CN109187191A - 一种蜂窝式scr催化剂抗压测试方法 - Google Patents

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姚杰
庄柯
金定强
沈磊
肖正雨
白艳
周爱奕
沙柯燃
林正根
赵子诚
侯深
尤晓晨
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Abstract

本发明涉及一种蜂窝式SCR催化剂抗压测试方法，该方法使用压力试验机匀速挤压催化剂试块，压力试验机上的压力传感器测量催化剂试块受到的压力值，并以时间为横坐标，压力值为纵坐标绘制压力曲线，所述曲线由连续的弹性形变曲线S1和脆性形变曲线S2­组成，压力曲线在脆性形变曲线S2­­­上出现峰值后停止施压；然后绘制曲线S1和S2的切线L1与切线L2，且L1与L2相交，则交点为催化剂试块阈值点，并以该催化剂试块阈值点来定义为催化剂的抗压强度值。

Description

一种蜂窝式SCR催化剂抗压测试方法
技术领域
本发明涉及一种蜂窝式SCR烟气脱硝催化剂抗压测试方法，属于SCR烟气脱硝催化剂机械性能检测领域。
背景技术
催化剂是SCR烟气脱硝技术的核心，蜂窝式催化剂是目前被普遍采用的一类商用SCR烟气脱硝催化剂。催化剂机械性能的优劣直接关系到SCR烟气脱硝系统的安全性与可靠性，其中抗压强度是评判蜂窝式催化剂机械性能的一项关键指标。在蜂窝式催化剂生产和质量检验过程中，需要催化剂成品进行抗压强度的抽样检测，从而确保蜂窝式催化剂产品的机械性能满足实际使用需求。
目前，国内对于蜂窝式催化剂的抗压强度检测主要参考GB/T 31587及DL/T 1286中的相关方法，该方法主要通过压力试验机使蜂窝式催化剂在轴向或径向方向上受压，通过测定其不同方向上所承受的极限承压值来定义蜂窝式催化剂的抗压强度。在催化剂成品的抗压检测过程中，普遍使用的检测装置主要是建筑/水泥行业的抗压检测装置，现行方法在实际使用过程中存在以下问题：1)测定模式是以1125N/s的恒定升压速率来挤压试样，直至试样破碎。由于在快速受压过程中，催化剂结构存在不稳定性，易导致测定结果误差较大，离散程度高，重现性差，无法准确判定蜂窝式SCR烟气脱硝催化剂真实的机械性能。2)该检测过程导致催化剂试样最终发生破碎，为破坏性的检测方法，不利于试样的回收与处置，此外，该装置检测试块为坚硬试块，而催化剂属于易碎成品，进行检测时要保证试块完整，不利于催化剂试块的放置和操作。因此，现有的检测方法和装置很难或不能满足燃煤电厂蜂窝式SCR催化剂抗压强度的检测要求，亟需研发新型的测试方法和装置，有效解决现有装置的缺陷和不足。。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种蜂窝式SCR催化剂抗压测试方法，使用压力试验机挤压催化剂试块，压力试验机上的压力传感器测量催化剂试块受到的压力值，
该方法使用压力试验机匀速挤压催化剂试块，并以时间为横坐标，压力值为纵坐标绘制压力曲线，所述曲线包括连续的弹性形变曲线S1和脆性形变曲线S2，压力曲线在脆性形变曲线S2后出现峰值；
绘制曲线S1和S2的切线L1与切线L2，且L1与L2相交，则交点为催化剂试块阈值点。
对上述技术方案的进一步设计为：所述绘制曲线S1的切线L1方法为，
取曲线S1上若干点，计算若干点的标准偏差SD1和相对标准偏差RSD1，找出RSD1≥98.5％且SD1≤2.5％的点，则该点切线为L1。
所述绘制曲线S2的切线L2方法为，
取曲线S2上若干点，计算若干点的标准偏差SD2和相对标准偏差RSD2，找出RSD2≥99.0％且SD2≤3.0％的点，则该点切线为L2。
设压力曲线上对应点为(T1,N1),(T2,N2)……(Tm,Nm)，所述弹性形变曲线S1和脆性形变曲线S2的分界点为(Tp，Np)，当
时，该点为弹性形变转为脆性形变的抗压阈值点，即：试块的受压过程划分为曲线S1和S2两种形变过程。
当曲线S2上连续相邻两点出现的次数不少于20次时，即当压力曲线出现峰值后，压力试验机停止挤压催化剂试块，其中，p＜n＜m。
本发明的有益效果为：
本发明的技术方案测试催化剂试块由弹性形变转变为塑性形变的受力阈值，并以此催化剂试块阈值点定义为试块的抗压强度。
与现有技术中将试块破碎的峰值作为试块的抗压强度相比，将催化剂试块阈值点作为试块的抗压强度值，一方面凸显试块的弹性和脆性两种受力过程；另一方面有效评价了SCR催化剂在运行过程中坍塌的风险程度，能体现催化剂试块真实的机械性能。
以催化剂试块阈值点作为试块的抗压强度值，测量时试验结果的离散程度小、重现性好，试验结果更科学。
