CN106093273A - 一种全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统及其工作方法，该系统包括反应器系统、液压站、波纹管系统、液压加紧系统、导向槽、电源控制器，所述电源控制器、液压站、波纹管系统、反应器系统、液压加紧系统、依次连接，导向槽安装在反应器系统下面。工作方法是：在进行实验时，开启液压站，反应炉在导向槽上进行相互压紧，对整个反应器系统进行液压密封，实现反应炉间的动态连接；当反应结束时，关闭该系统，液压缸释放压力后，可拆装催化剂。该系统可以实现反应炉间的动态连接，降低其由于热胀冷缩而导致漏气的概率。

Description

一种全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统及其工作方法

技术领域

本发明属于环境工程大气污染控制技术领域，具体涉及一种全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统及其工作方法。

背景技术

2011年9月22日,国家环保部颁布了新标准GB 13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》。要求从2012年1月1日起，新建火电机组氮氧化物排放量要达到100毫克/立方米；从2014年7月1日起，除特殊机组排放量要求达到200毫克/立方米外，其余也均要求达到100毫克/立方米。这意味着要在两到三年的时间内，完成装机容量达数亿千瓦的机组改造工作，相应的环保设备、材料将出现供不应求的局面，尤其是烟气脱硝主要原材料催化剂的供需差距将较大。催化剂的催化活性是影响脱硝效率的关键，目前市场上的催化剂活性检测评价装置也越来越成熟，但是任然有一些技术难点难以突破。例如：催化剂反应器由于需要经常换催化剂，故反应器需要被设计成可方便拆卸型，这反而增加了热胀冷缩而导致反应器的漏气现象的概率。

专利（201510072449.3）一种脱硝催化剂活性检测系统反应器的起吊装置，设计了一种便于拆换催化剂的反应器装置，但是该专利并未提出解决由于热胀冷缩等因数而导致反应器漏气的方法。专利（201520615340.5）一种SCR脱硝催化剂双反应炉活性检测装置，该装置包括气瓶、水汽蒸发器、混合预热炉、反应炉、冷凝吸收装置、烟气分析仪，其中反应炉为两个并联的立式反应炉，两个立式反应炉只是通过简单的并联，而未做防漏气的措施。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统及其工作方法，该系统可以实现反应炉间的动态连接，从而降低其由于热胀冷缩而导致漏气的概率。

本发明采用的技术方案如下：

一种全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统，包括反应器系统、液压站、波纹管系统、液压加紧系统、导向槽、电源控制器，所述反应器系统包括反应炉、第一密封滑块、第二密封滑块、三通法兰，第一密封滑块进气端与主管道连接，第一密封滑块出气端与反应炉进气端相连，第二密封滑块出气端与三通法兰进气端相连；所述液压站包括液压泵、液压箱体、液压固定端，液压泵安装于液压箱体内，液压固定端一端与第一密封滑块固定，另一端通过管线与液压箱体连接；所述波纹管系统包括波纹管、法兰，波纹管通过法兰与反应器系统的进气端口连接；所述液压加紧系统包括液压缸、固定支架，液压缸通过固定支架，一端与第二密封滑块固定，另一端与固定物固定；所述导向槽安装在反应器系统下面，所述电源控制器通过管线与液压站相连。

优选的，所述第一密封滑块与第二密封滑块之间还设置有第三密封滑块、第四密封滑块、第五密封滑块，相邻密封滑块之间连接有反应炉。

优选的，所述第一密封滑块、第二密封滑块、第三密封滑块、第四密封滑块、第五密封滑块的进气端和出气端均设置有石棉密封垫。

优选的，所述第一密封滑块、第二密封滑块、第三密封滑块、第四密封滑块、第五密封滑块大小、形状相同，且均为圆桶形，长度为200mm，两端为凸槽形。

优选的，所述反应炉为圆形，直径为400mm，长度为1800mm。

优选的，所述波纹管的长度为150mm-200mm。

优选的，所述导向槽的外径为580mm。

优选的，所述反应器系统滑动范围为0-30mm。

所述的全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统工作方法为：

(1)将全尺寸蜂窝催化剂样品放入反应炉中，通过电源控制器打开液压泵，液压泵将内部的电动机的机械能转换为液体的压力能，压力能通过液压固定端施加在第一密封滑块上，反应炉因受向右的推力而在导向槽上向右移动，波纹管向右被拉长，而主管路不动，反应炉通过石棉密封垫及密封滑块而紧密连接；

