CN115267041A - 后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置及方法，其中装置包括入口烟气检测装置、出口烟气检测装置以及诊断系统，其中，所述入口烟气检测装置，用于对入口烟气进行氧含量、NO含量进行检测，并传输至所述诊断系统；所述出口烟气检测装置，用于出口烟气进行氧含量、NO含量以及氨逃逸率进行检测，并传输至所述诊断系统；所述诊断系统，用于根据所述入口烟气检测装置检测的入口烟气的氧含量、NO含量，以及所述出口烟气检测装置检测的出口烟气进行氧含量、NO含量以及氨逃逸率进行分析，完成对催化剂生命周期的诊断。利用本发明，能够解决现有的脱硝催化剂生命周期分析不具备数据支撑以及缺乏科学性地定性判断等问题。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁智能制造技术综合应用领域，更为具体地，涉及一种钢厂后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置及方法。
背景技术
钢铁为流程生产工业，生产制造过程中伴有相应的燃烧与排放。目前随着国家大气治理及钢铁环保超低排放的要求，为了降低生产过程中的NO排放量，企业普遍在生产系统的烟道中安装脱硝反应器，通过安放脱硝催化剂在其中，将烟气中生成的NO氧化为N，对NO进行脱除，以达到大气排放中对NOx 的控制要求。因为环保要求的严苛，一旦NOx 超标企业就需面临减产与停产，因此脱硝系统是生产过程中重要管控环节。
钢铁领域脱硝催化剂多为后置式蜂窝形；作为脱硝系统反应器中的核心处理单元，其物理部分载体和所处理烟气直接接触，因此部件易受冲刷而磨损；较常规的火电前置催化剂，后置式已经过除尘及脱硫因此不易受烟气中粉尘及其它因素导致堵塞；其化学部分活性物质，会因钢厂入炉矿料及喷氨控制系统控制优劣不同，导致烟气成分变化而活性衰减不同。
鉴于脱硝催化剂作用关键，因此钢厂将其作为耗件进行日常维护。根据厂家技术协议给出的使用寿命，到期后即换新，周期性维护一般为3年。以某厂265烧结机为例，脱硝催化剂需200立方，每立方为1.8万中高温（中低温3.6万/m3），大大增加了环保设备运营投资成本。脱硝催化剂生命周期分析不具备数据支撑，定性判断缺乏科学性。
为了解决上述问题，亟需提供一种后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置及方法。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置及方法，以解决现有的脱硝催化剂生命周期分析不具备数据支撑以及缺乏科学性地定性判断等问题。
本发明提供的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置，包括入口烟气检测装置、出口烟气检测装置和诊断系统，其中，
所述入口烟气检测装置，用于对入口烟气进行氧含量和NO含量进行检测，并传输至所述诊断系统；
所述出口烟气检测装置，用于出口烟气进行氧含量、NO含量和氨逃逸率进行检测，并传输至所述诊断系统；
所述诊断系统，用于根据所述入口烟气检测装置检测的入口烟气的氧含量和NO含量，以及所述出口烟气检测装置检测的出口烟气进行氧含量、NO含量以及氨逃逸率进行分析，完成对催化剂生命周期的诊断；
所述入口烟气检测装置包括入口取样探头组件、入口取样探头调整组件、入口氧量分析仪和入口NO分析仪，其中，
所述入口取样探头组件，用于对烟道入口的烟气进行取样；
所述入口取样探头调整组件，用于调整所述入口取样探头组件在所述烟道入口处的深度和角度；
所述入口氧量分析仪，用于对混合均匀的所述烟道入口处的烟气中氧量进行分析；
所述入口NO分析仪，用于对混合均匀的所述烟道入口处的烟气中NO进行分析。
此外，优选的方案是，所述入口烟气检测装置还包括入口密封套、入口烟气存储器、入口烟气平衡装置和入口烟气抽取泵，其中，
所述入口密封套，用于密封所述入口烟气检测装置与烟道安装缝隙，防止所述烟道入口处的烟气外溢；
所述入口烟气存储器，用于存储所述入口取样探头组件获取的所述烟道入口的各个深度和维度的烟气；
所述入口烟气平衡装置，用于将所述烟道入口的各个深度和角度的烟气混合均匀；
所述入口烟气抽取泵，用于为获取所述烟道入口的烟气提供动力。
