電極電連接，用于實時監(jiān)測催化劑表面電位和電化學特性，所述等離子體電源的高壓輸出端與復合陽極板（3）表面的等離子體發(fā)生槽（303）電連接，所述智能控制系統(tǒng)分別與直流電源、電化學檢測模塊和等離子體電源電連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于工業(yè)鍋爐的尾氣處理裝置，其特征在于：所述智能控制系統(tǒng)包括plc控制器和上位機軟件系統(tǒng)，所述plc控制器通過數(shù)據(jù)采集卡與電化學檢測模塊連接實時采集催化劑表面電位和電化學阻抗數(shù)據(jù)，所述上位機軟件系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)處理、過程控制、人機交互功能，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和預設的控制策略，發(fā)出控制指令，調(diào)節(jié)直流電源的輸出和等離子體電源的工作狀態(tài)。

技術總結(jié)
本發(fā)明涉及運用于尾氣處理裝置技術領域的一種用于工業(yè)鍋爐的尾氣處理裝置，采用蜂窩陶瓷基六棱柱催化劑管，提高傳質(zhì)效率；復合陽極板集成ICCP陰極保護和等離子體電化學再生功能，抑制催化劑腐蝕并原位激活；復合陽極板采用鈦基多孔骨架，內(nèi)置特殊材料產(chǎn)生微放電等離子體；陰極集流板采用不銹鋼網(wǎng)板和導電碳涂層，提高耐腐蝕性；電位參比孔采用多級分支結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多點原位檢測；再生液循環(huán)系統(tǒng)使用硫酸溶液，溶解并脫除表面沉積物；智能控制系統(tǒng)集成多項功能，實現(xiàn)催化劑全生命周期管理，提高了脫硝脫硫效果，延長了催化劑壽命，實現(xiàn)了再生過程的智能化和精確控制。

技術研發(fā)人員：張垂德,王桂林
受保護的技術使用者：江蘇維德鍋爐有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30