CN108414516A - 一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的装置，包括：气体发生装置，其包括多个高压瓶以及气体混合器，气体混合器输入端与多个高压瓶输出端连；反应装置，其包括反应器以及在反应器外的电阻炉，反应器顶端与气体混合器输出端连；SO3收集装置，其包括恒温水浴装置以及在恒温水浴装置内的冷凝管，冷凝管输入端与反应器底端连；SO2收集装置，其包括两个冲击式气体收集器，一冲击式气体收集器输入端与冷凝管输出端连；滴定装置，其为分别装有异丙醇溶液、钍试剂及高氯酸钡溶液的容器。本发明还公开了一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的方法。本发明的有益效果：能同时收集SO3和SO2，并测定催化剂对SO2的氧化率。
Description
技术领域
本发明涉及脱硫技术领域，具体而言，涉及一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的装置及方法。
背景技术
目前，我国电源结构仍以火力发电为主，煤炭等化石燃料在燃烧的过程中会产生氮氧化物、硫氧化物等污染物。对于污染物的控制，主流的工艺技术路线为通过SCR(选择性催化还原)装置去除NOx，并通过湿法脱硫技术去除SO2。但SCR催化剂同时会对SO2具有显著的催化氧化作用，而生成的SO3在下游的湿法脱硫装置却无法得到有效去除。SO3在低温环境下和水结合，并凝结为液态硫酸，腐蚀烟道及环保设备或者造成堵塞，威胁运行安全。
SO3在电站煤粉炉的炉膛、烟道等不同位置都会产生。其中在SCR中，脱硝催化剂对SO2的氧化作用十分明显，转化率较高，约有1％左右的SO2在SCR中生成危害更大的SO3，是电厂SO3产生的重要来源。具体转化率的大小首先受催化剂化学成分的影响，脱硝催化剂中的活性组分V2O5和SO2会发生以下反应：
V2O5+SO2→V2O4+SO3
2SO2+O2+V2O4→2VOSO4
2VOSO4→V2O5+SO2+SO3
SO2吸附在V2O5团簇表面，与催化剂表面的V-O-M(M为载体氧化物金属原子)中的O原子发生反应生成SO3。
其次氧化率也取决于SO2浓度、空速、烟气温度等因素。总的来讲，催化剂中V的负载量越大、烟气温度越高、空速越低，SO3的转化效率也越高。
目前，对SO2的测量主要是通过电化学方法使用烟气分析仪进行测试，但由于SO2易溶于水，低浓度(＜2000ppm)时精度为±5％测量值，而当浓度较高时(2000-5000ppm)，精度仅能保证±10％测量值，同时测量结果容易受到CO等其他气体组分影响，测量精度较低。
SO3由于性质更加活泼、易对设备造成腐蚀等特点，测量更为复杂，一般采用以下三种检测方法：
1、重量法
参照《燃煤烟气脱硫设备性能测试方法》(GB/T21508)烟气中SO3浓度的测定方法。要求对专用的气体采样设备对烟道气体进行等速采样，之后采用强制循环的蛇形冷凝管对SO3进行水浴控制冷凝，对收集到的含有硫酸根的液体加入氯化钡溶液，对产生的沉淀进行干燥至恒量，通过硫酸钡的重量计算收集到的SO3的量。这种重量法操作较为繁琐，时间较长。
2、电位滴定法
收集方法同上，对收集到的SO3溶液进行定容，之后以铅电极作为指示电极，在pH＝4的条件下，以高氯酸铅滴定75％乙醇环境下的含有硫酸根离子的溶液。过量的铅离子使电位产生突跃，即可认为达到滴定重点，通过消耗的高氯酸铅标准溶液的量计算SO3的含量。这种电位滴定法用到的仪器较多，同样操作复杂。
3、离子色谱法
参照《工业循环冷却水及锅炉水中氟、氯、磷酸根、亚硝酸根、硝酸根和硫酸根的测定离子色谱法》(GB/T14642)，将含有硫酸根离子的溶液注入样品定量杯，淋洗液将样品溶液带入分析柱，硫酸根等阴离子根据其在分析柱上的保留特性不同实现分离，并转化为相应的酸，导致电导率升高。由电导检测器检测响应信号，以保留时间对硫酸根离子定性，以峰高或者峰面积定量，从而计算出SO3的含量。这种离子色谱法虽然测定准确率高，但设备昂贵，只能依赖专有机构进行测试，不适用于高校及生产单位对催化剂性能的快速检测。