此外，优选的方案是，所述入口取样探头组件还包括与所述入口取样探头活动连接的入口耐高温转动轴套，其中，
所述入口耐高温转动轴带动所述入口取样探头进行深度和角度的调整。
此外，优选的方案是，所述入口取样探头调整组件还包括入口耐高温转动轴套调整器，其中，所述入口耐高温转动轴套调整器与所述入口耐高温转动轴套相连接。
此外，优选的方案是，所述入口探头角度调整器采用齿轮箱，其中，
所述入口探头角度调整器对所述入口耐高温转动轴套调整器进行角度调整，所述入口耐高温转动轴套调整器带动所述入口耐高温转动轴套转动，且所述入口耐高温转动轴套带动所述入口取样探头转动，实现所述入口取样探头的角度调整。
此外，优选的方案是，所述出口烟气检测装置还包括出口密封套、出口烟气存储器、出口烟气平衡装置、出口烟气抽取泵、出口NO分析仪、出口氨逃逸分析仪和出口氧量分析仪，其中，
所述出口密封套，用于密封所述出口烟气检测装置与烟道安装缝隙，防止所述烟道出口处的烟气外溢；
所述出口烟气存储器，用于存储所述出口取样探头组件获取的所述烟道出口的各个深度和维度的烟气；
所述出口烟气平衡装置，用于将所述烟道出口的各个深度和角度的烟气混合均匀；
所述出口烟气抽取泵，用于为获取所述烟道出口的烟气提供动力；
所述出口氧量分析仪，用于对混合均匀的所述烟道出口处的烟气中氧量进行分析；
所述出口氨逃逸分析仪，用于对混合均匀的所述烟道出口处的烟气中氨逃逸数据进行分析；
所述出口NO分析仪，用于对混合均匀的所述烟道出口处的烟气中NO进行分析。
此外，优选的方案是，所述出口取样探头组件还包括与所述出口取样探头活动连接的出口耐高温转动轴套，其中，
所述出口耐高温转动轴带动所述出口取样探头进行深度和角度的调整。
此外，优选的方案是，所述出口取样探头调整组件还包括与所述出口耐高温转动轴套相连接的出口耐高温转动轴套调整器，其中，
所述出口探头角度调整器采用齿轮箱，所述出口探头角度调整器对所述出口耐高温转动轴套调整器进行角度调整，所述出口耐高温转动轴套调整器带动所述出口耐高温转动轴套转动，且所述出口耐高温转动轴套带动所述出口取样探头转动，实现所述出口取样探头的角度调整。
此外，优选的方案是，还包括取样分析烟气处理装置，其中，
所述取样分析烟气处理装置，用于对所述烟道入口的取样获取的烟气、所述烟道出口取样获取的烟气进行净化处理。
本发明还提供一种后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法，采用上述后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置对催化剂生命周期进行诊断，所述方法包括：
当烟道入口的烟气量>或<额定值*10%时，诊断系统向入口取样探头调整组件发出执行指令；
根据所述诊断系统发出的执行指令，所述入口取样探头调整组件对所述烟道入口的烟气在各个深度和角度进行取样；
对获取的所述烟道入口的烟气进行氧量分析以及NO分析，并将所述烟道入口的烟气的分析结果传输至所述诊断系统中；
当所述诊断系统接收到所述烟道入口的烟气的分析结果后，所述诊断系统向出口取样探头调整组件发出执行指令；
根据所述诊断系统发出的执行指令，出口取样探头调整组件对烟道出口的烟气在各个深度和角度进行取样；
对获取的所述烟道出口的烟气进行氧量分析、NO分析和氨逃逸率分析，并将所述烟道出口的烟气的分析结果传输至所述诊断系统中；
根据所述烟道入口的烟气的分析结果和所述烟道出口的烟气的分析结果，获取催化剂的脱硝率以及氨逃逸率；
根据烟道中的烟气量、喷氨量以及NOx的排放量，获取催化剂生命指标；
根据所述催化剂的脱硝率、氨逃逸率和催化剂生命指标，判断催化剂生命力是否正常，从而完成对所述催化剂生命周期的诊断。
此外，优选的方案是，所述根据所述诊断系统发出的执行指令，所述入口取样探头调整组件对所述烟道入口的烟气在各个深度和角度进行取样，包括：
通过入口探头深度控制装置控制所述入口取样探头获取所述烟道入口的不同深度的烟气；
通过入口探头角度调整器调整所述入口取样探头获取所述烟道入口的不同角度的烟气。
此外，优选的方案是，在对获取的所述烟道入口的烟气进行分析之前，将获取的所述烟道入口的不同深度和不同角度的烟气混合均匀。
此外，优选的方案是，所述对获取的所述烟道入口的烟气进行氧量分析以及NO分析，包括：
通过入口氧量分析仪对所述烟道入口的烟气进行氧量分析；以及，
通过入口NO分析仪对所述烟道入口的烟气进行NO分析。
