CN106353235B - 脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试方法及测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环境污染处理技术领域，公开了一种脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试方法及测试系统，包括：获取孔道内空气流速理论值；获取孔道内空气流速实际值；根据所述空气流速理论值和所述空气流速实际值计算通孔率，该方法检测脱硝催化剂模块的通孔率，监测通孔堵塞状况，避免通孔堵塞过多影响催化剂活性，进而影响脱硝效率。
Description
技术领域
本发明涉及环境污染处理技术领域，具体地，涉及一种脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试方法及测试系统。
背景技术
随着政府和人们对环境安全的重视程度提高，我国的环保政策逐渐推行，其中对氮氧化物排放要求日益严格，我国最近5年脱硝技术和应用进入大规模的发展阶段，选择性催化还原法(即SCR)烟气脱硝技术以其高效稳定的性能必将在电厂领域取得大规模的应用。从20世纪70年代日本开发出商用V2O5/TiO2体系中温催化剂，其已成为SCR工艺中可靠的核心环节。
脱硝催化剂在运行过程中由于物理堵塞和化学中毒会引起催化剂本体活性衰减，脱硝效率降低。催化剂孔道堵塞过多，会影响有效的反应表面积，造成未堵塞的区域反应效率升高，加快催化剂的活性衰减。在进行脱硝催化剂运行检测和催化剂再生时，通孔率是衡量催化剂活性和催化反应率的一个重要指标。因催化剂模块孔道较多，且置于密闭的反应结构内，对于孔道堵塞情况的人为监控较难实现，现有技术中，尚且没有较为可行的方法和设备或设备来测试催化剂反应结构的通孔率。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试方法，该方法检测脱硝催化剂模块的通孔率，监测通孔堵塞状况，为监测和分析催化剂活性状态提供依据和参考，避免通孔堵塞过多影响催化剂活性，进而影响脱硝效率。
为了实现上述目的，本发明提供一种脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试方法，包括：获取孔道内空气流速理论值；获取孔道内空气流速实际值；根据所述空气流速理论值和所述空气流速实际值计算通孔率。
优选地，所述通孔率为所述空气流速实际值与所述空气流速理论值的比值。
优选地，所述获取孔道内空气流速理论值包括：获取经过孔道的总空气流量；和根据所述孔道的总空气流量和所述催化剂模块的孔道总面积计算得到孔道内空气流速理论值。
优选地，所述孔道内总空气流量由流量计测量，所述催化剂模块孔道总面积为单个孔道面积和孔道数量的乘积；其中，所述单个孔道面积和所述孔道数量为设定值。
优选地，所述获取孔道内空气流速实际值包括：由孔道内的风速探头测量所述孔道内的空气流速。
优选地，还包括根据所述通孔率计算通孔量，所述通孔量为孔道数量与通孔率的乘积。
本发明还提供一种脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试系统，包括：流量测量装置，用以测量经过所述孔道的总空气流量；流速测量装置，用以测量经过所述孔道的空气流速实际值；处理器，用以根据所述总空气流量和孔道的总面积计算空气流速理论值，并根据所述空气流速理论值和所述空气流速实际值计算通孔率。
优选地，所述催化剂模块孔道总面积为单个孔道面积和孔道数量的乘积；其中，所述单个孔道面积和所述孔道数量为设定值。
优选地，所述流速测量装置为风速探头，安装在所述孔道内；所述风速探头数量为4-8个，均布在以催化剂模块的孔道中心为圆心的半径100mm的圆周上。
优选地，还包括锥形收尘器，安装在所述催化剂模块的出风侧。
优选地，还包括扰流器，安装在锥形收尘器内。
优选地，还包括整流板，安装在扰流器和催化剂模块之间；所述整流板包括均匀布置的网格。
优选地，还包括引风管道，所述引风管道一端接入锤形收尘器，另一端与引风机连接；所述流量测量装置安装在所述引风管道内。
优选地，所述催化剂模块安装在支撑平台上，所述支撑平台沿所述催化剂模块和所述锥形收尘器的结合部设置密封区。
通过上述技术方案，根据通过催化剂模块孔道的总空气流量和催化剂模块的孔道总面积可以得到在孔道无堵塞的情况下的空气流速理论值，在孔道出现堵塞的情况下，其经过孔道的空气流速减慢，根据空气流速实际值和空气流速理论值相比得到通孔率，根据该方法得到的通孔率用以推知孔道堵塞的情况，判断催化剂模块孔道中催化剂活性，进一步判断脱硝反应情况。
通过将流量测量装置置于引风管道内测量经过管道的总空气流量，即为经过孔道的总空气流量，由系统设定的孔道总面积，由处理器运算确定孔道内空气流速理论值，系统运行中，实时使用流速测量装置测量空气流速实际值，由处理器运算得到通孔率。
空气经催化剂模块入口进入由催化剂模块、锥形收尘器构成的密闭结构内进行脱硝反应，引风机通过引风管道接入反应结构中，引导空气经由催化剂模块的孔道，进行脱硝反应。在锥形收尘器内设置扰流器，扰流器在负压左右下自动旋转，推动气流返回到催化剂模块的孔道，其与孔道二次接触，使脱硝反应更加充分。在扰流器和催化剂模块的孔道之间设置整流板，整流板包括均匀布置的网格，使由扰流器推动返回的空气经整流板整流后更加均匀的与催化剂模块的孔道接触，提高反应率。在催化剂模块和锥形收尘器结合部设置密封区，保证密闭，催化剂及空气无泄漏。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试方法流程图；
