CN114660225A - 陶瓷滤芯催化剂脱硝效率的检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种陶瓷滤芯催化剂脱硝效率的检测系统，可以模拟现实生产现场的各种烟气成分及温度、湿度特性，将芯敷有设脱硝催化剂的陶瓷滤芯的待检测滤芯试样布置在烟气输入管的下游端与烟气输出管的上游端对接处，烟气通过时，待检测滤芯试样对烟气实施脱硝处理，烟气输出管的上连接有处理烟气检测管，可以实时检测脱硝效率，并且由待检测滤芯试样处理的烟气首先抵达烟气检测缓冲室，若检测烟气脱硝效果满足排放标准，烟气检测缓冲室内的烟气可以直接排放，否则需要进一步处理后方可排放，避免对试验场所造成污染。

Description

陶瓷滤芯催化剂脱硝效率的检测系统

技术领域

本发明涉及检测技术，具体讲就是敷设脱硝催化剂的陶瓷滤芯的脱硝效率的检测。

背景技术

由于环保意识的增强，环保法规也越加严苛，烟尘达标排放是冶炼、火电、水泥等所有涉烟企业必须面对的问题。

目前普遍采用烟气处理方案首先是实施脱硝、脱硫，脱硝、脱硫方案分为湿式、干式以及干湿混合式的处理方案，脱硫、脱硝后的烟气再行除尘处理，整个工艺链较长、工艺设备多、维护成本高、占地面积庞大，投资高等缺点。

名称为“脱硝催化剂及其制备方法和在烟气脱硝中的应用”

(CN105854874 B-以下简称文献1)，其中采用了脱硝催化剂对烟气实施脱硝处理，一种脱硝催化剂的制备步骤包括：载体预处理、制备催化剂燃烧液、向前驱体溶液中加入燃烧剂而得到催化剂燃烧液、将预处理的陶瓷催化剂载体浸泡在催化剂燃烧液中煅烧得到所述的脱硝催化剂。其中，将预处理的陶瓷催化剂载体浸泡在催化剂燃烧液中5～30min，用热风吹孔，然后在400～700℃煅烧3～5h，得到所述的脱硝催化剂；其中所述的陶瓷载体为堇青石蜂窝陶瓷载体、氧化铝陶瓷载体或氧化锆陶瓷载体。上述方案提供的是敷设脱硝催化剂的窝陶瓷载体，仅对烟气实施脱硝处理，无法对烟气实施除尘处理。

名称为“一种蜂窝陶瓷型多元金属氧化物催化剂及其制备方法和应用”(CN106345483 A-以下简称文献2)，催化剂的制备方法中也是将蜂窝陶瓷放入步骤1)所得饱和前驱液中，于70～90℃下浸泡，蒸发至前驱液容量为初始容量的15～30％，得到固液混合物；把步骤2)所得固液混合物干燥得到负载有金属氧化物的蜂窝陶瓷。该文献2与文献1相同的是，敷设有脱硝催化剂的蜂窝陶瓷对烟气实施脱硝而无法实现除尘。

名称为“一种脱硝除尘双功能陶瓷过滤器的制备方法”(CN105536528A-以下简称文献3)，该方案兼具了脱硝与除尘双重任务，所述方法包括步骤：将陶瓷过滤器超声清洗，并使用氢氧化钠浸泡处理，干燥后作为催化剂支撑体备用；将钛盐和形貌控制剂溶于溶剂中，形成钛盐溶液；将陶瓷过滤器浸入所述钛盐溶液中，震荡水解，或直接置于水热反应釜中反应，然后将负载TiO2超薄膜的陶瓷过滤器取出、清洗、干燥、焙烧后备用。

无论是文献3声称可以实现的脱硝除尘，以及文献1、2具备的脱硝作用，其脱硝效率如何判定，现有技术中尚无有效的事先对试验阶段制备的脱硫产品的进行检测的手段；当然，将脱硝催化剂安装于现场的生产系统中，固然可以检测催化剂的脱硫效果，这存在巨大的安全感隐患，因为若无法实现脱硫或脱硫效果显然不能满足达标排放的要求，这样对环境造成无法挽回的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种陶瓷滤芯催化剂脱硝效率的检测系统，用于检测试制阶段的陶瓷滤芯催化剂的脱硝效率实施检测、验证。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种陶瓷滤芯催化剂脱硝效率的检测系统，其特征在于：

系统包括集存待测烟气的烟气混合室和收集处理后烟气的烟气检测缓冲室；

烟气处理检测工位包括加热保温管，加热保温管由加热保温管上游段和加热保温管下游段的管端处的法兰构成拆卸式密封连接；

烟气输入管的上游端经由调节阀连通于烟气混合室，加热保温管上游段的上游端的端盖上有过孔供烟气输入管的管身通过，烟气输入管的下游端与烟气输出管的上游端对接于加热保温管内的保温管上游段和加热保温管下游段的法兰的连接处，烟气输入管的下游端与烟气输出管的上游端对接处布置待检测滤芯试样，烟气输出管的管身自加热保温管下游段下游端的端盖过孔中穿置通过后与烟气检测缓冲室连通；