此外，优选的方案是，所述根据所述诊断系统发出的执行指令，出口取样探头调整组件对烟道出口的烟气在各个深度和角度进行取样，包括：
通过出口探头深度控制装置控制所述出口取样探头获取所述烟道出口的不同深度的烟气；
通过出口探头角度调整器调整所述入口取样探头获取所述烟道出口的不同角度的烟气。
此外，优选的方案是，在对获取的所述烟道出口的烟气进行分析之前，将获取的所述烟道出口的不同深度和不同角度的烟气混合均匀。
此外，优选的方案是，所述根据所述烟道入口的烟气的分析结果、所述烟道出口的烟气的分析结果，获取催化剂的脱硝率以及氨逃逸率，包括：
根据所述烟道入口的烟气的氧量分析和NO分析的结果，所述烟道出口的烟气的氧量分析和NO分析的结果，获取催化剂的脱硝率；
根据所述烟道出口的烟气的氨逃逸分析结果，获取烟道出口的烟气的氨逃逸率。
此外，优选的方案是，所述根据所述催化剂的脱硝率、氨逃逸率和催化剂生命指标，判断催化剂生命力是否正常，从而完成对所述催化剂生命周期的诊断，包括：
当所述催化剂的脱硝率大于80%，则所述催化剂生命力正常；
当所述催化剂的氨逃逸率<3μL/L，则所述催化剂生命力正常；
通过预设构建的催化剂生命周期数据模型对所述催化剂生命指标进行对比，判定催化剂生命力是否正常；其中，
所述预设构建的催化剂生命周期数据模型包括催化剂生命活力区、催化剂可运行区、催化剂衰减预警更换区和NOx排放达标区，
当所述催化剂生命指标在所述催化剂生命活力区和所述催化剂可运行区，则所述催化剂生命力正常；
当所述催化剂生命指标在所述催化剂衰减预警更换区和NOx排放达标区，则所述催化剂生命力不正常。
从上面的技术方案可知，本发明提供的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置及方法，与现有技术相比，能获取以下有益效果：
1）通过入口烟气检测装置、出口烟气检测装置检测烟道入口、出口的催化剂生命周期相关参数，从而提高生命周期数字化分析能力；
2）通过诊断系统对催化剂物理及化学活性物质表征参数进行在线跟踪分析，提高数据准确性；
3）通过入口烟气检测装置、出口烟气检测装置以及诊断系统相互配合，实现催化剂使用生命周期管理由定性到定量判断的转变，从而提高判断的准确性和科学性。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为根据本发明实施例的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置结构示意图；
图2、3分别为根据本发明实施例的入口烟气检测装置或者出口烟气检测装置工作示意图；
图4为根据本发明实施例的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置安装结构示意图；
图5为根据本发明实施例的后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法流程示意图；
图6为根据本发明实施例的后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法执行流程示意图。
其中的附图标记包括：01、入口烟气检测装置，02、入口取样探头，03、入口耐高温转动轴套，04、入口密封套，05、入口探头深度控制装置，06、入口耐高温转动轴套调整器，07、入口探头角度调整器， 08、入口烟气存储器，09、入口烟气平衡装置，10、入口氧量分析仪，11、入口烟气抽取泵，12、入口NO分析仪，13、烟气处理装置，14、诊断系统，15输入输出信号，16、出口烟气检测装置，17、出口NO分析仪，18、出口氨逃逸分析仪，19、出口烟气抽取泵，20、出口氧量分析仪，21、出口烟气平衡装置，22、出口烟气存储器，23、出口探头角度调整器，24、出口耐高温转动轴套调整器，25、出口探头深度控制装置，26、出口密封套，27、出口耐高温转动轴套，28、出口取样探头、29、烟气流量检测仪，30、氨水流量检测仪。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
针对前述提出的现有的脱硝催化剂生命周期分析不具备数据支撑以及缺乏科学性地定性判断等问题，本发明提供了一种后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置及方法。