本发明将催化剂试块阈值点定义为试块的抗压强度，测试出催化剂试块阈值后，催化剂试块尚未破碎，可保持催化剂试块的完整性，避免了现有技术中催化剂试块破碎，试验结果不稳定的情况，同时，节省了大量放样时间。
附图说明
图1为发明实施例实用的压力试验机结构示意图。
图2为压力曲线图。
图中：1：压力曲线，2：上、下压板信息栏，3：催化剂试块信息栏，4：丝杆，5：悬挂杆，6：压力传感器，7：上压板，8：催化剂试块，9：定位框，10：下压板，11：导向柱，12：废料处置桶，13：工控机，14：机台，15：电机。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
本实施例的一种蜂窝式SCR催化剂抗压测试方法使用的压力试验机结构如图1所示，包括工控机13、机台14、电机15、丝杆4、悬挂杆5、压力传感器6、上压板7、下压板10和导向柱11。
本实施例中电机15设置于机台14内，电机15输出端与丝杆4连接，悬挂杆5一端设有与丝杆4配合的螺纹孔，悬挂杆5通过螺纹孔与丝杆4旋转连接，悬挂杆5另一端设有与导向柱11配合的通孔，悬挂杆5通过通孔与导向柱11滑动连接，所述导向柱11一端固定在机台14上，丝杆4与导向柱11均竖直设置，使得悬挂杆5水平设置，悬挂杆5底部的中部设有压力传感器6，压力传感器6底部固定有上压板10；导向柱11靠近底部处设有一通孔，通孔内设有一滑动杆17，滑动杆17一端贯穿通孔并与该通孔滑动连接，另一端固定有下压板10，导向柱11在通孔下方固定设有两支撑杆16，两支撑杆16平行设置，两支撑杆远离导向柱11一端位于下压板底部，并将下压板10支撑住，下压板与两支撑杆16滑动连接。导向柱11在通孔上方固定有一连接杆，连接杆远离导向柱11一端固定有定位框9，定位框9位于下压板10正上方，下压板10位于上压板7正下方，定位框9位于上、下压板之前，且靠近下压板10。下压板10正下方还设有废料处置桶12，废料处置桶12位于机台内，废料处置桶12上部设有开口，开口紧抵在下压板10底部。
本实施例中工控机13分别与电机15和压力传感器6电连接，工控机13并可控制电机15启闭和转速，所述压力传感器6可将压力信息传递给工控机13。
本实施例的抗压测试装置使用时催化剂试块8置于下压板10上，定位框9包围在催化剂试块8周围，通过工控机13控制电机15转动，电机15带动丝杆4转动，丝杆4带动悬挂杆5匀速下降，通过上、下压板不断挤压催化剂试块8，压力传感器6获取催化剂试块8受到的压力值，并将压力值传输给工控机13；实验结束后，控制电机15反转，上压板7上升，然后拉动滑动杆17，下压板10向导向柱方向移动，催化剂试块8在定位框9作用下位置不变，进而下落到废料处置桶12进行回收，提高了便捷性，本实施例的抗压测试方法可避免扬尘问题。
本发明的蜂窝式SCR催化剂抗压测试方法实施的具体操作如下：
步骤一：将一根1000mm×150mm×150mmSCR催化剂制作成150mm×150mm×150mm试块待用。
步骤二：将悬挂杆5调整至不挡操作人员视线的位置，将待用的催化剂试块8放置于下压板10上，将悬挂杆5调整至初始位置，确保上压板7在方形定位框9的正上方。
步骤三：打开工控机13，通过电机15控制上压板7以0.2mm/min的速率匀速下降。
步骤四：当压力传感器6与催化剂试块8上表面刚接触时，即悬挂杆5下移时间为T≥T1时，压力曲线1将出现以时间(T)为横坐标，以压力(kN)为纵坐标的一条缓慢上升的弹性形变曲线，编号为S1，沿横坐标均匀间隔的对应点为(T1,N1),(T2,N2)……(Tp-1,Np-1)。随着悬挂杆5下移时间为T≥Tp时，弹性形变过程将缓慢转化为脆性形变过程，出现一条快速上升的脆性形变曲线，编号为S2，沿横坐标均匀间隔的对应点为(Tp,Np)，(Tp+1,Np+1)……(Tm,Nm)，弹性形变曲线S1和脆性形变曲线S2的分界点为(Tp，Np)，且
其中m为正整数，2＜p＜m。通过运用数理统计分析及线性回归拟合原理在曲线S1和S2上分别取若干点，计算若干点的标准偏差SD1和相对标准偏差RSD1，找出RSD1≥98.5％且SD1≤2.5％的点，在该点绘制S1的切线L1；同理绘制S2的切线L2，切线L2的切点满足RSD2≥99.0％、SD2≤3.0％，L1与L2相交，交点定义为试块阈值点，压力曲线如图2所示。当曲线S2上连续相邻两点出现的次数不少于20次时，关闭电机15，悬挂杆5停止下移，停止挤压催化剂试块。
步骤五：控制悬挂杆5上升，将悬挂杆5升至不挡操作人员视线的位置，拉动下压板10，破碎试块在方形定位框9作用下直接掉入废料处置桶12中，再恢复悬挂杆5和下压板10位置，则该组实验完成，下一组实验重复上述步骤即可。
本发明的技术方案不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本发明要求保护的范围内。