综上来看，对催化剂SO2或SO3的性能分析需要参照其他测试标准分别测量SO2及SO3，均为单独测量上述两种气体，测量方法及标准不统一，也不能实现SO2和SO3同时测量。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的装置及方法，基于控制冷凝法和氧化吸收法分别对通过催化剂的SO3和SO2进行收集，同时通过化学滴定的方法定量分析，测定催化剂对SO2的氧化率。
本发明提供了一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的装置，包括：
气体发生装置，其包括分别装有CO2、N2、O2和SO2的多个高压瓶以及气体混合器，所述气体混合器的多个输入端分别与多个高压瓶输出端相连，其中，多个高压瓶上均设置有气体流量计；
反应装置，其包括石英管体的反应器以及设置在所述反应器外部的电阻炉，所述反应器顶端与所述气体混合器输出端相连，其中，所述反应器中部固定催化剂，所述电阻炉上连接有温控系统；
SO3收集装置，其包括恒温水浴装置以及位于所述恒温水浴装置内的冷凝管，所述冷凝管输入端与所述反应器底端相连；
SO2收集装置，其包括两个含有3％H2O2溶液且首尾相连的冲击式气体收集器，一个冲击式气体收集器输入端与所述冷凝管输出端相连；
滴定装置，其为分别装有异丙醇溶液、钍试剂以及高氯酸钡溶液的容器。
作为本发明进一步的改进，还包括与另一个冲击式气体收集器输出端相连的NaOH洗气装置。
作为本发明进一步的改进，所述冷凝管为蛇形冷凝管。
作为本发明进一步的改进，所述反应器输出端与所述冷凝管输入端之间的管线上设置有伴热。
作为本发明进一步的改进，所述冲击式气体收集器底部放置冰水。
作为本发明进一步的改进，所述温控系统包括热电偶及温度控制仪。
作为本发明进一步的改进，所述气体混合器输出端与所述反应器顶端之间的管线上设有与尾气处理装置相连的阀门。
本发明还提供了一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的方法，包括以下步骤：
步骤1，连接测定所需要的各个装置，并通入氮气去除各个装置中残留气体并检查各个装置的气密性；
步骤2，根据反应器中部固定的催化剂空速条件，确定气体总流量，使用分别装有CO2、N2、O2和SO2的各个高压瓶输出混合气体模拟电厂烟气，并根据实际烟气成分分别调节各个高压瓶上设置的气体流量计，调节CO2、N2、O2和SO2的气体组分；
步骤3，混合气体通过气体混合器进入所述反应器中，将电阻炉升温，并通过温控系统调节温度范围；
步骤4，使恒温水浴装置温度保持在80℃，该温度下SO3发生冷凝，并在蛇形冷凝管中受离心力作用附着在管壁上，其他气体组分则直接通过所述冷凝管，实现SO3的分离；
步骤5，混合气体经过所述冷凝管后进入两个含有3％H2O2溶液的冲击式气体收集器中，SO2被吸收并氧化成硫酸根收集在所述冲击式气体收集器的H2O2溶液中；
步骤6，到达预订反应时间后关闭N2以外的其他气体，并保持1min，使反应器中的混合气体完全通过所述冷凝管，之后移除所述反应器与所述冷凝管的连接；
步骤7，使用去离子水多次冲洗所述冷凝管，收集冷凝在所述冷凝管内的硫酸并定容，同样收集所述冲击式气体收集器中吸收了SO2气体的H2O2溶液并定容；
步骤8，在收集到的两部分含有硫酸根离子的溶液加入异丙醇使之成为80％的异丙醇溶液，加入2-4滴钍试剂作为指示剂，用标定的高氯酸钡溶液进行滴定，过量的钡离子与钍试剂形成络合物，溶液会由明黄色变为粉红色，表明硫酸根离子滴定完全，即达滴定终点，从而计算出烟气中SO2及SO3的含量，进而计算SO2的转化率。
作为本发明进一步的改进，还包括：步骤9，使用装有NaOH溶液的NaOH洗气装置对未收集的酸性气体进行收集。
作为本发明进一步的改进，所述温控系统调节温度的范围为200-400℃。
本发明的有益效果为：
可单独收集并测定模拟烟气经过脱硝催化剂后的未反应的SO2及新生成的SO3，解决SO3性质活泼、难以收集测量的问题，实现SO2和SO3在同一系统中进行测量，测量装置简单，快速、简便、精准测量催化剂SO2/SO3转化率，为催化剂性能提供初步分析方法，降低时间成本和经济成本。
可快速测定量化不同种类脱硝催化剂对SO2的氧化作用，不需要复杂测量分析设备，测量速度快，操作便捷，为燃煤电厂选择SCR催化剂提供指导，并为脱硝催化剂SO2氧化性能测试提供技术手段。
试验条件可变，方便测量不同工况下催化剂对SO2的氧化能力。
