CN110617986A - 一种scr蜂窝式催化剂的取样测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SCR蜂窝式催化剂的取样测试方法，属于SCR脱硝催化剂技术领域。本发明对SCR反应器催化剂层中测试样块的布置型式进行设计优化以满足催化剂全寿命管理需要，然后对应用方法进行进一步研究：首先通过脱硝反应器同一层催化剂层中不同部位催化剂理化性能检测结果可找出其衰减程度差别；其次通过不同时间节点对同一部位所取得不同催化剂样品工艺性能跟踪检测，可有代表性和连续性的反映催化剂性能衰减和变化程度；最后通过综合分析上述两个检测结果，对催化剂全寿命管理提供可靠的依据。

Description

一种SCR蜂窝式催化剂的取样测试方法

技术领域

本发明涉及SCR脱硝催化剂技术领域，涉及SCR脱硝反应器中蜂窝式催化剂测试样块的布置型式与应用方法。

背景技术

脱硝催化剂是SCR脱硝系统的核心，在系统运行过程中其性能随着运行时间的延长会有不同程度的衰减，一般而言催化剂设计化学寿命为24000h，但受到运行工况和运行水平的影响，催化剂的实际衰减可能会偏离理论衰减曲线。为保证催化剂性能满足脱硝系统达标排放和经济运行的要求，脱硝催化剂全寿命管理已广泛推行，催化剂定期性能检测也已逐渐普及。传统的做法即从反应器每层催化剂中选取有代表性的测试样块，在实验室模拟反应器中进行性能检测与评估。

催化剂出厂时，生产厂家一般会在催化剂模块中布置一定数量可抽取的测试样块以利于后续的性能检测与评价。目前催化剂测试样块普遍采用在每一层催化剂中均匀分布的方式，即在反应器截面不同位置均匀分布一定数量的测试样块。

催化剂取样检测一般选在机组计划检修和临时停机的时间，由于催化剂性能检测需要在实验室完成，其检测周期由样品运输、样品预处理、试验检测、结果分析等一系列步骤决定，在一个停机周期内，往往很难完成上述所有步骤。因此目前通常的做法是取出一个测试样块后，用一个新的测试样块填充，以防造成烟气的短路与偏流。由于催化剂全寿命管理的需要，催化剂需要开展定期和不定期的性能检测，而上述取样分析方式直接决定了测试样块使用的一次性，即在催化剂寿命期内的检测样品取自反应器不同部位。众所周知，SCR脱硝反应器采用高尘布置方式，蜂窝式催化剂孔道容易被烟气中粉尘堵塞，由于反应器入口烟气分布不均匀和吹灰器吹灰效果差异的影响，反应器截面上催化剂积灰和孔道堵塞的程度也会呈现较大的差异，因此会造成不同部位催化剂活性衰减程度存在一定的差异，同时烟气中氮氧化物浓度和氨浓度分布的不均匀程度也会加剧不同区域催化剂活性衰减的差异。对于催化剂实验室性能检测而言，取得催化剂样品的完整性和代表性直接影响到检测结果以及性能评估的延续性。

发明内容

本发明的目的是针对SCR脱硝催化剂全寿命管理中催化剂性能检测的可持续性问题，提出一种反应器截面中催化剂的取样测试方法，针对工艺性能和理化性能检测的特点，采用不同的测试样品抽取方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种SCR蜂窝式催化剂的取样测试方法，其特征是，在反应器中同一催化剂层的不同部位布置催化剂测试样块取样点，在每个取样点内设置多个连续、可抽取式的测试样块，为满足催化剂全寿命管理可持续性的需要，针对工艺性能和理化性能检测的特点，采用不同的测试样品抽取方法。

针对“N+1”布置的SCR脱硝反应器，每一层催化剂中，在反应器的东、西、南、北、中五个方向分别选取一个催化剂模块并布置一定数量的测试样块。

针对催化剂工艺性能检测样品，催化剂层在第一次抽取样品时，需对反应器截面积灰和催化剂孔道堵塞情况进行全面检查，在积灰和堵孔情况均衡的情况下，优先选择位于反应器中部的测试样块；在积灰和堵塞情况存在较大差异的情况下，优先选择积灰和堵塞情况较轻的部位进行取样。

针对催化剂的理化性能（主要化学成分、微量元素、微观比表面积、孔容、孔径和孔径分布等）检测样品，其检测样品需求量较少，为便于分析反应器不同部位催化剂样品的性能变化，每次取样时可从除工艺特性检测样品取样部位之外的四个部位中分别随机挑选一个测试样块，截取一小块样品进行取样检测，同时分析不同部位样品理化性能的差异性。

