CN106442192A - 一种烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置及方法。目前还没有一种可以测算出催化剂本身耐磨性能的装置及方法，难以有效地控制催化剂的机械强度。本发明包括测试样品仓和装置台架，其特点是：还包括石英砂给料机、鼓风风机、风速测量仪、风速调节装置、对比样品仓、给料均匀器、下料管、风管、差压测量装置、布袋除尘器和磨料收集桶，风管的一端与鼓风风机连接，另一端与磨料收集桶连接，风速调节装置、风速测量仪、给料均匀器、测试样品仓和差压测量装置均安装在风管上，对比样品仓和测试样品仓串联，或者，对比样品仓和测试样品仓并联。本发明解决了现有SCR脱硝催化剂性能检测成本高或无法完整模拟现场实际运行工况的不足。

Description

一种烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置及方法，属于环保技术领域。

背景技术

“十二五”期间国内大规模进行脱硝改造造成SCR脱硝催化剂市场多样化，催化剂质量参差不齐，催化剂存在着多种质量问题。而燃煤机组烟气脱硝装置均采用高灰布置方式，由于我国煤种的特性和火电厂控制燃煤成本等的原因，电厂往往会燃用高钙镁、劣质煤等，燃用这些煤种产生的烟尘颗粒大、硬度高、成分复杂，因此SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损，在运行过程中烟尘会加剧催化剂的磨损，严重时会缩短催化剂的更换周期，增加火电厂的日常维护费。

催化剂耐磨能力等机械性能会直接影响脱硝反应器的正常运行，催化剂的磨损强度的达不到设计要求，难以承受飞灰和较大气流的冲刷，从而直接影响催化剂的整体脱硝效率，也造成催化剂失活后无法进一步再生处理。

催化剂的磨损与多种因素有关，包括烟气中飞灰的浓度、飞灰的粒径、飞灰的入射角、烟气流速、催化剂运行时间以及催化剂本身的硬度等因素。在正常情况下，由于因流通面积的缩小而引起的“入口效应”使得飞灰磨蚀主要是发生在催化剂的迎灰面而不是催化剂的内部面，采用边缘硬化技术能够一定程度上有效地防止飞灰对催化剂的磨蚀。虽然现在也有一些测试催化剂磨损强度装置，如公开日为2013年05月08日，公开号为CN202928908U的中国专利中，公开的一种蜂窝式催化剂磨损强度试验装置，但是该试验装置不适用于检测烟气脱硝催化剂耐磨损能力。目前还没有一种可以测算出催化剂本身耐磨性能的装置及方法，难以有效地控制催化剂的机械强度，难以保证催化剂安装后的机械寿命。

发明内容

本发明的目的是针对现有SCR脱硝催化剂性能检测成本高或无法完整模拟现场实际运行工况的不足，而提供了一种烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置及方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置包括测试样品仓和装置台架，其结构特点在于：还包括石英砂给料机、鼓风风机、风速测量仪、风速调节装置、对比样品仓、给料均匀器、下料管、风管、差压测量装置、布袋除尘器和磨料收集桶，所述石英砂给料机、鼓风风机、风管和布袋除尘器均安装在装置台架上，所述风管的一端与鼓风风机连接，该风管的另一端与磨料收集桶连接，所述布袋除尘器连接在磨料收集桶上，所述风速调节装置、风速测量仪、给料均匀器、测试样品仓和差压测量装置均安装在风管上，所述下料管的上端连接在石英砂给料机上，该下料管的下端连接在风管上，所述风速调节装置、风速测量仪、给料均匀器、下料管的下端和测试样品仓沿风管的一端到风管的另一端的方向依次排列；所述对比样品仓安装在风管上，该对比样品仓位于风速测量仪和给料均匀器之间，使得对比样品仓和测试样品仓串联，或者，所述烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置还包括并联风管，所述并联风管的一端连接在鼓风风机上，该并联风管和风管并联，所述并联风管上安装有风速调节装置、风速测量仪、给料均匀器、对比样品仓和差压测量装置，所述风速调节装置、风速测量仪、给料均匀器和对比样品仓沿并联风管的一端到并联风管的另一端的方向依次排列，使得对比样品仓和测试样品仓并联。

作为优选，本发明所述烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置还包括数据采集-操作系统和打印机，所述数据采集-操作系统和打印机均安装在装置台架上，所述数据采集-操作系统和打印机连接，所述石英砂给料机、鼓风风机、风速测量仪、风速调节装置、给料均匀器、差压测量装置和布袋除尘器均与数据采集-操作系统连接。