附图说明
图1为本发明实施例所述的一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的装置的示意图；
图2为冷凝管的示意图。
图中，
1、气体流量计；2、气体混合器；3、反应器；4、电阻炉；5、催化剂；6、温控系统；7、恒温水浴装置；8、冷凝管；9、冲击式气体收集器；10、NaOH洗气装置；11、阀门；12、尾气处理装置。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1，如图1所示，本发明实施例的一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的装置，包括：气体发生装置、反应装置、SO3收集装置、SO2收集装置和滴定装置。该装置针对脱硝催化剂对SO2的氧化作用开发，可在本装置内同时测定脱硝催化剂产生的SO3和未反应的SO2，测量装置简单、操作便捷、测量时间短，不使用复杂测量设备，精准测量催化剂SO2/SO3转化率，对催化剂SO2氧化性能进行快速便捷分析。各个装置具体连接方式如下：
气体发生装置包括分别装有CO2、N2、O2和SO2的四个高压瓶以及气体混合器2，气体混合器2的四个输入端分别与四个高压瓶输出端相连，其中，四个高压瓶上均设置有气体流量计1。通过高压瓶装气模拟烟气成分，主要气体组分为CO2、N2、O2、SO2。使用气体流量计1调节各路气体组分，达到预定气体组分后将气体混合器2连接至反应器3一侧。
反应装置包括石英管体的反应器3以及设置在反应器3外部的电阻炉4，反应器3顶端与气体混合器2输出端相连，其中，反应器3中部放置有催化剂5，，并通过石英棉固定，电阻炉4上连接有温控系统6。使用电阻炉4加热石英反应器3，热电偶及温度控制仪组成的温控系统6可以调节反应温度，范围为200-400℃。
SO3收集装置包括恒温水浴装置7以及位于恒温水浴装置7内的冷凝管8，冷凝管8输入端与反应器3底端相连，如图2所示，冷凝管8采用蛇形冷凝管。反应器3出口(即输出端)连接放置在水浴加热器中的蛇形冷凝管，在反应器中生成的SO3在预定温度下冷凝并在离心力作用下凝结在冷凝管管壁上。进一步的，从反应器3出口至冷凝管8入口(即输入端)之间的管线设置伴热，防止SO3提前凝结。
SO2收集装置包括两个含有3％H2O2溶液且首尾相连的冲击式气体收集器9，一个冲击式气体收集器9输入端与冷凝管8输出端相连，气体通过两个冲击式气体收集器9收集。冲击式气体收集器9底部放置冰水，用于冷却。如有剩余尾气通过时，还包括与另一个冲击式气体收集器9输出端相连的NaOH洗气装置10，对未收集的酸性气体进行收集，防止排放气体污染环境。
滴定装置为分别装有异丙醇溶液、钍试剂以及高氯酸钡溶液的容器。使用锥形瓶等滴定装置，将收集到的两部分待测溶液定容后，加入异丙醇使之成为80％的异丙醇溶液，使用钍试剂作为指示剂，在滴定台上使用高氯酸钡溶液进行滴定。
进一步的，气体混合器2输出端与反应器3顶端之间的管线上设有与尾气处理装置12相连的阀门11，当不需要测量时，关闭所有装置，此时通过阀门11，将装置内的尾气引入尾气处理装置12处理。
实施例2，本发明实施例所述的一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的方法，将石英管作为反应器，催化剂被固定在反应器中部，使用管式炉对反应器进行加热。通入模拟烟气至反应器中进行氧化反应，并可调节气体流速、反应温度等改变试验条件。生成的气体先通过经过水浴加热的螺旋式(蛇形)冷凝管分离并收集SO3，其他气体通过含有H2O2的冲击式气体收集器，未反应的SO2在冲击式气体收集器中被收集。之后分别进行定容滴定，即可计算该种脱硝催化剂SO2氧化率。具体包括以下步骤：
步骤1，连接测定所需要的各个装置，各个装置的连接如实施例1所示，并通入氮气去除各个装置中残留气体并检查各个装置的气密性。
步骤2，根据反应器3中部固定的催化剂5空速条件，确定气体总流量，使用分别装有CO2、N2、O2和SO2的各个高压瓶输出混合气体模拟电厂烟气，并根据实际烟气成分分别调节各个高压瓶上设置的气体流量计1，调节CO2、N2、O2和SO2的气体组分。
步骤3，混合气体通过气体混合器2进入反应器3中，将电阻炉4升温，并通过温控系统6调节温度范围。