Claims (5)

1.一种蜂窝式SCR催化剂抗压测试方法，使用压力试验机挤压催化剂试块，压力试验机上的压力传感器测量催化剂试块受到的压力值，其特征在于：
使用压力试验机匀速挤压催化剂试块，并以时间为横坐标，压力值为纵坐标绘制压力曲线，所述曲线由连续的弹性形变曲线S1和塑性形变曲线S2组成，压力曲线在塑性形变曲线S2上出现峰值；
绘制曲线S1和S2的切线L1与切线L2，且L1与L2相交，则交点为催化剂试块阈值点。
2.根据权利要求1所述蜂窝式SCR催化剂抗压测试方法，其特征在于：所述绘制曲线S1的切线L1方法为，
取曲线S1上若干点，计算若干点的标准偏差SD1和相对标准偏差RSD1，找出RSD1≥98.5％且SD1≤2.5％的点，则该点切线为L1。
3.根据权利要求2所述蜂窝式SCR催化剂抗压测试方法，其特征在于：所述绘制曲线S2的切线L2方法为，
取曲线S2上若干点，计算若干点的标准偏差SD2和相对标准偏差RSD2，找出RSD2≥99.0％且SD2≤3.0％的点，则该点切线为L2。
4.根据权利要求1所述蜂窝式SCR催化剂抗压测试方法，其特征在于：设压力曲线上对应点为(T1,N1),(T2,N2)……(Tm,Nm)，则所述弹性形变曲线S1和塑性形变曲线S2的分界点为(Tp，Np)，且
其中，m为正整数，2＜p＜n。
5.根据权利要求1所述蜂窝式SCR催化剂抗压测试方法，其特征在于：当曲线S2上连续相邻两点出现的次数不少于20次时，压力试验机停止挤压催化剂试块，其中，p＜n＜m。
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