CN113624587A - 一种旋转式催化剂磨损强度检测装置及测试方法 - Google Patents

一种旋转式催化剂磨损强度检测装置及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种旋转式催化剂磨损强度检测装置及测试方法,属于大气污染物治理领域,装置包括旋转体,旋转体的壳体上安装有开关门,旋转体内设置有仓体,仓体通过固定杆与旋转体的内壁固定;仓体的上部安装有聚拢门和第二锁紧阀,聚拢门通过第二锁紧阀进行锁定,仓体的下部安装有止回门和第三锁紧阀,止回门通过第三锁紧阀进行锁定,仓体内安装有紧固载舟;旋转体的壳体上安装有第一锁紧阀,用于锁定聚拢门。本发明能够同时适用于平板式和蜂窝式催化剂,能够针对不同催化剂现在的使用环境或将来投入使用的环境进行磨损测试,测试过程中不受给料机中磨损剂的限值,测试结果更加可靠,并且测试过程中对环境不产生噪声污染和粉尘污染。

Description

一种旋转式催化剂磨损强度检测装置及测试方法
技术领域
本发明涉及一种旋转式催化剂磨损强度检测装置及测试方法,属于大气污染物治理领域。
背景技术
我国目前在工业高速发展的同时,也带来了严重的大气污染问题,为了减小对环境的污染,多数燃煤电厂选择性催化还原SCR(Selective Catalytic Reduction)脱硝技术。SCR具有脱硝效率高的突出优点,但是在运行时往往由于烟气中粉尘含量太大,对催化剂造成了强烈的磨损,大大缩短了催化剂的使用寿命。为了保证催化剂在投入使用时有良好的耐磨性能,需要对目前市场上最常用的蜂窝式催化剂、平板式催化剂进行针对性的磨损强度测试。但是目前普遍使用的蜂窝式催化剂磨损强度测试方法采用风机驱动空气作为载体输送磨损剂对催化剂进行磨损测试,这种测试方法条件较为严苛,容易对环境造成粉尘和噪声污染;普遍使用的平板式催化剂的磨损强度测试方法则是采用磨耗仪的橡胶轮来摩擦催化剂表面进行磨损强度测试,这种测试方法与催化剂运行时的磨损关系不明确,测试结果容易受测试环境、催化剂厚度的影响。
发明内容
基于上述形势与现状,本发明针对催化剂的构造特点和运行特性进行深入研究,提出一种旋转式催化剂磨损强度检测装置及测试方法,能够使用完全不同的测试方法对蜂窝式和平板式催化剂磨损强度进行测试,操作简单方便,测试结果准确可靠。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种旋转式催化剂磨损强度检测装置,其特征是,包括旋转体,所述旋转体的壳体上安装有开关门,所述旋转体内设置有仓体,所述仓体通过固定杆与旋转体的内壁固定;所述仓体的上部安装有聚拢门和第二锁紧阀,所述聚拢门通过第二锁紧阀进行锁定,所述仓体的下部安装有止回门和第三锁紧阀,所述止回门通过第三锁紧阀进行锁定,所述仓体内安装有紧固载舟;所述旋转体的壳体上安装有第一锁紧阀,用于锁定聚拢门。
优选的,所述聚拢门设置有2个,所述止回门设置有2个。
优选的,所述仓体固定在旋转体的内部中心处。
优选的,所述旋转体为球体或椭球体等结构。
测试方法:
在测试蜂窝式催化剂磨损强度时,测试方法包括以下步骤:
步骤1:截取待测蜂窝式催化剂,制作成长为60±2mm、宽为60±2mm、高为80±2mm的试块Y,在105℃烘箱中烘干后取出,试块Y恒湿冷却至称重仪所在室温T时进行称重,记录重量为m0
步骤2:将试块Y固定在紧固载舟内,之后打开开关门,将紧固载舟放入仓体内;