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
为了说明本发明提供的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置的结构，图1示出了根据本发明实施例的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置结构。
如图1所示，本发明提供的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置，包括入口烟气检测装置01、出口烟气检测装置16以及诊断系统14，其中，所述入口烟气检测装置01，用于对入口烟气进行氧含量、NO含量进行检测，并传输至所述诊断系统14。所述出口烟气检测装置16，用于出口烟气进行氧含量、NO含量以及氨逃逸率进行检测，并传输至所述诊断系统14。所述诊断系统14，用于根据所述入口烟气检测装置01检测的入口烟气的氧含量、NO含量，以及所述出口烟气检测装置16检测的出口烟气进行氧含量、NO含量以及氨逃逸率进行分析，完成对催化剂生命周期的诊断。
在图1所示的实施例中，所述入口烟气检测装置01安装在脱硝反应器的入口烟道上，包括入口取样探头组件、入口取样探头调整组件、入口密封套04、入口烟气存储器08、入口烟气平衡装置09、入口烟气抽取泵11、入口氧量分析仪10以及入口NO分析仪12。
其中，所述入口取样探头组件，用于对烟道入口的烟气进行取样；所述入口取样探头组件包括入口取样探头02和与所述入口取样探头02活动连接的入口耐高温转动轴套03，所述入口耐高温转动轴套03带动所述入口取样探头02进行深度和角度（维度）的调整。
其中，所述入口取样探头调整组件，用于调整所述入口取样探头组件在所述烟道入口处的深度和角度；所述入口取样探头调整组件包括入口探头深度控制装置05、与所述入口耐高温转动轴套03相连接的入口耐高温转动轴套调整器06、入口探头角度调整器07，其中，所述入口探头深度控制装置05，用于对所述入口取样探头02在所述烟道入口进行深度调整；所述入口探头角度调整器07，用于对所述入口取样探头02在所述烟道入口进行角度调整；所述入口探头角度调整器07采用齿轮箱，其中，所述入口探头角度调整器07对所述入口耐高温转动轴套调整器06进行角度调整，所述入口耐高温转动轴套调整器06带动所述入口耐高温转动轴套03转动，且所述入口耐高温转动轴套03带动所述入口取样探头02转动，实现所述入口取样探头02的角度调整。
其中，所述入口密封套04，用于密封所述入口烟气检测装置01与烟道安装缝隙，防止所述烟道入口处的烟气外溢；所述入口烟气存储器08，用于存储所述入口取样探头组件获取的所述烟道入口的各个深度和维度的烟气；所述入口烟气平衡装置09，用于将所述烟道入口的各个深度和角度的烟气混合均匀，烟气在此处得到充分混合，确保取样分析数据具有代表性；所述入口烟气抽取泵11，用于为获取所述烟道入口的烟气提供动力；所述入口氧量分析仪10，用于对混合均匀的所述烟道入口处的烟气中氧量进行分析，进行NOx计算；所述入口NO分析仪12，用于对混合均匀的所述烟道入口处的烟气中NO进行分析，进行NOx计算。
在图1所示的实施例中，所述出口烟气检测装置包括出口取样探头组件、出口取样探头调整组件、出口密封套26、出口烟气存储器22、出口烟气平衡装置21、出口烟气抽取泵19、出口NO分析仪17、出口氨逃逸分析仪18、出口氧量分析仪20。
其中，所述出口取样探头组件，用于对烟道出口的烟气进行取样；所述出口取样探头调整组件，用于调整所述出口取样探头组件在所述烟道出口处的深度和角度；所述出口取样探头组件包括出口取样探头28和与所述出口取样探头28活动连接的出口耐高温转动轴套27，其中，所述出口耐高温转动轴套27带动所述出口取样探头28进行深度和角度的调整。
其中，所述出口取样探头调整组件包括出口探头深度控制装置25、与所述出口耐高温转动轴套27相连接的出口耐高温转动轴套调整器24、出口探头角度调整器23，其中，所述出口探头深度控制装置25，用于对所述出口取样探头28在所述烟道出口进行深度调整；所述出口探头角度调整器23，用于对所述出口取样探头28在所述烟道出口进行角度调整。
其中，所述出口探头角度调整器23采用齿轮箱，所述出口探头角度调整器23对所述出口耐高温转动轴套调整器24进行角度调整，所述出口耐高温转动轴套调整器24带动所述出口耐高温转动轴套27转动，且所述出口耐高温转动轴套27带动所述出口取样探头27转动，实现所述出口取样探头27的角度调整，从而实现在出口烟道内各维度的烟气检测。
