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CN111818987A - 扩散器组件和包括其的催化反应器 - Google Patents

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CN111818987A CN201980016134.3A CN201980016134A CN111818987A CN 111818987 A CN111818987 A CN 111818987A CN 201980016134 A CN201980016134 A CN 201980016134A CN 111818987 A CN111818987 A CN 111818987A
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克里斯蒂亚·特雷夫茨格
史蒂夫·M·里昂
科尔比·A·伯特
威廉姆·D·布尼茨基
克里斯·E·迪弗朗切斯科
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Cormetech Inc
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Abstract

简而言之，在一个方面中，本文所描述的催化组件包括含有至少一层结构催化剂本体的模块，该层具有用于接收气流的入口面。扩散器组件布置在距入口面大于50mm的距离处，该扩散器组件包括包含多个孔口的至少一个扩散器元件，其中，在气流流动方向上的孔口长度(L)与孔口水力直径(Da)的比值小于1。

Description

扩散器组件和包括其的催化反应器
技术领域
本发明涉及催化反应器，并且具体地涉及在催化剂模块上采用扩散器组件以减轻来自飞灰聚集体的催化剂堵塞的催化反应器。
背景技术
脱硝(denitration)或选择性催化还原(SCR)技术应用于源自燃烧的烟道气以去除氮氧化物。脱氮包括使气体中的氮氧化物(如一氧化氮(NO)或二氧化氮(NO2))与含氮还原剂(如氨或尿素)反应，从而产生双原子氮(N2)和水。
包含氮氧化物的燃烧烟道气通常由用于发电的煤的燃烧而产生。燃煤燃烧烟道气含有大量的颗粒物质，尤其是呈灰的形式。这种颗粒物质具有阻塞结构催化剂本体的单元(cell，泡孔)的能力，从而降低催化性能和效率。单个灰颗粒能够独自堵塞催化剂单元，或者灰颗粒能够聚集以产生堵塞物(plug)。为了解决这个问题，许多设施已经改为流动控制装置和蜂窝状催化剂本体以适应排气流中的大颗粒。例如，已经重新设计了转动叶片和其他飞灰捕获装置以增强灰捕获效率。此外，已经开发了主动清洁机构，包括吹灰器、声波喇叭和气动清灰器。
虽然这些技术对于减轻排气流中的飞灰的影响是有效的，但是这些技术不能充分解决反应器中催化剂模块上游的管道系统和梁上的飞灰聚集问题。飞灰聚集体最终脱离管道系统和梁，撞击包括在模块中的催化剂本体的入口面。聚集体中的飞灰的量很大，通常类似于材料的崩塌(avalanche)。因此，造成了显著的催化剂堵塞。
发明内容
鉴于这些考虑，本文描述了用于减轻或抑制来自飞灰聚集体的催化剂堵塞的扩散器组件。这种扩散器组件能够将飞灰聚集体分散和/或另外破碎成更小的颗粒以通过结构催化剂本体的流动通道。分散的飞灰聚集体通过结构催化剂本体的通道从根本上远离现有技术的灰控制设备，其中目的是在到达结构催化剂本体之前捕获飞灰。
在一个方面中，本文所描述的催化组件包括含有至少一层结构催化剂本体的模块，该层具有用于接收气流的入口面(inlet face)。扩散器组件布置在距所述入口面大于50mm的距离处，该扩散器组件包括至少一个扩散器元件，该至少一个扩散器元件包括多个孔口，其中，在气流流动方向上的孔口长度(L)与孔口水力直径(Da)的比值小于1。在一些实施方式中，扩散器组件直接布置在催化剂层的入口面上。