作为优选，本发明所述对比样品仓和测试样品仓均通过拆卸式法兰安装在风管上。便于对比样品和测试样品的安装。

作为优选，本发明所述对比样品仓和测试样品仓的内径一致，装填催化剂样品时四周采用岩棉密封，以保证断面的密封。

作为优选，本发明所述差压测量装置位于测试样品仓的前端和后端。

一种采用所述的烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置的方法，其特点在于：所述方法的步骤如下：鼓风风机产生风压，通过风速调节装置调节风量，并控制风量稳定，采用风速测量仪实时监测风速值；石英砂由石英砂给料机按照设定要求通过下料管进入风管，石英砂进入风管的入口在给料均匀器的前段，给料均匀器根据文丘里原理设计，用于增加风压，使下料管投下的石英砂均匀进入风管的后段，为防止测试样品仓中的样品发生堵塞，在测试样品仓的前端和后端安装差压测量装置，实时监控催化剂被石英砂堵塞的情况，分别测定测试样品仓和对比样品仓中样品的磨损情况，对比分析得出测试样品仓中催化剂样品的耐磨损能力。

作为优选，本发明所述对比样品仓未设置石英砂给料系统，所述测试样品仓设置了石英砂给料系统。

作为优选，本发明通过风速调节装置控制鼓风风机的风量，通过风速测量仪测定鼓风风机风量的具体值。

作为优选，本发明通过石英砂给料机实现稳定的石英砂给料，通过下料管将石英砂输送至风管处，后通过给料均匀器保证石英砂在风管内的均匀性。

作为优选，本发明采用文丘里原理实现对石英砂的均匀性调节。

作为优选，本发明保证对比样品仓和测试样品仓的可拆卸性，便于对比样品和测试样品的安装。

作为优选，本发明有效测量测试样品仓催化剂样品的压差，保证测试样品仓内催化剂样品发生堵塞。

作为优选，本发明有效的收集磨损后的石英砂，进而重复利用，同时通过布袋除尘器有效的控制磨料的粉尘污染。

作为优选，本发明通过数据采集-操作系统实现所有操作的集中控制，保证所有操作的集中控制及数据采集和结果输出功能。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1）测试样品和对比样品可并联布置或串联布置，两种布置方式均可以有效的保证测试样品和对比样品入口条件的一致性；2）通过称重式给料机精确供应磨料，通过风速条件和风速仪稳定控制磨损风速，从而保证检测结果的准确性；3）采用文丘里原理的给料均匀器能够有效的保证风管磨料的均匀，进而保证测试样品磨损的均匀性，有效的保证磨损结果的准确性；4）磨料收集和粉尘处理一体化考虑，有效减少粉尘带来的污染。5）该装置结构简单、安装方便，实际操作便捷，布置灵活，易于实现，值得推广。

本发明通过搭建一种烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置可实现脱硝催化剂耐磨能力的科学化检测，通过对测试样品和对比样品差异性分析，从而测算出催化剂本身的耐磨性能，进而有效地控制催化剂的机械强度，保证催化剂安装后的机械寿命。本发明对烟气脱硝催化剂耐磨损能力采用加速试验方法进行检测，通过测试样品和对比样品的差异，有效判定催化剂样品的耐磨能力。本发明通过在同一条件下对测试样品和对比样品进行同时测试，通过精确调整石英沙给料单元和风量供给单元提供测试样品磨损所需的特定条件，进而保证检测结果的有效性和准确性。

附图说明

图1是本发明实施例中串联式烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置的结构示意图。

图2是本发明实施例中并联式烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置的结构示意图。

图3是图2中A-A面剖视结构示意图。

图4对比样品和测试样品装填示意图。

图5是本发明实施例中串联式烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测方法的流程示意图。

图6是本发明实施例中并联式烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测方法的流程示意图。

图中：石英砂给料机1、鼓风风机2、风速测量仪3、风速调节装置4、对比样品仓5、给料均匀器6、下料管7、数据采集-操作系统8、打印机9、拆卸式法兰10、风管11、测试样品仓12、差压测量装置13、布袋除尘器14、磨料收集桶15、装置台架16、并联风管17。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图6，本实施例中的烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置包括石英砂给料机1、鼓风风机2、风速测量仪3、风速调节装置4、对比样品仓5、给料均匀器6、下料管7、数据采集-操作系统8、打印机9、拆卸式法兰10、风管11、测试样品仓12、差压测量装置13、布袋除尘器14、磨料收集桶15和装置台架16。