其中，温度范围可选择200-400℃以测试不同温度条件下催化剂对SO2的氧化性能，重点对脱硝催化剂实际工作温度条件下进行测试。
步骤4，使恒温水浴装置7温度保持在80℃，该温度下SO3发生冷凝，并在蛇形冷凝管8中受离心力作用附着在管壁上，其他气体组分则直接通过冷凝管8，实现SO3的分离。
步骤5，混合气体经过冷凝管8后进入两个含有3％H2O2溶液的冲击式气体收集器9中，SO2被吸收并氧化成硫酸根收集在冲击式气体收集器9的H2O2溶液中。
步骤6，到达预订反应时间后关闭N2以外的其他气体，并保持1min，使反应器3中的混合气体完全通过冷凝管8，之后移除反应器3与冷凝管8的连接。
步骤7，使用去离子水多次冲洗冷凝管8，收集冷凝在冷凝管8内的硫酸并定容，同样收集冲击式气体收集器9中吸收了SO2气体的H2O2溶液并定容。
步骤8，在收集到的两部分含有硫酸根离子的溶液加入异丙醇使之成为80％的异丙醇溶液，异丙醇环境可以防治SO2被氧化成SO3，降低可能微量存在的SO2对实验结果的干扰作用，再加入2-4滴钍试剂作为指示剂，用标定的高氯酸钡溶液进行滴定，过量的钡离子与钍试剂形成络合物，溶液会由明黄色变为粉红色，表明硫酸根离子滴定完全，即达滴定终点，从而计算出烟气中SO2及SO3的含量，进而计算SO2的转化率；
步骤9，使用装有NaOH溶液的NaOH洗气装置10对未收集的酸性气体进行收集，防止排放气体污染环境。
本发明可单独收集并测定模拟烟气经过脱硝催化剂后的未反应的SO2及新生成的SO3，解决SO3性质活泼、难以收集测量的问题，实现SO2和SO3在同一系统中进行测量，测量装置简单，快速、简便、精准测量催化剂SO2/SO3转化率，为催化剂性能提供初步分析方法，降低时间成本和经济成本。可快速测定量化不同种类脱硝催化剂对SO2的氧化作用，不需要复杂测量分析设备，测量速度快，操作便捷，为燃煤电厂选择SCR催化剂提供指导，并为脱硝催化剂SO2氧化性能测试提供技术手段。试验条件可变，方便测量不同工况下催化剂对SO2的氧化能力。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的装置，其特征在于，包括：
气体发生装置，其包括分别装有CO2、N2、O2和SO2的多个高压瓶以及气体混合器(2)，所述气体混合器(2)的多个输入端分别与多个高压瓶输出端相连，其中，多个高压瓶上均设置有气体流量计(1)；
反应装置，其包括石英管体的反应器(3)以及设置在所述反应器(3)外部的电阻炉(4)，所述反应器(3)顶端与所述气体混合器(2)输出端相连，其中，所述反应器(3)中部固定催化剂(5)，所述电阻炉(4)上连接有温控系统(6)；
SO3收集装置，其包括恒温水浴装置(7)以及位于所述恒温水浴装置(7)内的冷凝管(8)，所述冷凝管(8)输入端与所述反应器(3)底端相连；
SO2收集装置，其包括两个含有3％H2O2溶液且首尾相连的冲击式气体收集器(9)，一个冲击式气体收集器(9)输入端与所述冷凝管(8)输出端相连；
滴定装置，其为分别装有异丙醇溶液、钍试剂以及高氯酸钡溶液的容器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与另一个冲击式气体收集器(9)输出端相连的NaOH洗气装置(10)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷凝管(8)为蛇形冷凝管。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应器(3)输出端与所述冷凝管(8)输入端之间的管线上设置有伴热。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冲击式气体收集器(9)底部放置冰水。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温控系统(6)包括热电偶及温度控制仪。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体混合器(2)输出端与所述反应器(3)顶端之间的管线上设有与尾气处理装置(12)相连的阀门(11)。
8.一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，连接测定所需要的各个装置，并通入氮气去除各个装置中残留气体并检查各个装置的气密性；