在另一方面中，催化组件包括含有至少一层结构催化剂本体的模块，该层具有用于接收气流的入口面。包括垂直集成的扩散器元件的扩散器组件布置在入口面上，该扩散器元件包括多个孔口，该孔口具有在气流流动方向上的孔口长度(L)与孔口水力直径(Da)小于1的比值，其中，孔口水力直径在垂直集成的扩散器元件之间变化。
在另一方面中，提供了减少结构催化剂本体的堵塞的方法。减少催化反应器中结构催化剂本体的堵塞的方法包括提供扩散器组件，该扩散器组件包括至少一个扩散器元件，该扩散器元件包括多个孔口，该多个孔口具有在气流流动方向上的孔口长度(L)与孔口水力直径(Da)小于1的比值。扩散器组件布置在距模块中的结构催化剂本体的层的入口面大于50mm的距离处的气流路径中。撞击扩散器组件的气流中的飞灰聚集体分散和/或破碎成更小的颗粒以穿过结构催化剂本体的流动通道。在一些实施方式中，扩散器组件直接布置在催化剂层的入口面上。
在又一方面中，减少催化反应器中结构催化剂本体的堵塞的方法包括提供扩散器组件，该扩散器组件包括垂直集成的扩散器元件，该扩散器元件包括多个孔口，该多个孔口具有在气流流动方向上的孔口长度(L)与孔口水力直径(Da)小于1的比值，其中孔口水力直径(Da)在垂直集成的扩散器元件之间变化。扩散器组件布置在到达结构催化剂本体的层的入口面的气流路径中。撞击扩散器组件的气流中的飞灰聚集体分散和/或破碎成更小的颗粒以穿过结构催化剂本体的流动通道。在一些实施方式中，扩散器组件布置在催化剂层的入口面上。
在下面的详细描述中进一步描述了这些和其他实施方式。
附图说明
图1示出了根据一些实施方式的相对于扩散器组件到催化剂层入口面的距离的催化剂本体堵塞。
图2示出了根据一些实施方式的相对于孔口尺寸对来自飞灰聚集体的催化剂本体堵塞的定量。
图3示出了根据一些实施方式的布置在结构催化剂本体上的扩散器元件的区段。
图4示出了根据一些实施方式的两个扩散器元件的孔口之间的径向偏移(radialoffset)。
图5示出了根据一个实施方式的扩散器元件相对于排气流流动的各种角度取向。
图6示出了根据本文所述的一个实施方式的蜂窝状结构催化剂本体。
图7示出了根据一些实施方式的两个扩散器元件的孔口之间的侧向偏移(lateraloffset)。
图8示出了根据一些实施方式相对于扩散器组件到催化剂层入口面的距离对来自飞灰聚集体的催化组件堵塞进行定量。
图9示出了根据一些实施方式相对于孔口尺寸对来自飞灰聚集体的催化组件堵塞进行定量。
具体实施方式
通过参考下面的具体描述和实施例以及它们先前和之后的描述可以更容易理解本文描述的实施方式。然而，本文描述的元件、设备和方法并不限于在具体实施方式和实施例中呈现的特定实施方式。应该认识到这些实施方式仅仅是说明本发明的原理。大量的修改和调整对于本领域技术人员是显而易见并且并不偏离本发明的精神和范围。
I.扩散器组件
如本文所述，提供了采用扩散器组件的催化组件。在一个方面中，催化组件包括含有至少一层结构催化剂本体的模块，该层具有用于接收气流的入口面。扩散器组件布置在距入口面大于50mm的距离处，该扩散器组件包括至少一个扩散器元件，该至少一个扩散器元件包括多个孔口，其中，在气流流动方向上的孔口长度(L)与孔口水力直径(Da)的比值小于1。从扩散器组件到催化剂入口面的距离也能够具有选自表I的值。
表I-扩散器组件与催化剂入口面的距离
≥75mm
≥100mm
≥150mm
≥175mm
≥200mm
100mm至1.5m
125mm至1m
200mm至2m
图1示出了根据一些实施方式的相对于扩散器组件到催化剂入口面的距离的催化剂本体堵塞。而且，图8示出了根据一些实施方式相对于扩散器组件到催化剂层入口面的距离对来自飞灰聚集体的催化组件堵塞进行定量。值得注意的是，图8定量了扩散器组件和催化剂本体的堵塞，从而示出了堵塞的预防不是由于扩散器组件俘获(捕获，拦截，catching)和/或收集灰。在一些实施方式中，扩散器组件能够连接(藕接，偶联，coupled)至模块。在其他实施方式中，扩散器组件不连接至模块。