本实施例中的石英砂给料机1、鼓风风机2、风管11和布袋除尘器14均安装在装置台架16上，风管11的一端与鼓风风机2连接，该风管11的另一端与磨料收集桶15连接，布袋除尘器14连接在磨料收集桶15上，风速调节装置4、风速测量仪3、给料均匀器6、测试样品仓12和差压测量装置13均安装在风管11上，下料管7的上端连接在石英砂给料机1上，该下料管7的下端连接在风管11上，风速调节装置4、风速测量仪3、给料均匀器6、下料管7的下端和测试样品仓12沿风管11的一端到风管11的另一端的方向依次排列。

本实施例中的对比样品仓5安装在风管11上，该对比样品仓5位于风速测量仪3和给料均匀器6之间，使得对比样品仓5和测试样品仓12串联。或者，烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置还包括并联风管17，并联风管17的一端连接在鼓风风机2上，该并联风管17和风管11并联，并联风管17上安装有风速调节装置4、风速测量仪3、给料均匀器6、对比样品仓5和差压测量装置13，风速调节装置4、风速测量仪3、给料均匀器6和对比样品仓5沿并联风管17的一端到并联风管17的另一端的方向依次排列，使得对比样品仓5和测试样品仓12并联。

本实施例中的数据采集-操作系统8和打印机9均安装在装置台架16上，数据采集-操作系统8和打印机9连接，石英砂给料机1、鼓风风机2、风速测量仪3、风速调节装置4、给料均匀器6、差压测量装置13和布袋除尘器14均与数据采集-操作系统8连接。对比样品仓5和测试样品仓12均通过拆卸式法兰10安装在风管11上，便于对比样品和测试样品的安装。

本实施例中的对比样品仓5和测试样品仓12可采用串联布置方式，也可采用并联布置方式；对比样品仓5和测试样品仓12的内径一致，装填催化剂样品时四周采用岩棉密封，以保证断面的密封。差压测量装置13位于测试样品仓12的前端和后端。

本实施例通过石英砂给料机1可以实现稳定的石英砂给料，通过下料管7将石英砂输送至风管11处，后通过给料均匀器6保证石英砂在风管的均匀性。石给料均匀器6采用文丘里原理实现对石英砂的均匀性调节。

本实施例中的烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测方法的步骤如下：鼓风风机2产生风压，通过风速调节装置4调节风量，并控制风量稳定，采用风速测量仪3实时监测风速值；石英砂由石英砂给料机1按照设定要求通过下料管7进入风管11，石英砂进入风管11的入口在给料均匀器6的前段，给料均匀器6根据文丘里原理设计，用于增加风压，使下料管7投下的石英砂均匀进入风管11的后段，为防止测试样品仓12中的样品发生堵塞，在测试样品仓12的前端和后端安装差压测量装置13，实时监控催化剂被石英砂堵塞的情况，分别测定测试样品仓12和对比样品仓5中样品的磨损情况，对比分析得出测试样品仓12中催化剂样品的耐磨损能力。

本实施例中的对比样品仓5未设置石英砂给料系统，测试样品仓12设置了石英砂给料系统。通过风速调节装置4控制鼓风风机2的风量，通过风速测量仪3测定鼓风风机2风量的具体值。

本实施例中的通过石英砂给料机1实现稳定的石英砂给料，通过下料管7将石英砂输送至风管11处，后通过给料均匀器6保证石英砂在风管11内的均匀性；采用文丘里原理实现对石英砂的均匀性调节；保证对比样品仓5和测试样品仓12的可拆卸性，便于对比样品和测试样品的安装。