步骤2，根据反应器(3)中部固定的催化剂(5)空速条件，确定气体总流量，使用分别装有CO2、N2、O2和SO2的各个高压瓶输出混合气体模拟电厂烟气，并根据实际烟气成分分别调节各个高压瓶上设置的气体流量计(1)，调节CO2、N2、O2和SO2的气体组分；
步骤3，混合气体通过气体混合器(2)进入所述反应器(3)中，将电阻炉(4)升温，并通过温控系统(6)调节温度范围；
步骤4，使恒温水浴装置(7)温度保持在80℃，该温度下SO3发生冷凝，并在蛇形冷凝管(8)中受离心力作用附着在管壁上，其他气体组分则直接通过所述冷凝管(8)，实现SO3的分离；
步骤5，混合气体经过所述冷凝管(8)后进入两个含有3％H2O2溶液的冲击式气体收集器(9)中，SO2被吸收并氧化成硫酸根收集在所述冲击式气体收集器(9)的H2O2溶液中；
步骤6，到达预订反应时间后关闭N2以外的其他气体，并保持1min，使反应器(3)中的混合气体完全通过所述冷凝管(8)，之后移除所述反应器(3)与所述冷凝管(8)的连接；
步骤7，使用去离子水多次冲洗所述冷凝管(8)，收集冷凝在所述冷凝管(8)内的硫酸并定容，同样收集所述冲击式气体收集器(9)中吸收了SO2气体的H2O2溶液并定容；
步骤8，在收集到的两部分含有硫酸根离子的溶液加入异丙醇使之成为80％的异丙醇溶液，加入2-4滴钍试剂作为指示剂，用标定的高氯酸钡溶液进行滴定，过量的钡离子与钍试剂形成络合物，溶液会由明黄色变为粉红色，表明硫酸根离子滴定完全，即达滴定终点，从而计算出烟气中SO2及SO3的含量，进而计算SO2的转化率。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：步骤9，使用装有NaOH溶液的NaOH洗气装置(10)对未收集的酸性气体进行收集。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述温控系统(6)调节温度的范围为200-400℃。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110064302A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-30 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院 | 一种蜂窝式脱硝催化剂so2氧化率实时在线检测方法和装置 |
| CN111272956A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-06-12 | 深圳睿境环保科技有限公司 | 一种so3标准物质发生及在线分析仪的标定系统 |
| CN111639782A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-09-08 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种燃煤电厂scr脱硝装置so2/so3转化率预测方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102359959A (zh) * | 2011-06-24 | 2012-02-22 | 江苏龙源催化剂有限公司 | 测定选择性催化还原脱硝催化剂二氧化硫氧化率的方法 |
| CN102778518A (zh) * | 2012-07-17 | 2012-11-14 | 东南大学 | 一种燃煤烟气中SOx测试方法和装置 |
| CN206020115U (zh) * | 2016-08-02 | 2017-03-15 | 华电电力科学研究院 | 一种基于控制冷凝法的便携式三氧化硫采样装置 |
| CN107621393A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-01-23 | 国网河北能源技术服务有限公司 | 一种烟气中三氧化硫采样装置及其测试方法 |