现在转向扩散器元件，扩散器元件包括用于分散和/或破碎飞灰聚集体的多个孔口。如上所述，该扩散器元件的孔口可以具有小于1的L/Da比值。在一些实施方式中，L/Da比值小于或等于0.5。在一些实施方式中，扩散器元件的孔口尺寸或Da也能够大于包含在模块中的结构催化剂本体的流动通道水力直径。例如，扩散器元件的Da能够是流动通道水力直径的2-3倍。扩散器元件的Da也能够是模块中的结构催化剂本体的流动通道水力直径的1.5至5倍。在一些实施方式中，在扩散器元件的表面范围内，Da是均一的。在其他实施方式中，在扩散器元件的表面范围内，Da能够变化。例如，Da能够根据若干考虑因素在扩散器元件的面上增大或减小，这些考虑因素包括但不限于通过扩散器元件的排气流流动特性和撞击扩散器元件的飞灰聚集体的分布。因此，孔口的L/Da比值能够在扩散器元件的表面上变化。图2示出了根据一些实施方式相对于孔口尺寸对来自飞灰聚集体的催化本体堵塞进行定量。图9示出了根据一些实施方式相对于孔口尺寸对来自飞灰聚集体的催化组件堵塞进行定量。在图9中，对扩散器组件和催化剂本体两者的堵塞进行定量。
扩散器元件能够具有任何所期望的孔口形状。在一些实施方式中，孔口形状是多边形的，包括但不限于正方形、矩形或六边形。在其他实施方式中，孔口形状是圆形的或椭圆形的。在一些实施方式中，能够选择孔口形状以匹配结构催化剂本体的流动通道形状。而且，孔口形状在该散器元件的面上能够是总体上均一的。替代性地，孔口形状能够在扩散器元件面上变化。例如，孔口形状能够根据若干考虑因素在扩散器元件的面上改变，这些考虑因素包括但不限于通过扩散器元件的排气流流动特性和撞击扩散器元件的飞灰聚集体的分布。在一些实施方式中，在扩散器元件的设计过程中结合孔口尺寸来考虑孔口形状。此外，扩散器元件能够具有任何所期望的正面开口区域(开放正面区域，open frontalarea)。例如，扩散器元件可以具有30％-70％的正面开口区域。
扩散器元件的孔口总体上能够由相交的线(丝线，wire)或杆(棒，rod)形成。相交的线或杆能够具有任何尺寸和/或截面几何形状。例如，线尺寸和截面几何形状能够根据若干考虑进行选择，这些考虑包括但不限于排气流流动特性和分散或破碎飞灰聚集体以使更小的飞灰颗粒通过结构催化剂本体的能力。还能够选择线尺寸和截面几何形状来排除或最小化扩散器元件上的飞灰累积。在一些实施方式中，线或杆具有圆形或椭圆形的截面几何形状。在其他实施方式中，形成孔口的线或杆呈现多边形的截面几何形状，包括但不限于三角形、正方形、矩形、菱形或六边形。当呈现多边形的截面几何形状时，丝或杆能够被定向成使得多边形的顶点面向飞灰聚集体碰撞在扩散器元件上的一个或多个方向。以此方式，该飞灰聚集体能够通过形成顶点的多边形的面分散(四散，spread)。图3示出了根据一些实施方式的布置在结构催化剂本体上的扩散器元件的区段。扩散器元件包括尺寸大于结构催化剂本体的流动通道水力直径的多个方形孔口。将一定量的飞灰定位在扩散器元件上方以模拟从反应器管道系统或在催化剂层的入口面附近的梁落下的飞灰聚集体。在一些实施方式中，形成孔口的线或杆能够包括影响线的摩擦性能的涂层。涂层能够是耐磨的和/或减小在线的表面处经受的摩擦力。在一些实施方式中，涂层包括选自由铝和周期表第IVB、VB和VIB族的金属元素组成的组中的一种或多种元素，以及周期表第IIIA、IVA、VA和VIA族的一种或多种非金属元素。在其他实施方式中，涂层能够包括石墨或类金刚石碳(DLC)。涂层能够通过化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)或其组合来沉积。
在一些实施方式中，扩散器组件包括多个扩散器元件。例如，扩散器组件能够包括多个垂直集成的扩散器元件。在垂直集成时，各个扩散器元件部分或完全彼此重叠，使得排气流以顺序或串联的方式流过这些单个元件。因此，垂直集成涵盖了扩散器元件部分或完全重叠并且以顺序或串联的方式接触(遇到，encounter)排气流和飞灰聚集体的任何布置或取向。根据催化反应器和排气流流动路径的设计，垂直集成的扩散器元件可以在垂直维度上延伸。在其他实施方式中，垂直集成的扩散器元件可以在水平方向上延伸，如图5的实施方式中示出的。