图2是本发明另一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试方法流程图；
图3是本发明另一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试方法流程图；
图4是本发明一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试系统结构示意图；
图5是图4的A向视图；
图6是本发明一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试系统的支撑平台俯视图。
附图标记说明
1 风速探头 2 催化剂模块 3 支撑平台
4 密封区 5 锥形收尘器 6 整流板
7 扰流器 8 引风管道 9 管道流量计
10 孔道 11 引风机 12 处理器
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试方法流程图。如图1所示，本发明一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试方法，包括：在步骤S110中，获取孔道内空气流速理论值；在步骤S120中，获取孔道内空气流速实际值；在步骤S130中，根据所述空气流速理论值和所述空气流速实际值计算通孔率。
空气经催化剂模块的孔道在催化剂的作用下发生脱硝反应，在孔道无堵塞的情况下，其空气流速实际值应等于空气流速理论值，在孔道出现堵塞的情况下，其经过孔道的空气流速减慢，根据空气流速实际值和空气流速理论值计算得到通孔率，根据该方法得到的通孔率用以推知孔道堵塞的情况，判断催化剂模块孔道中催化剂活性，进一步判断脱硝反应情况。
根据本发明一种实施方式，在步骤S130中，所述通孔率为所述空气流速实际值与所述空气流速理论值的比值。在空气流量一定的情况下，流速与截面积成线性关系，根据流速的变化得到截面积的变化，进而推知得到堵塞的比例。
图2是本发明另一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试方法流程图。如图2所示，本发明一种实施方式的测试方法，在步骤S110中，所述获取孔道内空气流速理论值包括：在步骤S112中，获取经过孔道的总空气流量；和在步骤S113中，根据所述孔道的总空气流量和所述催化剂模块的孔道总面积计算得到孔道内空气流速理论值。
由孔道的总空气流量与孔道总面积的比值得到空气流速理论值。
根据本发明一种实施方式，在步骤S112中，所述孔道内总空气流量由流量计测量，所述催化剂模块孔道总面积为单个孔道面积和孔道数量的乘积；其中，所述单个孔道面积和所述孔道数量为系统决定的，所述单个孔道面积和所述孔道数量为设定值。
根据本发明一种实施方式，所述获取孔道内空气流速实际值包括：在步骤S120中，由孔道内的风速探头测量所述孔道内的空气流速实际值。
可在孔道内均匀布置若个风速探头，在不同位置测量孔道流速，根据平均运算得到孔道流速实际值，使计算结果更趋于实际值，保证计算的通孔率真实、有效。
图3是本发明另一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试方法流程图。如图3所示的本发明一种实施方式的测试方法，还包括在步骤S140中，根据所述通孔率计算通孔量，所述通孔量为孔道数量与通孔率的乘积。
如图3所示的本发明一种实施方式的测试方法，还包括在步骤S311中，输入孔道数量，和在步骤S312中，输入单个孔道的面积，由步骤S313根据输入孔道的数量和单个孔道面积计算得到孔道的总面积，用以在步骤S113的计算孔道内空气流速理论值。例如可以通过PLC系统的人工界面通过按键输入。
图4是本发明一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试系统结构示意图。如图4所示，本发明一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试系统，包括：流量测量装置，用以测量经过所述孔道10的总空气流量；流速测量装置，用以测量经过所述孔道10的空气流速实际值；处理器12，用以根据所述总空气流量和孔道10的总面积计算空气流速理论值，并根据所述空气流速理论值和所述空气流速实际值计算通孔率。
根据本发明一种实施方式，所述催化剂模块2孔道10总面积为单个孔道10面积和孔道10数量的乘积；其中，所述单个孔道10面积和所述孔道10数量为设定值。可由人工向处理器12(例如可以是PLC处理器，通过面板按键)输入，经过处理器12计算得到孔道10的总面积。
根据本发明一种实施方式，所述流速测量装置为风速探头1，安装在所述孔道10内；所述风速探头1的数量为4-8个，均布在以催化剂模块2的孔道10中心为圆心的半径100mm的圆周上。在不同位置测量孔道流速，根据平均运算得到孔道流速实际值，使计算结果更趋于实际值，保证计算的通孔率真实、有效。
风速探头1测量的流速经由信号传感器发送到处理器12，用以后续运算。
根据本发明一种实施方式，还包括锥形收尘器5，安装在所述催化剂模块2的出风侧。锥形收尘器5用以收集部分从催化剂模块2脱落的灰尘。
