Scr脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置，包括：氣體控制單元控制包括N2、O2、NO、NH3、SO2的模擬煙氣的質(zhì)量流量計(jì)控制和加熱保溫，氣體混合器放置在保溫箱內(nèi)，NH3經(jīng)過(guò)流量計(jì)控制后直接進(jìn)入混合器，所有氣體和水再次混合后，進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)；水蒸氣采用液體控制單元進(jìn)行控制，液體貯罐中的水通過(guò)計(jì)量后首先進(jìn)入汽化器，在汽化器內(nèi)全部氣化后再進(jìn)入混合器與氣體原料混合；加熱器將反應(yīng)器加熱至所需要的反應(yīng)溫度，在所述反應(yīng)器內(nèi)各種模擬煙氣和催化劑發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體經(jīng)氣液分離器將水與氣體分開(kāi)，然后氣體進(jìn)行煙氣分析儀進(jìn)行分析。能夠?qū)CR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，保障SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行。
【專(zhuān)利說(shuō)明】SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及SCR脫硝系統(tǒng)的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]SCR(Selective Catalytic Reduction,選擇性催化還原法)的原理是在催化劑作用下，還原劑NH3在290-400°C下將NO和N02還原成N2，而幾乎不發(fā)生NH3的氧化反應(yīng)，從而提高了 N2的選擇性，減少了 NH3的消耗。
[0003]隨著SCR脫硝系統(tǒng)在我國(guó)火電廠的廣泛應(yīng)用，SCR催化劑及脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行管理問(wèn)題日益突出。SCR脫硝系統(tǒng)在的催化劑活性是SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行的一項(xiàng)重要指標(biāo)，關(guān)系到SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。因此如何準(zhǔn)確地檢測(cè)SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性是SCR脫硝系統(tǒng)的一個(gè)重要問(wèn)題。
[0004]然而，目前對(duì)于催化劑活性檢測(cè)始終沒(méi)有一種專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，使得SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)困難，因此無(wú)法準(zhǔn)確指導(dǎo)SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)上述【背景技術(shù)】中存在的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)困難的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置，能夠準(zhǔn)確地測(cè)量在SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性，保障SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0006]一種SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置，其特征在于，包括:氣體控制單元、液體控制單元、反應(yīng)器單元以及產(chǎn)物控制和分析單元；
[0007]所述氣體控制單元包括氣流量控制系統(tǒng)、預(yù)熱器、保溫箱和混合器，所述氣流量控制系統(tǒng)的輸出端連接所述預(yù)熱器的輸入端，所述預(yù)熱器的輸出端連接所述混合器的輸入端，所述混合器設(shè)置在所述保溫箱內(nèi)，所述混合器的輸出端連接所述反應(yīng)器單元；
[0008]所述液體控制單元包括液體儲(chǔ)罐、計(jì)量泵和汽化器、所述液體儲(chǔ)罐的輸出端連接所述計(jì)量泵的輸入端，所述計(jì)量泵的輸出端連接所述汽化器的輸入端，所述汽化器的輸出端連接所述氣體控制單元的混合器；