在一些实施方式中，这些垂直集成的扩散器元件总体上展现出相同的特性和/或构造。例如，扩散器元件能够具有相同的孔径尺寸、形状和/或L/Da比值。替代性地，垂直集成的扩散器元件能够在一个或多个特性上变化。孔口尺寸、形状和/或L/Da比值能够在扩散器元件之间变化。在一些实施方式中，孔口尺寸或Da在远离催化剂层入口面的方向上增加。在其他实施方式中，孔口尺寸或Da能够在远离催化剂入口面的方向上减小。正面开口区域还可以在垂直集成的扩散器元件之间变化。
此外，在垂直集成中的两个或更多个扩散器元件的孔口能够是径向偏移和/或侧向偏移的。在一些实施方式中，例如，两个或更多个扩散器元件的孔口径向偏移45-90度。在垂直集成中能够采用任何径向偏移和/或侧向偏移。扩散器元件之间的径向偏移能够增强飞灰聚集体的分散和/或破碎。由于径向偏移，穿过第一扩散组件的孔口的飞灰将撞击后续扩散组件的线。图4示出根据一些实施方式的两个扩散器元件的孔口之间的径向偏移。如图4所示，第二扩散器元件的孔口42从第一孔口41径向偏移45°。因此，穿过第一孔口41的飞灰能够撞击第二孔口42的线42a，从而导致分散或破碎。图7示出了根据一些实施方式的两个垂直集成扩散器元件的孔口之间的侧向偏移。扩散器元件71在侧向方向上从扩散器元件72偏移。扩散器元件71由虚线表示以进一步示出侧向偏移。径向偏移和/或侧向偏移能够用于区段中或遍布这些垂直集成的扩散器元件。
扩散器元件通常垂直于流过催化组件的排气流。然而，在一些实施方式中，扩散器元件能够呈现相对于排气流流动的非正常布置。例如，扩散器元件的面能够与排气流的轴线形成锐角或钝角。在一些实施方式中，垂直集成的扩散器元件能够呈现相对于排气流流动的各种角度取向。图5示出了根据一个实施方式的扩散器元件50相对于排气流流动的各种角度取向。而且，垂直集成的扩散器元件能够在扩散器组件中具有任何所期望的间隔。在一些实施方式中，扩散器元件具有至少50mm的间隔。扩散器元件之间的间隔也能够是均一的或不均一的。
值得注意地，扩散器元件的角度取向、孔口尺寸、孔口形状、垂直集成以及径向偏移能够单独选择或彼此结合选择以提供所期望的飞灰聚集体的分散和/或破碎，从而缓解结构催化剂本体堵塞。
当布置在催化反应器中时，扩散器组件能够距催化反应器的一个或多个上游部件至少100mm。上游部件能够具有大于扩散器元件面的表面积的10％的面积。在一些实施方式中，扩散器组件距一个或多个上游部件至少200mm。上游部件能够是飞灰累积或聚集的来源。例如，气流流动控制叶片和/或其他流动控制设备是易于累计飞灰的上游部件。
用于本文所描述模块的结构催化剂本体包括流体流入口面、流体流出口面和由从入口面延伸至出口面的内部分隔壁限定的流动通道。结构催化剂本体能够呈现出各种流动通道构造。例如，结构催化剂本体能够具有包括外周壁和布置在外周壁内的多个内部分隔壁的蜂窝结构。图6示出根据本文所述的一个实施方式的蜂窝状结构催化剂本体。图6的结构催化剂本体60包括外周壁61和多个内部分隔壁62。内部分隔壁62限定纵向延伸通过蜂窝状结构催化剂本体60的多个流动通道或单元63。内部分隔壁62及其与外周壁61的接合部用作邻近流动通道63的边界。由于图6中所示的蜂窝状结构催化剂本体的流动通道63的截面轮廓是正方形的，所以内部分隔壁62具有相等或基本上相等的宽度。
流动通道的截面轮廓还能够是标称多边形的，如三角形、正方形、矩形或六边形。在一些实施方式中，流动通道的截面轮廓能够是圆形、或者椭圆形、或者多边形和弯曲形状的组合(如环扇形)。而且，催化本体的外周壁的外周截面轮廓能够是正方形、矩形、圆形、椭圆形、圆扇形(如扇形(pie slices)或四分之一圆(quadrant))、或任何其他几何形状或便于给定应用的形状。
此外，结构催化剂本体能够由任何所期望的组合物形成。结构催化剂本体的组成能够根据若干因素选择，该因素包括所关注的催化反应、结构催化剂本体的催化表面积和尺寸要求。结构催化剂本体能够呈现出单功能或多功能的催化活性。