(2)主管路进行通气，气体与催化剂充分反应；

(3)当反应结束后，电源控制器停止给液压泵供电，液压缸将释放压力，将液压能转换为机械能，机械能施加于第二密封滑块上，反应炉在导向槽上，受向左的推力而向左移动，波纹管向左被压紧，各反应炉之间的间隙变大，当液压缸的压力释放完毕后，可更换催化剂。

有益效果：

(1)本发明采用密封滑块加石棉密封垫连接，其相对于传统的法兰连接，密封性更好，连接更加可靠。

(2)反应炉采用圆形设计，其采用环绕式加热方式，催化剂在反应炉里受热均匀，避免局部过热的可能性。

(3)采用波纹管连接方式，避免了换催化剂时主管道移动的现象，使得连接更加可靠，且波纹管的伸缩性能好，系统更换催化剂更加便捷。

(4)可根据实际应用需要，调节反应炉之间的间隙。

(5)该系统安装方便，价格便宜，可广泛应用于蜂窝催化剂的实验研究。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明剖视图；

图3为第一密封滑块结构示意图。

其中，图中标记分别表示：1、反应炉，2、第一密封滑块，3、第二密封滑块，4、第三密封滑块，5、第四密封滑，6、第五密封滑块，7、三通法兰，8、液压泵，9、液压箱体，10、液压固定端，11、电源控制器，12、波纹管，13、法兰，14、液压缸，15、固定支架，16、导向槽。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍，但不局限于此。

实施例1

如图1所示，一种全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统，包括反应器系统、液压站、波纹管系统、液压加紧系统、导向槽、电源控制器，其中：

(1)反应器系统

反应器系统包括反应炉1、第一密封滑块2、第二密封滑块3、第三密封滑块4、第四密封滑块5、第五密封滑块6、三通法兰7，第一密封滑块2进气端与主管道连接，第一密封滑块2出气端与反应炉1进气端相连，第二密封滑块3出气端与三通法兰7进气端相连，相邻密封滑块之间连接有反应炉1，且第一密封滑块2、第二密封滑块3、第三密封滑块4、第四密封滑块5、第五密封滑块6的进气端和出气端均设置有石棉密封垫。

如图2所示，反应炉1为圆形，直径为400mm，长为1800mm，材质为SSL16L，将催化剂置于反应炉的炉膛内，形成环绕式加热，使得加热均匀，避免局部过热。如图3所示，第一密封滑块2、第二密封滑块3、第三密封滑块4、第四密封滑块5、第五密封滑块6大小、形状相同，且设计为圆桶形，长度为200mm，两端设计为凸槽形，用于放置石棉密封垫，其相比于传统的法兰连接更加可靠，密封性更好。

(2)液压站

液压站包括液压泵8、液压箱体9、液压固定端10组成，且液压泵8安装于液压箱体9内，液压固定端10一端与第一密封滑块2固定，另一端通过管线与液压箱体9连接。液压站的作用是为反应器系统的滑动提供动力，其工作过程为：当电源控制器11给液压泵8一个工作信号时，液压泵8开始工作，液压泵8通过将其内部的电动机的机械能转换为液体的压力能，此时压力施加在液压固定端10上，液压固定端10由于受到推力作用，将第一密封滑块2向后推移，此时整个反应器系统将向后推移，从而系统部件间的间隙将缩小。

(3)波纹管系统

波纹管系统包括波纹管12、法兰13，波纹管12通过法兰13与反应器系统的进气端口连接，波纹管12的长度设置为150mm-200mm，材质选用可以耐500℃高温的材料，其作用为给反应器系统的伸缩提供余量，保证主管道不动。

(4)液压加紧系统

液压加紧系统包括液压缸14、固定支架15，液压缸14通过固定支架15，一端与第二密封滑块3固定，另一端与固定物固定。其作用为将液压能转换为机械能，当反应器系统左右滑动时，其可起到减速的效果，并且无传动间隙，保证系统移动平稳，且将整个系统滑动范围固定在规定的范围，此处设定反应器系统滑动范围为0-30mm。

(5)导向槽

如图2所示，导向槽16设计为圆弧型，外径为580mm，材质选用SS316L，安装在反应器系统下面，其作用为反应器系统的滑动提供轨道。

(6)电源控制器

电源控制器11通过管线与液压泵8相连，用于控制系统的工作状态。

所述的全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统工作方法为：

(1)将4个全尺寸蜂窝催化剂样品依次放入4个反应炉1中，通过电源控制器11打开液压泵8，液压泵8将内部的电动机的机械能转换为液体的压力能，压力能通过液压固定端10施加在第一密封滑块2上，反应炉1因受向右的推力而在导向槽16上向右移动，波纹管12向右被拉长，而主管路不动，反应炉1通过石棉密封垫及密封滑块而紧密连接；