烟气输入管的下游段上连接有待处理烟气检测管，待处理烟气检测管径向穿置通过加热保温管上游段的下游段管壁延伸至加热保温管上游段的外部，烟气输出管的上游段上连接有处理烟气检测管，处理烟气检测管径向通过加热保温管下游段的上游段管壁延伸至加热保温管下游段的外部。

上述技术方案可以模拟现实生产现场的各种烟气成分及温度、湿度特性，将芯敷有设脱硝催化剂的陶瓷滤芯的待检测滤芯试样布置在烟气输入管的下游端与烟气输出管的上游端对接处，烟气通过时，待检测滤芯试样对待处理烟气实施脱硝处理，烟气输出管的上连接有处理烟气检测管，可以实时检测脱硝效率，并且由待检测滤芯试样处理的烟气首先抵达烟气检测缓冲室，若检测烟气脱硝效果满足排放标准，烟气检测缓冲室内的烟气可以直接排放，否则需要进一步处理后方可排放，避免对试验场所造成污染。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种陶瓷滤芯催化剂脱硝效率的检测系统，系统包括集存待测烟气的烟气混合室10和收集处理后烟气的烟气检测缓冲室20；烟气混合室10内存储有待处理的烟气，待处理烟气可以是在生产现场收集的生产过程中的实际烟气，也可以按生产过程中产生的烟气的主要成分及其含量设定的烟气。

烟气处理检测工位包括加热保温管30，加热保温管30由加热保温管上游段31和加热保温管下游段32的管端处的法兰33构成拆卸式密封连接；加热保温管30的作用就是模拟生产现场的烟气的实际温度将烟气混合室10内存储的待处理烟气加热到产生现场烟气的真实温度条件下实施检测，加热保温管上游段31和加热保温管下游段32采用法兰式的拆卸连接方案，可以将待检测滤芯试样A方便的置入或取出。

烟气输入管40的上游端经由调节阀41连通于烟气混合室10，加热保温管上游段31的上游端的端盖上有过孔供烟气输入管40的管身通过，烟气输入管40的下游端与烟气输出管50的上游端对接于加热保温管30内的保温管上游段31和加热保温管下游段32的法兰33的连接处，烟气输入管40的下游端与烟气输出管50的上游端对接处布置待检测滤芯试样A，烟气输出管50的管身自加热保温管下游段32下游端的端盖过孔中穿置通过后与烟气检测缓冲室20连通；上述方案中，待处理烟气通过烟气输入管40与烟气输出管50进行导流，而且待检测滤芯试样A设置在烟气输入管40的下游端与烟气输出管50的上游端对接处，待处理烟气只在烟气输入管40和烟气输出管50的管腔内流动，而不会溢漫到加热保温管30的管腔内，避免加热保温管上游段31和加热保温管下游段32拆分时待处理烟气未处理或处理未达标烟气四处逸散到试验场所的工作人员的活动空间，在非实验时段可以及时关闭调节阀41，这也是为了避免烟气无谓的外溢。

烟气输入管40的下游段上连接有待处理烟气检测管，待处理烟气检测管径向穿置通过加热保温管上游段31的下游段管壁延伸至加热保温管上游段31的外部，烟气输出管50的上游段上连接有处理烟气检测管，处理烟气检测管径向通过加热保温管下游段32的上游段管壁延伸至加热保温管下游段32的外部。

在烟气输入管40的下游段上连接有待处理烟气检测管，就是保证待处理烟气与生产现场的温度、浓度、湿度及流速的重要烟气指标还原于实际状况，具备上述理化指标的待处理烟气通过待检测滤芯试样A进行检测，方能获知待检测滤芯试样A对待处理烟气的处理功效。

所述的加热保温管上游段31包括导热内管311，导热内管311外壁上绕置有加热单元312，导热内管311、加热单元312的外部围置有保温护套313，加热保温管下游段32与加热保温管上游段31的构成结构相同。将加热加热单元312绕置在导热内管311上对导热内管311施加传导式加热可以提高导热内管311的升温速率，加快检测时效、提高检测效率，导热内管311对管腔内的烟气输入管40内的待处理烟气提供辐射加热的方案进行加热，确保待处理烟气的温度的均匀性、稳定性，提供了可靠的检测基础前提。

所述的烟气输入管40为上游段管径小、下游段管径大的变径管，构成法兰33的上游法兰331与烟气输入管40下游段的大管径管端相连；烟气输出管50为上游段管径大、下游段管径小的变径管，构成法兰33的下游法兰332与烟气输出管50上游段大管径管端相连；上游法兰331与下游法兰332由螺栓连接构成法兰33，所述的烟气输入管40下游段的大管径与烟气输出管50上游段大管径的管径吻合。