其中，所述出口密封套26，用于密封所述出口烟气检测装置与烟道安装缝隙，防止所述烟道出口处的烟气外溢；所述出口烟气存储器22，用于存储所述出口取样探头组件获取的所述烟道出口的各个深度和维度的烟气；所述出口烟气平衡装置21，用于将所述烟道出口的各个深度和角度的烟气混合均匀；所述出口烟气抽取泵19，用于为获取所述烟道出口的烟气提供动力；所述出口氧量分析仪20，用于对混合均匀的所述烟道出口处的烟气中氧量进行分析；所述出口氨逃逸分析仪18，用于对混合均匀的所述烟道出口处的烟气中氨逃逸数据进行分析，进行NOX计算；所述出口NO分析仪17，用于对混合均匀的所述烟道出口处的烟气中NO进行分析，进行NOX计算。
此外，后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置还包括烟气处理装置13，其中，所述烟气处理装置13用于对所述烟道入口的取样获取的烟气、所述烟道出口取样获取的烟气进行净化处理；将分析仪检测后的烟气进行过滤及消音后进行对大气排放无污染气体。
在图1所示的实施例中，诊断系统14通过入口烟气检测装置01、出口烟气检测装置16检测的数据、以及烟道内的烟气量、喷氨量对催化剂生命周期分析具有代表性的数据进行在线聚拢与分析，并按照检测要求控制入口烟气检测装置01、出口烟气检测装置16采集数据；入口烟气检测装置01、出口烟气检测装置16与诊断系统14之间分别通过输入输出信号进行传输。
在图2和图3所示的实施例中，图2示出了在烟道内各个深度取样的状态，图3示出了在烟道内各个维度取样的状态。在图4所示的实施例中，入口烟气检测装置01安装烟道入口处，出口烟气检测装置16安装在烟道出口处，在烟道内还安装烟气流量检测仪29和氨水流量检测仪30，其中，烟气流量检测仪29计算进入催化剂进行反应的实际烟气量，氨水流量检测仪30计算催化剂所用的对NO进行转换反应所用的氨水量，诊断系统14对入口烟气检测装置01、出口烟气检测装置16、烟气流量检测仪29和氨水流量检测仪30到的数据进行分析，判断催化剂生命周期。
与上述装置相对应，本发明还提供一种后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法，图5示出了根据本发明实施例的后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法流程。
如图5所示，本发明提供的后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法，采用上述后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置进行诊断，所述方法具体如下：
S510：当烟道入口的烟气量>或<额定值*10%时，诊断系统向入口取样探头调整组件发出执行指令；
S520：根据所述诊断系统发出的执行指令，所述入口取样探头调整组件对所述烟道入口的烟气在各个深度和角度进行取样；
S530：对获取的所述烟道入口的烟气进行氧量分析以及NO分析，并将所述烟道入口的烟气的分析结果传输至所述诊断系统中；
S540：当所述诊断系统接收到所述烟道入口的烟气的分析结果后，所述诊断系统向出口取样探头调整组件发出执行指令；
S550：根据所述诊断系统发出的执行指令，出口取样探头调整组件对烟道出口的烟气在各个深度和角度进行取样；
S560：对获取的所述烟道出口的烟气进行氧量分析、NO分析以及氨逃逸率分析，并将所述烟道出口的烟气的分析结果传输至所述诊断系统中；
S570：根据所述烟道入口的烟气的分析结果、所述烟道出口的烟气的分析结果，获取催化剂的脱硝率以及氨逃逸率；
S580：根据烟道中的烟气量、喷氨量以及NOx的排放量，获取催化剂生命指标；
S590：根据所述催化剂的脱硝率、氨逃逸率、催化剂生命指标，判断催化剂生命力是否正常，从而完成对所述催化剂生命周期的诊断。
其中，在步骤S520中，所述根据所述诊断系统发出的执行指令，所述入口取样探头调整组件对所述烟道入口的烟气在各个深度和角度进行取样，包括：
S521：通过入口探头深度控制装置05控制所述入口取样探头02获取所述烟道入口的不同深度的烟气；
S522：通过入口探头角度调整器调整07所述入口取样探头02获取所述烟道入口的不同角度的烟气。