根据本发明一种实施方式，还包括扰流器7，安装在锥形收尘器5内。在锥形收尘器5内设置扰流器7，扰流器7在负压左右下自动旋转，推动气流返回到催化剂模块2的孔道10，其与孔道二次接触，使脱硝反应更加充分。
根据本发明一种实施方式，还包括整流板6，安装在扰流器7和催化剂模块2之间；所述整流板6包括均匀布置的网格。
在扰流器7和催化剂模块2的孔道10之间设置整流板6，整流板6包括均匀布置的网格，使由扰流器7推动返回的空气经整流板6整流后更加均匀的与催化剂模块2的孔道10接触，提高反应率。
图5是本发明一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试系统的锥形收尘器5俯视图。如图5所示，空气经催化剂模块2入口进入由催化剂模块2、锥形收尘器5构成的密闭结构内进行脱硝反应，引风机11通过引风管道8接入反应结构中，引导空气经由催化剂模块2的孔道10，进行脱硝反应。在锥形收尘器5内设置扰流器7和整流板6，使由扰流器7推动返回的空气经整流板6整流后更加均匀的与催化剂模块2的孔道10接触，增加空气与催化剂的接触时间，提高脱硝反应率，改善脱硝处理效果。
根据本发明一种实施方式，还包括引风管道8，所述引风管道8一端接入锤形收尘器，另一端与引风机11连接；所述流量测量装置安装在所述引风管道8内。引风管道8长为1.5m以上，流速测量装置可采用管道流量计9，管道流量计9处于离锥形收尘器5和引风机11距离大于0.5m的区域。
处理器12采集孔道10内的风速探头1测量的数据和管道流量计9的流量数据，由人工输入的孔道单个面积数据和孔道数量数据，经运算得到通孔率和通孔数量。为判断催化剂活性和脱硝反应情况提供依据。
图6是本发明一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试系统的支撑平台俯视图。如图6所示的本发明一种实施方式的测试系统的支撑平台3，所述催化剂模块2安装在支撑平台3上，所述支撑平台3沿所述催化剂模块2和所述锥形收尘器5的结合部设置密封区4。保证密闭，催化剂及空气无泄漏。
本发明一种实施方式的脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试系统操作简单，不需要测试其他的参数或者人工查数，适合现场工人和生产工厂，为工程评估和催化剂再生性能评估提供数据依据。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试方法，其特征在于，包括：
获取孔道内空气流速理论值；
获取孔道内空气流速实际值；以及
根据所述空气流速理论值和所述空气流速实际值计算通孔率，
其中，
所述通孔率为所述空气流速实际值与所述空气流速理论值的比值；
所述获取孔道内空气流速理论值包括：
获取经过孔道的总空气流量；和
根据所述孔道的总空气流量和所述催化剂模块的孔道总面积计算得到孔道内空气流速理论值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔道内总空气流量由流量计测量，所述催化剂模块孔道总面积为单个孔道面积和孔道数量的乘积；
其中，所述单个孔道面积和所述孔道数量为设定值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取孔道内空气流速实际值包括：由孔道内的风速探头测量所述孔道内的空气流速。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括根据所述通孔率计算通孔量，所述通孔量为孔道数量与通孔率的乘积。
5.一种脱硝催化剂模块的孔道通孔率测试系统，其特征在于，包括：
流量测量装置，用以测量经过所述孔道的总空气流量；
流速测量装置，用以测量经过所述孔道的空气流速实际值；
处理器，用以根据所述总空气流量和孔道的总面积计算空气流速理论值，并根据所述空气流速理论值和所述空气流速实际值计算通孔率；及
锥形收尘器，安装在所述催化剂模块的出风侧；
其中，所述流速测量装置为风速探头，安装在所述孔道内；
所述风速探头数量为4-8个，均布在以催化剂模块的孔道中心为圆心的半径100mm的圆周上。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述催化剂模块孔道总面积为单个孔道面积和孔道数量的乘积；
其中，所述单个孔道面积和所述孔道数量为设定值。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括扰流器，安装在锥形收尘器内。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括整流板，安装在扰流器和催化剂模块之间；
所述整流板包括均匀布置的网格。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括引风管道，所述引风管道一端接入锤形收尘器，另一端与引风机连接；所述流量测量装置安装在所述引风管道内。
10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述催化剂模块安装在支撑平台上，所述支撑平台沿所述催化剂模块和所述锥形收尘器的结合部设置密封区。
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