步骤3:获取该蜂窝式催化剂使用环境的粉尘粒径数据,根据这些数据选取同类别粒径的石英砂砾作为磨损剂,将质量为w的磨损剂装入旋转体中;
步骤4:第一状态仓体为竖直状态,聚拢门在上部,止回门在下部,磨损剂在止回门的正下方;此时关闭第一锁紧阀,聚拢门自然垂下后打开第二锁紧阀锁紧聚拢门;打开第三锁紧阀锁紧止回门;
步骤5:将旋转体顺时针翻转180度进入第二状态,第二状态仓体为竖直状态,聚拢门在下部,止回门在上部,磨损剂在聚拢门的正下方;此时关闭第二锁紧阀释放聚拢门,聚拢门自然垂下后打开第一锁紧阀锁紧聚拢门;关闭第三锁紧阀释放止回门;
步骤6:将旋转体翻转180度进入第三状态,第三状态仓体为竖直状态,聚拢门在上部,止回门在下部,磨损剂穿过试块Y到达止回门的正下方;
步骤7:循环步骤4-6,循环n次后打开开关门取出试块Y,在105℃烘箱中烘干后取出,试块Y恒湿冷却至温度T时进行称重,记录重量为m1
步骤8:按照公式(Ⅰ)计算试块Y的磨损强度:
Figure BDA0003190037760000021
式中:
r是试块Y的耐磨强度(%/kg);
w是磨损剂的质量(kg);
m0是试块Y的测试前质量(kg);
m1是试块Y的测试后质量(kg);
n是磨损次数。
在测试平板式催化剂磨损强度时,测试方法包括以下步骤:
步骤1:截取待测平板式催化剂,制作成长为80±2mm、宽为60±2mm的i片试块记为试块Fi,在60℃烘箱中烘干后取出,试块Fi恒湿冷却至称重仪所在室温T时进行称重,记录重量为mi0
步骤2:将试块Fi固定在紧固载舟内,之后打开开关门,将紧固载舟放入仓体内;
步骤3:获取该平板式催化剂使用环境的粉尘粒径数据,根据这些数据选取同类别粒径的石英砂砾作为磨损剂,将质量为w的磨损剂装入旋转体中;
步骤4:第一状态仓体为竖直状态,聚拢门在上部,止回门在下部,磨损剂在止回门的正下方;此时关闭第一锁紧阀,聚拢门自然垂下后打开第二锁紧阀锁紧聚拢门;打开第三锁紧阀锁紧止回门;
步骤5:将旋转体顺时针翻转180度进入第二状态,第二状态仓体为竖直状态,聚拢门在下部,止回门在上部,磨损剂在聚拢门的正下方;此时关闭第二锁紧阀释放聚拢门,聚拢门自然垂下后打开第一锁紧阀锁紧聚拢门;关闭第三锁紧阀释放止回门;
步骤6:将旋转体翻转180度进入第三状态,第三状态仓体为竖直状态,聚拢门在上部,止回门在下部,磨损剂穿过试块Fi到达止回门的正下方;
步骤7:循环步骤4-6,循环n次后打开开关门取出试块Fi,在60℃烘箱中烘干后取出,试块Fi恒湿冷却至温度T时进行称重,记录重量为mi1
步骤8:剔除试块Fi上的催化剂,对剩余基材进行称重,记录重量为mi2
步骤9:按照公式(Ⅰ)计算试块Fi的磨损强度:
Figure BDA0003190037760000031
式中:
r是待测平板式催化剂的耐磨强度(%/kg);
w是磨损剂的质量(kg);
mi0是试块Fi的测试前质量(kg);
mi1是试块Fi的测试后质量(kg);
mi2试块Fi基材的质量(kg);
n是磨损次数。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:本发明不同于现有的磨损测试平台,本发明结构简单,设备部件少,稳定性高,同时适用于平板式和蜂窝式催化剂,能够针对不同催化剂现在的使用环境或将来投入使用的环境进行磨损测试,测试过程中不受给料机中磨损剂的限值,测试结果更加可靠,并且测试过程中对环境不产生噪声污染和粉尘污染。