[0009]所述反應(yīng)器單元包括互相連接的反應(yīng)器和加熱器，所述反應(yīng)器的輸入端連接所述混合器的輸出端，所述反應(yīng)器的輸出端連接所述產(chǎn)物控制和分析單元；
[0010]所述產(chǎn)物控制和分析單元包括氣液分離器和煙氣分析儀，所述氣體分離器的輸入端連接所述反應(yīng)器的輸出端，其氣體輸出端連接所述煙氣分析儀。
[0011]本實(shí)用新型的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置中，所述氣體控制單元控制包括N2、02、NO、NH3、S02的模擬煙氣的質(zhì)量流量計(jì)控制和加熱保溫，所述氣體混合器放置在保溫箱內(nèi)，NH3經(jīng)過(guò)流量計(jì)控制后直接進(jìn)入混合器，所有氣體和水再次混合后，進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)；水蒸氣采用液體控制單元進(jìn)行控制，液體貯罐中的水通過(guò)計(jì)量后首先進(jìn)入汽化器，在汽化器內(nèi)全部氣化后再進(jìn)入混合器與氣體原料混合；加熱器將反應(yīng)器加熱至所需要的反應(yīng)溫度，在所述反應(yīng)器內(nèi)各種模擬煙氣和催化劑發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體經(jīng)氣液分離器將水與氣體分開(kāi)，然后氣體進(jìn)行煙氣分析儀進(jìn)行分析。因此，能夠?qū)CR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，保障SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0012]通過(guò)本實(shí)用新型的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置，根據(jù)活性測(cè)試步驟及測(cè)試條件可以對(duì)催化劑活性進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)也可以檢測(cè)其S02/S03轉(zhuǎn)化率。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]請(qǐng)參閱圖1，圖1是本實(shí)用新型提供的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]本實(shí)用新型提供的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置，包括氣體控制單元、液體控制單元、反應(yīng)器單元以及產(chǎn)物控制和分析單元；
[0016]所述氣體控制單元包括氣流量控制系統(tǒng)、預(yù)熱器、保溫箱和混合器，所述氣流量控制系統(tǒng)的輸出端連接所述預(yù)熱器的輸入端，所述預(yù)熱器的輸出端連接所述混合器的輸入端，所述混合器設(shè)置在所述保溫箱內(nèi)，所述混合器的輸出端連接所述反應(yīng)器單元；
[0017]所述液體控制單元包括液體儲(chǔ)罐、計(jì)量泵和汽化器、所述液體儲(chǔ)罐的輸出端連接所述計(jì)量泵的輸入端，所述計(jì)量泵的輸出端連接所述汽化器的輸入端，所述汽化器的輸出端連接所述氣體控制單元的混合器；
[0018]所述反應(yīng)器單元包括互相連接的反應(yīng)器和加熱器，所述反應(yīng)器的輸入端連接所述混合器的輸出端，所述反應(yīng)器的輸出端連接所述產(chǎn)物控制和分析單元；
[0019]所述產(chǎn)物控制和分析單元包括氣液分離器和煙氣分析儀，所述氣體分離器的輸入端連接所述反應(yīng)器的輸出端，其氣體輸出端連接所述煙氣分析儀。
[0020]對(duì)所述催化劑樣本進(jìn)行活性檢測(cè)時(shí)，可將催化劑切割成50 X 50mm左右的試樣塊，長(zhǎng)度可選20-400mm，來(lái)進(jìn)行測(cè)試。
[0021]進(jìn)行活性評(píng)價(jià)的氣體采用模擬煙氣，煙氣成分包括N2、02、NO、NH3、S02。N2、02、NO、S02經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)控制后進(jìn)入氣體預(yù)熱器，預(yù)熱器將混合氣體加熱至一定的溫度，再經(jīng)過(guò)保溫管線，進(jìn)入到反應(yīng)器入口的保溫箱內(nèi)，氣體混合器放置在保溫箱內(nèi)，NH3經(jīng)過(guò)流量計(jì)控制后直接進(jìn)入混合器，所有氣體和水再次混合后，進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)。
[0022]計(jì)量泵優(yōu)選采用連續(xù)柱塞泵，具有流量連續(xù)，控制準(zhǔn)確的特點(diǎn)，流量范圍0.01?