本实施例中的有效测量测试样品仓12催化剂样品的压差，保证测试样品仓12内催化剂样品发生堵塞；有效的收集磨损后的石英砂，进而重复利用，同时通过布袋除尘器14有效的控制磨料的粉尘污染；通过数据采集-操作系统8实现所有操作的集中控制，保证所有操作的集中控制及数据采集和结果输出功能。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置，包括测试样品仓（12）和装置台架（16），其特征在于：还包括石英砂给料机（1）、鼓风风机（2）、风速测量仪（3）、风速调节装置（4）、对比样品仓（5）、给料均匀器（6）、下料管（7）、风管（11）、差压测量装置（13）、布袋除尘器（14）和磨料收集桶（15），所述石英砂给料机（1）、鼓风风机（2）、风管（11）和布袋除尘器（14）均安装在装置台架（16）上，所述风管（11）的一端与鼓风风机（2）连接，该风管（11）的另一端与磨料收集桶（15）连接，所述布袋除尘器（14）连接在磨料收集桶（15）上，所述风速调节装置（4）、风速测量仪（3）、给料均匀器（6）、测试样品仓（12）和差压测量装置（13）均安装在风管（11）上，所述下料管（7）的上端连接在石英砂给料机（1）上，该下料管（7）的下端连接在风管（11）上，所述风速调节装置（4）、风速测量仪（3）、给料均匀器（6）、下料管（7）的下端和测试样品仓（12）沿风管（11）的一端到风管（11）的另一端的方向依次排列；所述对比样品仓（5）安装在风管（11）上，该对比样品仓（5）位于风速测量仪（3）和给料均匀器（6）之间，使得对比样品仓（5）和测试样品仓（12）串联，或者，所述烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置还包括并联风管（17），所述并联风管（17）的一端连接在鼓风风机（2）上，该并联风管（17）和风管（11）并联，所述并联风管（17）上安装有风速调节装置（4）、风速测量仪（3）、给料均匀器（6）、对比样品仓（5）和差压测量装置（13），所述风速调节装置（4）、风速测量仪（3）、给料均匀器（6）和对比样品仓（5）沿并联风管（17）的一端到并联风管（17）的另一端的方向依次排列，使得对比样品仓（5）和测试样品仓（12）并联。

2.根据权利要求1所述的烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置，其特征在于：所述烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置还包括数据采集-操作系统（8）和打印机（9），所述数据采集-操作系统（8）和打印机（9）均安装在装置台架（16）上，所述数据采集-操作系统（8）和打印机（9）连接，所述石英砂给料机（1）、鼓风风机（2）、风速测量仪（3）、风速调节装置（4）、给料均匀器（6）、差压测量装置（13）和布袋除尘器（14）均与数据采集-操作系统（8）连接。

3.根据权利要求1所述的烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置，其特征在于：所述对比样品仓（5）和测试样品仓（12）均通过拆卸式法兰（10）安装在风管（11）上。

4.根据权利要求1所述的烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置，其特征在于：所述对比样品仓（5）和测试样品仓（12）的内径一致，装填催化剂样品时四周采用岩棉密封，以保证断面的密封。

5.根据权利要求1所述的烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置，其特征在于：所述差压测量装置（13）位于测试样品仓（12）的前端和后端。

6.一种采用如权利要求1～5任一权利要求所述的烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测装置的方法，其特征在于：所述方法的步骤如下：鼓风风机（2）产生风压，通过风速调节装置（4）调节风量，并控制风量稳定，采用风速测量仪（3）实时监测风速值；石英砂由石英砂给料机（1）按照设定要求通过下料管（7）进入风管（11），石英砂进入风管（11）的入口在给料均匀器（6）的前段，给料均匀器（6）根据文丘里原理设计，用于增加风压，使下料管（7）投下的石英砂均匀进入风管（11）的后段，为防止测试样品仓（12）中的样品发生堵塞，在测试样品仓（12）的前端和后端安装差压测量装置（13），实时监控催化剂被石英砂堵塞的情况，分别测定测试样品仓（12）和对比样品仓（5）中样品的磨损情况，对比分析得出测试样品仓（12）中催化剂样品的耐磨损能力。

7.根据权利要求6所述的烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测方法，其特征在于：所述对比样品仓（5）未设置石英砂给料系统，所述测试样品仓（12）设置了石英砂给料系统。

8.根据权利要求6所述的烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测方法，其特征在于：通过风速调节装置（4）控制鼓风风机（2）的风量，通过风速测量仪（3）测定鼓风风机（2）风量的具体值。

9.根据权利要求6所述的烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测方法，其特征在于：通过石英砂给料机（1）实现稳定的石英砂给料，通过下料管（7）将石英砂输送至风管（11）处，后通过给料均匀器（6）保证石英砂在风管（11）内的均匀性；采用文丘里原理实现对石英砂的均匀性调节；保证对比样品仓（5）和测试样品仓（12）的可拆卸性，便于对比样品和测试样品的安装。

10.根据权利要求6所述的烟气脱硝催化剂耐磨损能力检测方法，其特征在于：有效测量测试样品仓（12）催化剂样品的压差，保证测试样品仓（12）内催化剂样品发生堵塞；有效的收集磨损后的石英砂，进而重复利用，同时通过布袋除尘器（14）有效的控制磨料的粉尘污染；通过数据采集-操作系统（8）实现所有操作的集中控制，保证所有操作的集中控制及数据采集和结果输出功能。