| CN207231867U (zh) * | 2017-08-31 | 2018-04-13 | 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院 | 火力发电厂烟气中三氧化硫采样装置 |
| CN208206808U (zh) * | 2018-06-12 | 2018-12-07 | 大唐环境产业集团股份有限公司 | 一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的装置 |
-
2018
- 2018-06-12 CN CN201810599181.2A patent/CN108414516A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102359959A (zh) * | 2011-06-24 | 2012-02-22 | 江苏龙源催化剂有限公司 | 测定选择性催化还原脱硝催化剂二氧化硫氧化率的方法 |
| CN102778518A (zh) * | 2012-07-17 | 2012-11-14 | 东南大学 | 一种燃煤烟气中SOx测试方法和装置 |
| CN206020115U (zh) * | 2016-08-02 | 2017-03-15 | 华电电力科学研究院 | 一种基于控制冷凝法的便携式三氧化硫采样装置 |
| CN207231867U (zh) * | 2017-08-31 | 2018-04-13 | 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院 | 火力发电厂烟气中三氧化硫采样装置 |
| CN107621393A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-01-23 | 国网河北能源技术服务有限公司 | 一种烟气中三氧化硫采样装置及其测试方法 |
| CN208206808U (zh) * | 2018-06-12 | 2018-12-07 | 大唐环境产业集团股份有限公司 | 一种测定电厂脱硝催化剂对二氧化硫氧化率的装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 屈江江: "燃煤电厂烟气经SCR催化剂后SO3检测方法的建立与应用", 中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑, pages 11 - 16 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110064302A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-30 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院 | 一种蜂窝式脱硝催化剂so2氧化率实时在线检测方法和装置 |
| CN110064302B (zh) * | 2019-04-30 | 2024-03-26 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院 | 一种蜂窝式脱硝催化剂so2氧化率实时在线检测方法和装置 |
| CN111272956A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-06-12 | 深圳睿境环保科技有限公司 | 一种so3标准物质发生及在线分析仪的标定系统 |
| CN111639782A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-09-08 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种燃煤电厂scr脱硝装置so2/so3转化率预测方法 |
| CN111639782B (zh) * | 2020-04-15 | 2022-06-07 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种燃煤电厂scr脱硝装置so2/so3转化率预测方法 |
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