在本发明的实施例中，在对获取的所述烟道入口的烟气进行分析之前，将获取的所述烟道入口的不同深度和不同角度的烟气混合均匀。
在步骤S530中，所述对获取的所述烟道入口的烟气进行氧量分析以及NO分析，包括：
通过入口氧量分析仪10对所述烟道入口的烟气进行氧量分析；以及，
通过入口NO分析仪12对所述烟道入口的烟气进行NO分析。
在步骤S550中，所述根据所述诊断系统14发出的执行指令，出口取样探头调整组件对烟道出口的烟气在各个深度和角度进行取样，包括：
S551：通过出口探头深度控制装置25控制所述出口取样探头28获取所述烟道出口的不同深度的烟气；
S552：通过出口探头角度调整器23调整所述入口取样探头获取所述烟道出口的不同角度的烟气。
在本发明的实施例中，在对获取的所述烟道出口的烟气进行分析之前，将获取的所述烟道出口的不同深度和不同角度的烟气混合均匀。
在步骤S560中，所述对获取的所述烟道出口的烟气进行氧量分析、NO分析以及氨逃逸率分析，包括：
通过出口氧量分析仪20对所述烟道出口的烟气进行氧量分析；
通过出口NO分析仪17对所述烟道出口的烟气进行NO分析；以及，
通过氨逃逸分析仪18对对所述烟道出口的烟气进行氨逃逸分析。
在步骤S570中，所述根据所述烟道入口的烟气的分析结果、所述烟道出口的烟气的分析结果，获取催化剂的脱硝率以及氨逃逸率，包括：
根据所述烟道入口的烟气的氧量分析和NO分析的结果，所述烟道出口的烟气的氧量分析和NO分析的结果，获取催化剂的脱硝率；
根据所述烟道出口的烟气的氨逃逸分析结果，获取烟道出口的烟气的氨逃逸率。
在步骤S590中，所述根据所述催化剂的脱硝率、氨逃逸率和催化剂生命指标，判断催化剂生命力是否正常，从而完成对所述催化剂生命周期的诊断，包括：
当所述催化剂的脱硝率大于80%，则所述催化剂生命力正常；其中， 催化剂的脱硝率采用的公式为：
其中，
表示催化剂的脱硝率；
表示烟道出口氧、NO含量；
表示烟道入口氧、NO含量；
当所述催化剂的氨逃逸率<3μL/L，则所述催化剂生命力正常；
通过预设构建的催化剂生命周期数据模型对所述催化剂生命指标进行对比，判定催化剂生命力是否正常；其中，
所述预设构建的催化剂生命周期数据模型包括催化剂生命活力区、催化剂可运行区、催化剂衰减预警更换区和NOx排放达标区，
当所述催化剂生命指标在所述催化剂生命活力区、所述催化剂可运行区，则所述催化剂生命力正常；
当所述催化剂生命指标在所述催化剂衰减预警更换区和NOx排放达标区，则所述催化剂生命力不正常。
在图6所示的具体的实施例中，由于脱硝催化系统为后置式，前期已经对粉尘和SO2进行了脱除，后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法，具体流程执行如下：
诊断系统开始执行工作，烟道入口执行烟气抽样的装置待机状态；取样动作执行条件为：当烟气量>或<额定值*10%变化时，诊断系统输出开始执行指令；入口探头深度控制装置开始执行取样，烟道入口内分五等分位置点（也可以去更多位置点，根据实际情况自行设定）在进行深度取样；然后，入口探头角度调整器开始进行执行取样动作，旋转分三个角度（也可以更多角度，根据实际情况自行设定）进行维度检测；深度与维度取样执行完毕后，将信息反馈给诊断系统，诊断系统发出执行接收的质量；其中，若10分钟内开关量信号无反馈，超时系统状态报警，需现场进行设备状态确认、处理，至取样可执行完毕。
取样执行完毕后，执行烟气混匀工作；入口烟气混匀时间设定满足>5分钟（时间可根据烟气抽取检测的需量，调整混匀时间设定）；执行入口烟气分析，即开启入口烟气抽取泵，烟气经平衡装置稳压、稳流后，进入氧量分析仪，对入口烟气中氧量数据进行分析、进入NO分析仪，对入口烟气中NO数据进行分析；入口烟气数据，输入至诊断系统。
采用上述同样的方式获取烟道出口的取样烟气，对出口烟气进行均匀混合，出口烟气混匀时间设定满足>6分钟，保证脱硝反应器后的烟气在此处得到充分混合（时间可根据烟气抽取检测的需量，调整反应后烟气混匀时间设定）；执行出口烟气分析，即开启出口烟气抽取泵，烟气经平衡装置稳压、稳流后，进入出口氧量分析仪，对出口烟气中氧量数据进行分析、进入NO分析仪，对出口烟气中NO数据进行分析；出口烟气数据，输入诊断系统。
诊断系统，根据出、入口烟气检测数据根据现有公式 