附图说明
图1是本发明装置的整体结构示意图;
图2是本发明装置状态二的示意图;
图3是本发明装置状态三的示意图。
图中:旋转体1、聚拢门2、第一锁紧阀3、仓体4、紧固载舟5、止回门6、第二锁紧阀7、第三锁紧阀8、开关门9、固定杆10。
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3,本实施例中,一种旋转式催化剂磨损强度检测装置,包括旋转体1,旋转体1的壳体上安装有开关门9,旋转体1内设置有仓体4,仓体4通过固定杆10与旋转体1的内壁固定;仓体4的上部安装有聚拢门2和第二锁紧阀7,聚拢门2通过第二锁紧阀7进行锁定,仓体4的下部安装有止回门6和第三锁紧阀8,止回门6通过第三锁紧阀8进行锁定,仓体4内安装有紧固载舟5;旋转体1的壳体上安装有第一锁紧阀3,用于锁定聚拢门2。
本实施例中,聚拢门2设置有2个,止回门6设置有2个。
本实施例中,仓体4固定在旋转体1的内部中心处。
本实施例中,旋转体1为椭球体结构。
测试方法:
在测试蜂窝式催化剂磨损强度时,测试方法包括以下步骤:
步骤1:截取待测蜂窝式催化剂,制作成长为60±2mm、宽为60±2mm、高为80±2mm的试块Y,在105℃烘箱中烘干2小时后取出,试块Y恒湿冷却至称重仪所在室温T时进行称重,记录重量为m0
步骤2:将试块Y固定在紧固载舟5内,之后打开开关门9,将紧固载舟5放入仓体4内;
步骤3:获取该蜂窝式催化剂使用环境的粉尘粒径数据,根据这些数据选取同类别粒径的石英砂砾作为磨损剂,将质量为w的磨损剂装入旋转体1中;
步骤4:第一状态仓体4为竖直状态,聚拢门2在上部,止回门6在下部,磨损剂在止回门6的正下方;此时关闭第一锁紧阀3,聚拢门2自然垂下后打开第二锁紧阀7锁紧聚拢门2;打开第三锁紧阀8锁紧止回门6;
步骤5:将旋转体1顺时针翻转180度进入第二状态,第二状态仓体4为竖直状态,聚拢门2在下部,止回门6在上部,磨损剂在聚拢门2的正下方;此时关闭第二锁紧阀7释放聚拢门2,聚拢门2自然垂下后打开第一锁紧阀3锁紧聚拢门2;关闭第三锁紧阀8释放止回门6;
步骤6:将旋转体1翻转180度进入第三状态,第三状态仓体4为竖直状态,聚拢门2在上部,止回门6在下部,磨损剂穿过试块Y到达止回门6的正下方;
步骤7:循环步骤4-6,循环n次后打开开关门9取出试块Y,在105℃烘箱中烘干2小时后取出,试块Y恒湿冷却至温度T时进行称重,记录重量为m1
步骤8:按照公式(Ⅰ)计算试块Y的磨损强度:
Figure BDA0003190037760000051
式中:
r是试块Y的耐磨强度(%/kg);
w是磨损剂的质量(kg);
m0是试块Y的测试前质量(kg);
m1是试块Y的测试后质量(kg);
n是磨损次数。
在测试平板式催化剂磨损强度时,测试方法包括以下步骤:
步骤1:截取待测平板式催化剂,制作成长为80±2mm、宽为60±2mm的6片试块记为试块Fi,其中,i为1-6,在60℃烘箱中烘干0.5小时后取出,试块Fi恒湿冷却至称重仪所在室温T时进行称重,记录重量为mi0
步骤2:将试块Fi固定在紧固载舟5内,之后打开开关门9,将紧固载舟5放入仓体4内;
步骤3:获取该平板式催化剂使用环境的粉尘粒径数据,根据这些数据选取同类别粒径的石英砂砾作为磨损剂,将质量为w的磨损剂装入旋转体1中;