(2)主管路进行通气，气体与催化剂充分反应；

(3)当反应结束后，电源控制器11停止给液压泵8供电，液压缸14将释放压力，将液压能转换为机械能，机械能施加于第二密封滑块3上，反应炉1在导向槽16上，受向左的推力而向左移动，波纹管12向左被压紧，各反应炉之间的间隙变大，当液压缸14的压力释放完毕后，可更换催化剂。

本发明提供的液压密封系统在进行实验时，开启液压站，各个反应炉1在导向槽16上进行相互压紧，对整个反应器系统进行液压密封，实现反应炉1间的动态连接，从而降低其由于热胀冷缩而导致漏气的概率；当反应结束时，关闭该系统，液压缸14释放压力后，可拆装催化剂。

该液压密封系统可将反应炉间的空隙控制在最佳范围，并且反应炉间的间隙可调控，可以有效地减小或防止由于热胀冷缩而导致反应炉漏气的概率。能为建立合理的催化剂评价平台，减少催化剂活性测试成本，提供有效地工程建设技术支持。

Claims (9)

1.一种全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统，包括反应器系统、液压站、波纹管系统、液压加紧系统、导向槽、电源控制器，其特征在于所述反应器系统包括反应炉(1)、第一密封滑块(2)、第二密封滑块(3)、三通法兰(7)，第一密封滑块(2)进气端与主管道连接，第一密封滑块(2)出气端与反应炉(1)进气端相连，第二密封滑块(3)出气端与三通法兰(7)进气端相连；所述液压站包括液压泵(8)、液压箱体(9)、液压固定端(10)，液压泵(8)安装于液压箱体(9)内，液压固定端(10)一端与第一密封滑块(2)固定，另一端通过管线与液压箱体(9)连接；所述波纹管系统包括波纹管(12)、法兰(13)，波纹管(12)通过法兰(13)与反应器系统的进气端口连接；所述液压加紧系统包括液压缸(14)、固定支架(15)，液压缸(14)通过固定支架(15)，一端与第二密封滑块(3)固定，另一端与固定物固定；所述导向槽(16)安装在反应器系统下面，所述电源控制器(11)通过管线与液压站相连。

2.根据权利要求1所述的全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统，其特征在于所述第一密封滑块(2)与第二密封滑块(3)之间还设置有第三密封滑块(4)、第四密封滑(5)块、第五密封滑块(6)，相邻密封滑块之间连接有反应炉(1)。

3.根据权利要求2所述的全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统，其特征在于所述第一密封滑块(2)、第二密封滑块(3)、第三密封滑块(4)、第四密封滑(5)块、第五密封滑块(6)的进气端和出气端均设置有石棉密封垫。

4.根据权利要求2所述的全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统，其特征在于所述第一密封滑块(2)、第二密封滑块(3)、第三密封滑块(4)、第四密封滑(5)块、第五密封滑块(6)大小、形状相同，且均为圆桶形，长度为200mm，两端为凸槽形。

5.根据权利要求1所述的全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统，其特征在于所述反应炉(1)为圆形，直径为400mm，长度为1800mm。

6.根据权利要求1所述的全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统，其特征在于所述波纹管(12)的长度为150mm-200mm。

7.根据权利要求1所述的全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统，其特征在于所述导向槽(16)的外径为580mm。

8.根据权利要求1所述的全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统，其特征在于所述反应器系统滑动范围为0-30mm。

9.权利要求1至8任意一项所述的全尺寸蜂窝催化剂反应单元液压密封系统工作方法为：

(1)将全尺寸蜂窝催化剂样品放入反应炉(1)中，通过电源控制器(11)打开液压泵(8)，液压泵(8)将内部的电动机的机械能转换为液体的压力能，压力能通过液压固定端(10)施加在第一密封滑块(2)上，反应炉(1)因受向右的推力而在导向槽(16)上向右移动，波纹管(12)向右被拉长，而主管路不动，反应炉(1)通过石棉密封垫及密封滑块而紧密连接；

(2)主管路进行通气，气体与催化剂充分反应；

(3)当反应结束后，电源控制器(11)停止给液压泵(8)供电，液压缸(14)将释放压力，将液压能转换为机械能，机械能施加于第二密封滑块(3)上，反应炉(1)在导向槽(16)上，受向左的推力而向左移动，波纹管(12)向左被压紧，各反应炉之间的间隙变大，当液压缸(14)的压力释放完毕后，可更换催化剂。