，计算脱硝率，当脱硝率>80%，条件1成立；对出口烟气中氨逃逸率执行检测，当氨逃逸率<3μL/L，条件2 成立；诊断系统对催化剂物理、化学活性分析，通过大数，对烟气量、喷氨量、NOX排放三元素进行经验分析，获取催化剂生命指标；通过预设构建的催化剂生命周期数据模型与催化剂生命指标，判断当前催化剂生命指标是否属于正常范围，预设构建的催化剂生命周期数据模型包括催化剂生命活力区、催化剂可运行区、催化剂衰减预警更换区以及NOx排放达标区，如图6所述，当催化剂生命指标在>曲线①以上区间为催化剂生命活力区，当在曲线①与曲线②区间为催化剂可运行区间，当在曲线②与曲线③区间为催化剂衰减预警更换区间，当低于曲线③线需要对催化剂强制维护保证NOX排放达标；脱硝率保证值>80%、氨逃逸率<3μL/L、催化剂理化活性分析都正常，催化剂可有效执行运行周期；三者是催化剂生命周期诊断为正常的必要条件，其中任一条件不成立，催化剂皆不可有效执行运行周期；催化剂生命周期数字化装置诊断工作完成。
通过上述实施方式可以看出，本发明提供的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置及方法，通过入口烟气检测装置、出口烟气检测装置检测烟道入口、出口的催化剂生命周期相关参数，从而提高生命周期数字化分析能力；通过诊断系统对催化剂物理及化学活性物质表征参数进行在线跟踪分析，提高数据准确性；通过入口烟气检测装置、出口烟气检测装置以及诊断系统相互配合，实现催化剂使用生命周期管理由定性到定量判断的转变，从而提高判断的准确性和科学性。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置及方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置及方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
Claims (17)
1.一种后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置，其特征在于，包括入口烟气检测装置、出口烟气检测装置和诊断系统，其中，
所述入口烟气检测装置，用于对入口烟气进行氧含量和NO含量进行检测，并传输至所述诊断系统；
所述出口烟气检测装置，用于出口烟气进行氧含量和NO含量以及氨逃逸率进行检测，并传输至所述诊断系统；
所述诊断系统，用于根据所述入口烟气检测装置检测的入口烟气的氧含量和NO含量，以及所述出口烟气检测装置检测的出口烟气进行氧含量、NO含量和氨逃逸率进行分析，完成对催化剂生命周期的诊断；
所述入口烟气检测装置包括入口取样探头组件、入口取样探头调整组件、入口氧量分析仪和入口NO分析仪，其中，
所述入口取样探头组件，用于对烟道入口的烟气进行取样；
所述入口取样探头调整组件，用于调整所述入口取样探头组件在所述烟道入口处的深度和角度；
所述入口氧量分析仪，用于对混合均匀的所述烟道入口处的烟气中氧量进行分析；
所述入口NO分析仪，用于对混合均匀的所述烟道入口处的烟气中NO进行分析；
所述入口取样探头组件包括入口取样探头，所述入口取样探头调整组件包括入口探头深度控制装置和入口探头角度调整器，其中，
所述入口探头深度控制装置，用于对所述入口取样探头在所述烟道入口进行深度调整；
所述入口探头角度调整器，用于对所述入口取样探头在所述烟道入口进行角度调整；
所述出口烟气检测装置包括出口取样探头组件和出口取样探头调整组件，其中，所述出口取样探头组件，用于对烟道出口的烟气进行取样；
所述出口取样探头调整组件，用于调整所述出口取样探头组件在所述烟道出口处的深度和角度；
所述出口取样探头组件包括出口取样探头，所述出口取样探头调整组件包括出口探头深度控制装置和出口探头角度调整器，其中，
所述出口探头深度控制装置，用于对所述出口取样探头在所述烟道出口进行深度调整；
所述出口探头角度调整器，用于对所述出口取样探头在所述烟道出口进行角度调整。
2.如权利要求1所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置，其特征在于，
所述入口烟气检测装置还包括入口密封套、入口烟气存储器、入口烟气平衡装置和入口烟气抽取泵，其中，
所述入口密封套，用于密封所述入口烟气检测装置与烟道安装缝隙，防止所述烟道入口处的烟气外溢；
所述入口烟气存储器，用于存储所述入口取样探头组件获取的所述烟道入口的各个深度和维度的烟气；