在一些实施方式中，结构催化剂本体适于氮氧化物的选择性催化还原。在这些实施方式中，催化剂本体可以由包括按重量计50％-99.9％的无机氧化物组分和按重量计至少0.1％的催化活性金属官能团的化学组合物形成。无机氧化物组合物能够包含但不限于二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)和/或它们的混合物。而且，在一些实施方式中，催化活性金属官能团包含但不限于金、铂、铱、钯、锇、铑、铼、钌、五氧化二钒(V2O5)、氧化钨(WO3)、氧化钼(MoO3)或其他贵金属或其混合物。在其他实施方式中，化学组合物能够包含至多按重量计30％的其他氧化物(如二氧化硅(SiO2))、增强剂(如玻璃纤维和/或挤出助剂)。进一步，化学组合物能够是基本上均一的。
在一些实施方式中，用于在此描述的模块中的结构催化剂本体具有如在美国专利7,776,786、7,807,110、7,833,932和7,390,471中的任一个中描述的构造，这些专利中的每一项通过引用结合于此。此外，结构催化剂本体能够具有如美国专利申请公开2012/0087835中所描述的构造，通过引用将其全部内容结合于本文中。
II.减少催化剂堵塞的方法
在另一方面中，提供了减少结构催化剂本体的堵塞的方法。减少催化反应器中结构催化剂本体的堵塞的方法包括提供包括至少一个扩散器元件的扩散器组件，该扩散器元件包含多个孔口，该多个孔口具有在气流流动方向上的孔口长度(L)与孔口水力直径(Da)小于1的比值。扩散器组件布置在距模块中的结构催化剂本体的层的入口面大于50mm的距离处的气流路径中。撞击扩散器组件的气流中的飞灰聚集体分散和/或破碎成更小的颗粒以穿过结构催化剂本体的流动通道。在一些实施方式中，扩散器组件直接布置在催化剂层的入口面上。
在另一方面中，减少催化反应器中结构催化剂本体的堵塞的方法包括提供包括垂直集成的扩散器元件的扩散器组件，该扩散器元件包括多个孔口，该多个孔口具有在气流流动方向上的孔口长度(L)与孔口水力直径(Da)小于1的比值，其中孔口水力直径(Da)在垂直集成的扩散器元件之间变化。扩散器组件布置在到达结构催化剂本体的层的入口面的气流路径中。撞击扩散器组件的气流中的飞灰聚集体分散和/或破碎成更小的颗粒以穿过结构催化剂本体的流动通道。在一些实施方式中，扩散器组件布置在催化剂层的入口面上。
在一些实施方式中，飞灰聚集体在撞击扩散器组件之前下落1至10英尺的距离。而且，扩散器组件能够具有在以上部分I中列举的任何结构和/或特性。
为实现本发明的各种目的，对本发明的各种实施方式进行了描述。应该认识到这些实施方式仅仅是说明本发明的原理。许多修改和改变对于本领域技术人员是显而易见的，并且不脱离本发明的精神和范围。

Claims (40)

1.一种催化组件，包括：
包含至少一层结构催化剂本体的模块，所述层具有用于接收气流的入口面；以及
布置在距所述入口面大于50mm的距离处的扩散器组件，所述扩散器组件包括包含多个孔口的至少一个扩散器元件，其中，在气流流动方向上的孔口长度(L)与孔口水力直径(Da)的比值小于1。
2.根据权利要求1所述的催化组件，其中，从所述扩散器组件到所述入口面的距离是至少75mm。
3.根据权利要求1所述的催化组件，其中，从所述扩散器组件到所述入口面的距离是至少100mm。
4.根据权利要求1所述的催化组件，其中，从所述扩散器组件到所述入口面的距离是75-200mm。
5.根据权利要求1所述的催化组件，其中，L/Da<0.5。
6.根据权利要求1所述的催化组件，其中，所述孔口水力直径(Da)大于所述结构催化剂本体的流动通道水力直径。
7.根据权利要求1所述的催化组件，其中，所述孔口水力直径(Da)大于7mm。
8.根据权利要求1所述的催化组件，其中，所述孔口水力直径(Da)大于9mm。
9.根据权利要求1所述的催化组件，所述孔口是多边形的。
10.根据权利要求1所述的催化组件，其中，所述孔口是圆形的或椭圆形的。
11.根据权利要求1所述的催化组件，其中，所述孔口水力直径(Da)是均一的。
12.根据权利要求1所述的催化组件，其中，所述孔口水力直径(Da)在所述扩散器元件表面上变化。
13.根据权利要求1所述的催化组件，其中，所述扩散器元件的所述孔口由相交的线形成。
14.根据权利要求13所述的催化组件，其中，所述线具有圆形或椭圆形的截面几何形状。