步骤4:第一状态仓体4为竖直状态,聚拢门2在上部,止回门6在下部,磨损剂在止回门6的正下方;此时关闭第一锁紧阀3,聚拢门2自然垂下后打开第二锁紧阀7锁紧聚拢门2;打开第三锁紧阀8锁紧止回门6;
步骤5:将旋转体1顺时针翻转180度进入第二状态,第二状态仓体4为竖直状态,聚拢门2在下部,止回门6在上部,磨损剂在聚拢门2的正下方;此时关闭第二锁紧阀7释放聚拢门2,聚拢门2自然垂下后打开第一锁紧阀3锁紧聚拢门2;关闭第三锁紧阀8释放止回门6;
步骤6:将旋转体1翻转180度进入第三状态,第三状态仓体4为竖直状态,聚拢门2在上部,止回门6在下部,磨损剂穿过试块Fi到达止回门6的正下方;
步骤7:循环步骤4-6,循环n次后打开开关门9取出试块Fi,在60℃烘箱中烘干0.5小时后取出,试块Fi恒湿冷却至温度T时进行称重,记录重量为mi1
步骤8:剔除试块Fi上的催化剂,对剩余基材进行称重,记录重量为mi2
步骤9:按照公式(Ⅰ)计算试块Fi的磨损强度:
Figure BDA0003190037760000061
式中:
r是待测平板式催化剂的耐磨强度(%/kg);
w是磨损剂的质量(kg);
mi0是试块Fi的测试前质量(kg);
mi1是试块Fi的测试后质量(kg);
mi2试块Fi基材的质量(kg);
n是磨损次数。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
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)

1.一种旋转式催化剂磨损强度检测装置,其特征是,包括旋转体(1),所述旋转体(1)的壳体上安装有开关门(9),所述旋转体(1)内设置有仓体(4),所述仓体(4)通过固定杆(10)与旋转体(1)的内壁固定;所述仓体(4)的上部安装有聚拢门(2)和第二锁紧阀(7),所述聚拢门(2)通过第二锁紧阀(7)进行锁定,所述仓体(4)的下部安装有止回门(6)和第三锁紧阀(8),所述止回门(6)通过第三锁紧阀(8)进行锁定,所述仓体(4)内安装有紧固载舟(5);所述旋转体(1)的壳体上安装有第一锁紧阀(3),用于锁定聚拢门(2)。
2.根据权利要求1所述的旋转式催化剂磨损强度检测装置,其特征是,所述聚拢门(2)设置有2个,所述止回门(6)设置有2个。
3.根据权利要求1所述的旋转式催化剂磨损强度检测装置,其特征是,所述仓体(4)固定在旋转体(1)的内部中心处。
4.根据权利要求1所述的旋转式催化剂磨损强度检测装置,其特征是,所述旋转体(1)为球体或椭球体结构。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的旋转式催化剂磨损强度检测装置的测试方法,其特征是,在测试蜂窝式催化剂磨损强度时,测试方法包括以下步骤:
步骤1:截取待测蜂窝式催化剂,制作成长为60±2mm、宽为60±2mm、高为80±2mm的试块Y,在105℃烘箱中烘干后取出,试块Y恒湿冷却至称重仪所在室温T时进行称重,记录重量为m0
步骤2:将试块Y固定在紧固载舟(5)内,之后打开开关门(9),将紧固载舟(5)放入仓体(4)内;
步骤3:获取该蜂窝式催化剂使用环境的粉尘粒径数据,根据这些数据选取同类别粒径的石英砂砾作为磨损剂,将质量为w的磨损剂装入旋转体(1)中;