烟气输入管40为上游段管径小的设置目的，就是要及时快捷且均匀地实现待处理烟气在抵达待检测滤芯试样A具备完成试验所具有温度，烟气输入管40下游段管径大及烟气输出管50的上游段管径大是确保布置待检测滤芯试样A具有合适的烟气过流截面，这样可以更加容易布置、固定待检测滤芯试样A，同时也可以保证待检测滤芯试样A脱硝效率的真值。

待检测滤芯试样A置于烟气输出管50上游段大管径管口处并与管壁间构成密实配合。由于烟气输入管40的长度比烟气输出管50的长度更长，所以拆分时主要是移动烟气输出管50而烟气输入管40保持固定，并且烟气输出管50一侧的温度也可以设定相对较低一些，待检测滤芯试样A在气流作用下有向烟气输出管50一侧移动的趋势，所在烟气输出管50管口处也方便设置限位阻挡，另外，待检测滤芯试样A与烟气输出管50的管壁间构成密实配合，就是避免待处理烟气自待检测滤芯试样A与烟气输出管50的管壁间隙处逃逸。

烟气混合室10上连接有连通NO、O2、Ar2气源的接管及检测管，烟气检测缓冲室20上连接有检测管21和出气管22，检测管21和出气管22上有开闭式阀211、221。上述方案就是为了提供现实产生过程中的烟气真实成分以便实施针对性的脱硝试验。

烟气输入管40上布置的待处理烟气检测管包括测温管42、测压管43、NH3浓度检测管44，烟气输出管50的处理烟气检测管包括测温管51、测压管52、NH3浓度检测管53。这样可以确保待处理烟气与生产过程的真实烟气相符，并且在待处理烟气通过待检测滤芯试样A，处理后的烟气NH3浓度被及时检测到，由此可以获知本发明脱硝的性能。

需要说明的待检测滤芯试样A是从敷设有脱硝催化剂的套管状的陶瓷滤芯上截取所得的盘片型的样片。

Claims (6)

1.一种陶瓷滤芯催化剂脱硝效率的检测系统，其特征在于：

系统包括集存待测烟气的烟气混合室(10)和收集处理后烟气的烟气检测缓冲室(20)；

烟气处理检测工位包括加热保温管(30)，加热保温管(30)由加热保温管上游段(31)和加热保温管下游段(32)的管端处的法兰(33)构成拆卸式密封连接；

烟气输入管(40)的上游端经由调节阀(41)连通于烟气混合室(10)，加热保温管上游段(31)的上游端的端盖上有过孔供烟气输入管(40)的管身通过，烟气输入管(40)的下游端与烟气输出管(50)的上游端对接于加热保温管(30)内的保温管上游段(31)和加热保温管下游段(32)的法兰(33)的连接处，烟气输入管(40)的下游端与烟气输出管(50)的上游端对接处布置待检测滤芯试样(A)，烟气输出管(50)的管身自加热保温管下游段(32)下游端的端盖过孔中穿置通过后与烟气检测缓冲室(20)连通；

烟气输入管(40)的下游段上连接有待处理烟气检测管，待处理烟气检测管径向穿置通过加热保温管上游段(31)的下游段管壁延伸至加热保温管上游段(31)的外部，烟气输出管(50)的上游段上连接有处理烟气检测管，处理烟气检测管径向通过加热保温管下游段(32)的上游段管壁延伸至加热保温管下游段(32)的外部。

2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于：所述的加热保温管上游段(31)包括导热内管(311)，导热内管(311)外壁上绕置有加热单元(312)，导热内管(311)、加热单元(312)的外部围置有保温护套(313)，加热保温管下游段(32)与加热保温管上游段(31)的构成结构相同。

3.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于：所述的烟气输入管(40)为上游段管径小、下游段管径大的变径管，构成法兰(33)的上游法兰(331)与烟气输入管(40)下游段的大管径管端相连；烟气输出管(50)为上游段管径大、下游段管径小的变径管，构成法兰(33)的下游法兰(332)与烟气输出管(50)上游段大管径管端相连；上游法兰(331)与下游法兰(332)由螺栓连接构成法兰(33)，所述的烟气输入管(40)下游段的大管径与烟气输出管(50)上游段大管径的管径吻合。

4.根据权利要求1或3所述的检测系统，其特征在于：待检测滤芯试样(A)置于烟气输出管(50)上游段大管径管口处并与管壁间构成密实配合。

5.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于：烟气混合室(10)上连接有连通NO、O₂、Ar₂气源的接管及检测管，烟气检测缓冲室(20)上连接有检测管(21)和出气管(22)，检测管(21)和出气管(22)上有开闭式阀(211、221)。

6.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于：烟气输入管(40)的待处理烟气检测管包括测温管(42)、测压管(43)、NH₃浓度检测管(44)，烟气输出管(50)的处理烟气检测管包括测温管(51)、测压管(52)、NH3浓度检测管(53)。

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