15.根据权利要求13所述的催化组件，其中，所述线具有多边形的截面几何形状。
16.根据权利要求1所述的催化组件，其中，所述扩散器元件具有30-70％的正面开口区域。
17.根据权利要求1所述的催化组件，其中，所述扩散器组件包括多个扩散器元件。
18.根据权利要求17所述的催化组件，其中，所述扩散器元件垂直集成在所述扩散器组件中。
19.根据权利要求18所述的催化组件，其中，两个或更多个扩散器元件的孔口是径向偏移和/或侧向偏移的。
20.根据权利要求19所述的催化组件，其中，所述孔口径向偏移5-90度。
21.根据权利要求18所述的催化组件，其中，孔口水力直径(Da)在垂直集成的扩散器元件之间是均一的。
22.根据权利要求18所述的催化组件，其中，孔口水力直径(Da)在垂直集成的扩散器元件之间变化。
23.一种催化组件，包括：
包含至少一层结构催化剂本体的模块，所述层具有用于接收气流的入口面；以及
包括布置在所述入口面上的垂直集成的扩散器元件的扩散器组件，所述扩散器元件包括多个孔口，所述多个孔口具有在气流流动方向上的孔口长度(L)与孔口水力直径(Da)小于1的比值，其中，孔口水力直径在所述垂直集成的扩散器元件之间变化。
24.根据权利要求23所述的催化组件，其中，所述孔口水力直径(Da)在所述气流流动方向上减小。
25.根据权利要求23所述的催化组件，其中，L/Da<0.5。
26.根据权利要求23所述的催化组件，其中，所述扩散器组件布置在所述入口面上方的距所述入口面大于50mm的距离处。
27.根据权利要求26所述的催化组件，其中，所述扩散器组件具有50-150mm的厚度。
28.根据权利要求23所述的催化组件，其中，两个或更多个扩散器元件的孔口是径向偏移和/或侧向偏移的。
29.根据权利要求28所述的催化组件，其中，所述孔口径向偏移5-90度。
30.一种减少催化反应器中结构催化剂本体的堵塞的方法，包括：
提供包括至少一个扩散器元件的扩散器组件，所述至少一个扩散器元件包括多个孔口，所述多个孔口具有在气流流动方向上的孔口长度(L)与孔口水力直径(Da)小于1的比值；
将所述扩散器组件布置在距模块中的结构催化剂本体的层的入口面大于50mm的距离处的气流路径中；以及
将撞击所述扩散器组件的飞灰聚集体破碎成更小的颗粒以穿过所述结构催化剂本体的流动通道。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，从所述扩散器组件到所述入口面的距离是75mm。
32.根据权利要求30所述的方法，其中，从所述扩散器组件到所述入口面的距离是75-200mm。
33.根据权利要求30所述的方法，其中，L/Da<0.5。
34.根据权利要求30所述的催化组件，所述孔口水力直径(Da)大于所述结构催化剂本体的流动通道水力直径。
35.根据权利要求30所述的方法，其中，所述扩散器组件包括多个扩散器元件。
36.根据权利要求30所述的方法，其中，所述扩散器元件垂直集成在所述扩散器组件中。
37.根据权利要求30所述的方法，其中，破碎所述飞灰聚集体降低所述飞灰聚集体的密度。
38.根据权利要求30所述的方法，其中，所述扩散器元件与所述催化反应器的上游部件相距至少100mm，所述上游部件具有所述扩散器元件表面积的至少10％的表面积。
39.一种减少催化反应器中结构催化剂本体的堵塞的方法，包括：
提供包括垂直集成的扩散器元件的扩散器组件，所述扩散器元件包括多个孔口，所述多个孔口具有在气流流动方向上的孔口长度(L)与孔口水力直径(Da)小于1的比值，其中，所述孔口水力直径(Da)在所述垂直集成的扩散器元件之间变化；
将所述扩散器组件布置在到达模块中结构催化剂体的层的入口面的气流路径中；以及
将撞击所述扩散器组件的飞灰聚集体破碎成更小的颗粒以穿过所述结构催化剂本体的流动通道。
40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述孔口水力直径(Da)在所述气流流动方向上减小。
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