9.99ml/min。模擬煙氣中的水蒸氣采用液體控制單元進(jìn)行控制，液體貯罐中的水通過(guò)計(jì)量后首先進(jìn)入汽化器，在汽化器內(nèi)全部氣化后再進(jìn)入混合器與氣體原料混合。
[0023]反應(yīng)器優(yōu)選為50X50X200_的方形不銹鋼反應(yīng)器，加熱器將反應(yīng)器加熱至所需要的反應(yīng)溫度；反應(yīng)器內(nèi)優(yōu)選設(shè)置有一段高度為200_的恒溫區(qū)，催化劑可放置在恒溫區(qū)內(nèi)，以保證溫度的均勻性。同時(shí)為了測(cè)定催化劑床層內(nèi)真實(shí)反應(yīng)溫度及溫度分布均勻性，在催化劑床層內(nèi)插有Φ2χ1的金屬管，用于測(cè)量床層軸向溫度分布。
[0024]反應(yīng)后的氣體經(jīng)氣液分離器將水與氣體分開(kāi)，以避免水對(duì)煙氣分析儀的影響，然后氣體進(jìn)行煙氣分析儀進(jìn)行分析。[0025]所述催化劑活性測(cè)試裝置可進(jìn)一步包括一系統(tǒng)控制單元，所述系統(tǒng)控制單元對(duì)所述氣體控制單元、所述液體控制單元、所述反應(yīng)器單元以及所述產(chǎn)物控制和分析單元進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控，可將所有操作和檢測(cè)儀表進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控。
[0026]在進(jìn)行活性測(cè)試時(shí)，可根據(jù)以下步驟進(jìn)行:
[0027](I)保持室內(nèi)空氣流通，檢查氣瓶剩余氣體壓力；
[0028](2)接上實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，保證電源供應(yīng)正常；
[0029](3)檢測(cè)裝置的氣密性，檢測(cè)合格后方可進(jìn)行試驗(yàn)；
[0030](4)根據(jù)測(cè)試要求進(jìn)行煙氣各組分濃度及煙氣溫度進(jìn)行設(shè)定；
[0031](5)當(dāng)活性測(cè)試裝置通入煙氣后，首先要進(jìn)行混合預(yù)熱，混合預(yù)熱爐的溫度宜設(shè)定為200°C，期間對(duì)進(jìn)出口煙氣參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)連續(xù)兩次測(cè)試結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%后，可進(jìn)入正式測(cè)試階段；
[0032](6)正式測(cè)試時(shí)，每隔30min測(cè)定一次煙氣參數(shù)，至少測(cè)定5次，確保相鄰兩次的測(cè)量結(jié)果相對(duì)偏差小于10%。若煙氣參數(shù)測(cè)量結(jié)果偏差較大，則應(yīng)進(jìn)行重新調(diào)整并穩(wěn)定，重新進(jìn)行計(jì)時(shí)；
[0033](7)當(dāng)測(cè)試結(jié)束時(shí)，關(guān)閉除N2外其余各煙氣，繼續(xù)通入N230min后，可關(guān)閉整個(gè)測(cè)試裝置系統(tǒng)，確保反應(yīng)器內(nèi)其他煙氣殘留成分，以及催化劑溫度在100°C以下，否則繼續(xù)通入N2。
[0034]前燃煤電廠SCR反應(yīng)空速的設(shè)計(jì)值為3000-4000h_l，因此催化劑測(cè)試條件擬定的空速為3500h-l。燃煤電廠SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度一般為320?400°C，確定催化劑活性檢測(cè)過(guò)程中SCR反應(yīng)器煙氣溫度為350°C。測(cè)試催化劑活性時(shí)，氨氮比必須大于1，本實(shí)驗(yàn)中的氨氮比為1.1。根據(jù)上述方法及測(cè)試條件，可對(duì)催化劑進(jìn)行活性常數(shù)K值的測(cè)試。
[0035]根據(jù)活性測(cè)試步驟及測(cè)試條件可以對(duì)催化劑活性進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)也可以檢測(cè)其S02/S03轉(zhuǎn)化率。
[0036]在S02/S03轉(zhuǎn)化率測(cè)試中，S03的吸收和檢測(cè)是個(gè)難點(diǎn)，目前廣泛采用的是Cheney和Homolya提出的選擇性冷凝方法，其原理主要是控制煙氣的溫度將S03與水蒸氣啟程的硫酸蒸汽冷凝在所設(shè)定的位置。本實(shí)用新型也采用該方法進(jìn)行收集，并根據(jù)本套試驗(yàn)裝置對(duì)該方法進(jìn)行了改進(jìn)。S02/S03轉(zhuǎn)化率評(píng)價(jià)與活性評(píng)價(jià)相同，但在產(chǎn)物控制和分析單元處有所不同，煙氣經(jīng)過(guò)催化劑床層后，在出口管道上接一個(gè)旁路，煙氣經(jīng)過(guò)冷凝管將硫酸蒸汽冷凝，冷凝管出口接吸收瓶，冷凝下來(lái)的硫酸蒸汽部分留在冷凝管壁上，部分會(huì)流入吸收瓶中。冷凝管和吸收瓶的溫度均保持在70-90°C。采集好的樣品用去離子水收集，并采用分光光度計(jì)或離子色譜進(jìn)行測(cè)量。