步骤4:第一状态仓体(4)为竖直状态,聚拢门(2)在上部,止回门(6)在下部,磨损剂在止回门(6)的正下方;此时关闭第一锁紧阀(3),聚拢门(2)自然垂下后打开第二锁紧阀(7)锁紧聚拢门(2);打开第三锁紧阀(8)锁紧止回门(6);
步骤5:将旋转体(1)顺时针翻转180度进入第二状态,第二状态仓体(4)为竖直状态,聚拢门(2)在下部,止回门(6)在上部,磨损剂在聚拢门(2)的正下方;此时关闭第二锁紧阀(7)释放聚拢门(2),聚拢门(2)自然垂下后打开第一锁紧阀(3)锁紧聚拢门(2);关闭第三锁紧阀(8)释放止回门(6);
步骤6:将旋转体(1)翻转180度进入第三状态,第三状态仓体(4)为竖直状态,聚拢门(2)在上部,止回门(6)在下部,磨损剂穿过试块Y到达止回门(6)的正下方;
步骤7:循环步骤4-6,循环n次后打开开关门(9)取出试块Y,在105℃烘箱中烘干后取出,试块Y恒湿冷却至温度T时进行称重,记录重量为m1
步骤8:按照公式(Ⅰ)计算试块Y的磨损强度:
Figure FDA0003190037750000021
式中:
r是试块Y的耐磨强度(%/kg);
w是磨损剂的质量(kg);
m0是试块Y的测试前质量(kg);
m1是试块Y的测试后质量(kg);
n是磨损次数。
6.一种如权利要求1-4中任一项所述的旋转式催化剂磨损强度检测装置的测试方法,其特征是,在测试平板式催化剂磨损强度时,测试方法包括以下步骤:
步骤1:截取待测平板式催化剂,制作成长为80±2mm、宽为60±2mm的i片试块记为试块Fi,在60℃烘箱中烘干后取出,试块Fi恒湿冷却至称重仪所在室温T时进行称重,记录重量为mi0
步骤2:将试块Fi固定在紧固载舟(5)内,之后打开开关门(9),将紧固载舟(5)放入仓体(4)内;
步骤3:获取该平板式催化剂使用环境的粉尘粒径数据,根据这些数据选取同类别粒径的石英砂砾作为磨损剂,将质量为w的磨损剂装入旋转体(1)中;
步骤4:第一状态仓体(4)为竖直状态,聚拢门(2)在上部,止回门(6)在下部,磨损剂在止回门(6)的正下方;此时关闭第一锁紧阀(3),聚拢门(2)自然垂下后打开第二锁紧阀(7)锁紧聚拢门(2);打开第三锁紧阀(8)锁紧止回门(6);
步骤5:将旋转体(1)顺时针翻转180度进入第二状态,第二状态仓体(4)为竖直状态,聚拢门(2)在下部,止回门(6)在上部,磨损剂在聚拢门(2)的正下方;此时关闭第二锁紧阀(7)释放聚拢门(2),聚拢门(2)自然垂下后打开第一锁紧阀(3)锁紧聚拢门(2);关闭第三锁紧阀(8)释放止回门(6);
步骤6:将旋转体(1)翻转180度进入第三状态,第三状态仓体(4)为竖直状态,聚拢门(2)在上部,止回门(6)在下部,磨损剂穿过试块Fi到达止回门(6)的正下方;
步骤7:循环步骤4-6,循环n次后打开开关门(9)取出试块Fi,在60℃烘箱中烘干后取出,试块Fi恒湿冷却至温度T时进行称重,记录重量为mi1
步骤8:剔除试块Fi上的催化剂,对剩余基材进行称重,记录重量为mi2
步骤9:按照公式(Ⅰ)计算试块Fi的磨损强度:
Figure FDA0003190037750000031
式中:
r是待测平板式催化剂的耐磨强度(%/kg);
w是磨损剂的质量(kg);
mi0是试块Fi的测试前质量(kg);
mi1是试块Fi的测试后质量(kg);
mi2试块Fi基材的质量(kg);
n是磨损次数。
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