同一批次催化剂取样检测工艺性能时，不同催化剂层均应在反应器的同一部位选取催化剂测试样块。

每一个布置测试样块的催化剂模块中，基于三年更换一次催化剂、每年开展一次性能检测，测试样块的数量不应少于九个。

作为优选，同一模块中的催化剂测试样块优先采用集中居中布置的模式。

同一模块中的催化剂测试样块需采用编号控制，在催化剂一个寿命周期内的历次取样过程中，不可抽取同一位置编号的催化剂样品。

同一层催化剂中，初装催化剂测试样块需保证与本层初装催化剂为同一批次催化剂，即其初始性能应保持一致。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

本发明对SCR反应器催化剂层中测试样块的布置型式进行设计优化以满足催化剂全寿命管理需要，然后对应用方法进行进一步研究：首先通过脱硝反应器同一层催化剂层中不同部位催化剂理化性能检测结果可找出其衰减程度差别；其次通过不同时间节点对同一部位所取得不同催化剂样品工艺性能跟踪检测，可有代表性和连续性的反映催化剂性能衰减和变化程度；最后通过综合分析上述两个检测结果，对催化剂全寿命管理提供可靠的依据。

相对于现有测试样块布置方式，通过上述催化剂样块的布置与分布，能够进一步提高催化剂性能检测样品的代表性与延续性，通过性能检测为催化剂全寿命管理提供可靠的依据。

附图说明

图1是本发明实施例的催化剂取样测试模块布置方式示意图；

图2是本发明实施例的SCR蜂窝式催化剂取样测试样块布置方式示意图。

图1中：1为反应器中某层催化剂截面示意图（以7×13布置型式为例），3-6为安装有测试样块的催化剂模块；

图2中：1为安装有测试样块的SCR蜂窝式催化剂模块（7×12催化剂单元体布置），2-10为测试样块。

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。

如图1，当第一次对本催化剂层进行取样进行工艺性能检测时，首先检查2、3、4、5、6区域催化剂积灰和孔道堵塞情况，如积灰和堵塞情况均衡，优先选取区域5的测试模块，如积灰和堵塞情况存在较大差异，在区域2、3、4、6中优先选择积灰和堵塞情况较轻的部位进行取样。

如图1，每一批次催化剂取样检测时，不同催化剂层在同一部位选取催化剂测试模块。

如图1，在2、3、4、5、6区域样品中，除选取为工艺特性检测样品之外，其余4个部位可随机挑选一个测试样块，截取一小块样品进行理化性能检测（如主要化学成分、微量元素、微观比表面积、孔容、孔径和孔径分布等），用于分析不同部位样品存在的差异性。

如图1，每一个测试模块区域中布置测试样块的数量不少于九个。

如图2，同一个测试模块中的九个催化剂测试样块优先采用集中居中布置的型式，采用编号控制并做好取样记录，在催化剂一个寿命周期内的历次取样过程中，不可抽取同一位置编号的催化剂测试样块。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种SCR蜂窝式催化剂的取样测试方法，其特征是，在反应器中同一催化剂层的不同部位布置催化剂测试样块取样点，在每个取样点内设置多个连续、可抽取式的测试样块，为满足催化剂全寿命管理可持续性的需要，针对工艺性能和理化性能检测的特点，采用不同的测试样品抽取方法；

每一层催化剂中，在反应器的东、西、南、北、中五个方向分别选取一个催化剂模块并布置一定数量的测试样块，针对催化剂工艺性能检测样品，催化剂层在第一次抽取样品时，对反应器截面积灰和催化剂孔道堵塞情况进行全面检查，在积灰和堵孔情况均衡的情况下，优先选择位于反应器中部的测试样块；在积灰和堵塞情况存在较大差异的情况下，优先选择积灰和堵塞情况较轻的部位进行取样；

针对催化剂的理化性能检测样品，为便于分析反应器不同部位催化剂样品的性能变化，每次取样时从除工艺特性检测样品取样部位之外的四个部位中分别随机挑选一个测试样块，截取一小块样品进行取样检测，同时分析不同部位样品理化性能的差异性。

2.根据权利要求1所述的SCR蜂窝式催化剂的取样测试方法，其特征是，同一批次催化剂取样检测工艺性能时，不同催化剂层均在反应器的同一部位选取催化剂测试样块。

3.根据权利要求1所述的SCR蜂窝式催化剂的取样测试方法，其特征是，每一个布置测试样块的催化剂模块中，按照每年开展一次性能检测的要求，测试样块的数量不少于九个。

4.根据权利要求1所述的SCR蜂窝式催化剂的取样测试方法，其特征是，同一模块中的催化剂测试样块优先采用集中居中布置的模式。

5.根据权利要求1所述的SCR蜂窝式催化剂的取样测试方法，其特征是，同一模块中的催化剂测试样块采用编号控制，在催化剂一个寿命周期内的历次取样过程中，不抽取同一位置编号的催化剂样品。

6.根据权利要求1所述的SCR蜂窝式催化剂的取样测试方法，其特征是，同一层催化剂中，初装催化剂测试样块保证与本层初装催化剂为同一批次催化剂，即其初始性能保持一致。