[0037]對(duì)催化劑樣品處理及測(cè)試時(shí)間需要注意的是:應(yīng)選取外觀無(wú)明顯物理?yè)p傷的單元體作為待測(cè)樣品，要求截取截面為50X50mm催化劑。切割長(zhǎng)度為200mm。在對(duì)樣品制備的切割過(guò)程中，應(yīng)注意防止油等有機(jī)污染物的污染，及其試樣之間的交叉污染。對(duì)于新催化劑，要求樣品各截面光滑平整、無(wú)明顯裂紋。對(duì)于已使用過(guò)的催化劑，測(cè)試前應(yīng)采取壓縮空氣吹掃或其他物理方法以確保被測(cè)樣品孔道內(nèi)無(wú)肉眼可見(jiàn)的堵塞。
[0038]開(kāi)始測(cè)試后，應(yīng)在反應(yīng)器入口的煙氣條件參數(shù)穩(wěn)定后，方可進(jìn)入測(cè)試計(jì)時(shí)階段，要求各煙氣濃度參數(shù)波動(dòng)低于5%。要求催化劑活性測(cè)試時(shí)間應(yīng)至少在2小時(shí)以上。要保證在測(cè)試計(jì)時(shí)期內(nèi)，煙氣條件及運(yùn)行工況的相對(duì)穩(wěn)定。測(cè)試期間，若煙氣條件發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)穩(wěn)定I小時(shí)后方可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 [0039]下面以具體實(shí)施例說(shuō)明催化劑的活性測(cè)試: [0040]催化劑樣品取自某機(jī)組脫硝裝置。由于該催化劑為波紋板式，只能是整個(gè)模塊取樣，因此只對(duì)B反應(yīng)器下層的催化劑進(jìn)行了取樣。該催化劑使用年限已達(dá)5年(40200h)，催化劑樣品基本信息下表所示。本次測(cè)試按煙氣流動(dòng)方向，將舊催化劑分成迎風(fēng)面和背風(fēng)面兩部分分別進(jìn)行。作為對(duì)比，還進(jìn)行了新催化劑的測(cè)試，即通過(guò)對(duì)新鮮催化劑與舊催化劑進(jìn)行對(duì)比，以確定運(yùn)行后催化劑的失活情況。 [0041]催化劑基本信息 [0042]
【權(quán)利要求】
1.一種SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置，其特征在于，包括:氣體控制單元、液體控制單元、反應(yīng)器單元以及產(chǎn)物控制和分析單元； 所述氣體控制單元包括氣流量控制系統(tǒng)、預(yù)熱器、保溫箱和混合器，所述氣流量控制系統(tǒng)的輸出端連接所述預(yù)熱器的輸入端，所述預(yù)熱器的輸出端連接所述混合器的輸入端，所述混合器設(shè)置在所述保溫箱內(nèi)，所述混合器的輸出端連接所述反應(yīng)器單元； 所述液體控制單元包括液體儲(chǔ)罐、計(jì)量泵和汽化器、所述液體儲(chǔ)罐的輸出端連接所述計(jì)量泵的輸入端，所述計(jì)量泵的輸出端連接所述汽化器的輸入端，所述汽化器的輸出端連接所述氣體控制單元的混合器； 所述反應(yīng)器單元包括互相連接的反應(yīng)器和加熱器，所述反應(yīng)器的輸入端連接所述混合器的輸出端，所述反應(yīng)器的輸出端連接所述產(chǎn)物控制和分析單元； 所述產(chǎn)物控制和分析單元包括氣液分離器和煙氣分析儀，所述氣體分離器的輸入端連接所述反應(yīng)器的輸出端，其氣體輸出端連接所述煙氣分析儀。
2.如權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置，其特征在于，所述計(jì)量泵為連續(xù)柱塞泵。
3.如權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器為50 X 50 X 200mm的方形不銹鋼反應(yīng)器；
4.如權(quán)利要求3所述的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有一段高度為200mm的恒溫區(qū)，
5.如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑活性檢測(cè)裝置，其特征在于，所述催化劑活性測(cè)試裝置可進(jìn)一步包括一系統(tǒng)控制單元，所述系統(tǒng)控制單元對(duì)所述氣體控制單元、所述液體控制單元、所述反應(yīng)器單元以及所述產(chǎn)物控制和分析單元進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控。
【文檔編號(hào)】G01N31/10GK203405452SQ201320465822
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】李德波 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院