所述入口烟气平衡装置，用于将所述烟道入口的各个深度和角度的烟气混合均匀；
所述入口烟气抽取泵，用于为获取所述烟道入口的烟气提供动力。
3.如权利要求1所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置，其特征在于，
所述入口取样探头组件还包括与所述入口取样探头活动连接的入口耐高温转动轴套，其中，
所述入口耐高温转动轴带动所述入口取样探头进行深度和角度的调整。
4.如权利要求3所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置，其特征在于，所述入口取样探头调整组件还包括入口耐高温转动轴套调整器，其中，所述入口耐高温转动轴套调整器与所述入口耐高温转动轴套相连接。
5.如权利要求4所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置，其特征在于，所述入口探头角度调整器采用齿轮箱，其中，
所述入口探头角度调整器对所述入口耐高温转动轴套调整器进行角度调整，所述入口耐高温转动轴套调整器带动所述入口耐高温转动轴套转动，且所述入口耐高温转动轴套带动所述入口取样探头转动，实现所述入口取样探头的角度调整。
6.如权利要求1所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置，其特征在于，所述出口烟气检测装置还包括出口密封套、出口烟气存储器、出口烟气平衡装置、出口烟气抽取泵、出口NO分析仪、出口氨逃逸分析仪和出口氧量分析仪，其中，
所述出口密封套，用于密封所述出口烟气检测装置与烟道安装缝隙，防止所述烟道出口处的烟气外溢；
所述出口烟气存储器，用于存储所述出口取样探头组件获取的所述烟道出口的各个深度和维度的烟气；
所述出口烟气平衡装置，用于将所述烟道出口的各个深度和角度的烟气混合均匀；
所述出口烟气抽取泵，用于为获取所述烟道出口的烟气提供动力；
所述出口氧量分析仪，用于对混合均匀的所述烟道出口处的烟气中氧量进行分析；
所述出口氨逃逸分析仪，用于对混合均匀的所述烟道出口处的烟气中氨逃逸数据进行分析；
所述出口NO分析仪，用于对混合均匀的所述烟道出口处的烟气中NO进行分析。
7.如权利要求1所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置，其特征在于，所述出口取样探头组件还包括与所述出口取样探头活动连接的出口耐高温转动轴套，其中，
所述出口耐高温转动轴带动所述出口取样探头进行深度和角度的调整。
8.如权利要求7所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置，其特征在于，所述出口取样探头调整组件还包括与所述出口耐高温转动轴套相连接的出口耐高温转动轴套调整器，其中，
所述出口探头角度调整器采用齿轮箱，所述出口探头角度调整器对所述出口耐高温转动轴套调整器进行角度调整，所述出口耐高温转动轴套调整器带动所述出口耐高温转动轴套转动，且所述出口耐高温转动轴套带动所述出口取样探头转动，实现所述出口取样探头的角度调整。
9.如权利要求1所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置，其特征在于，还包括取样分析烟气处理装置，其中，
所述烟气处理装置，用于对所述烟道入口的取样获取的烟气和所述烟道出口取样获取的烟气进行净化处理。
10.一种后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法，采用如权利要求1-9任一项所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断装置对催化剂生命周期进行诊断，所述方法包括：
当烟道入口的烟气量>或<额定值*10%时，诊断系统向入口取样探头调整组件发出执行指令；
根据所述诊断系统发出的执行指令，所述入口取样探头调整组件对所述烟道入口的烟气在各个深度和角度进行取样；
对获取的所述烟道入口的烟气进行氧量分析以及NO分析，并将所述烟道入口的烟气的分析结果传输至所述诊断系统中；
当所述诊断系统接收到所述烟道入口的烟气的分析结果后，所述诊断系统向出口取样探头调整组件发出执行指令；
根据所述诊断系统发出的执行指令，出口取样探头调整组件对烟道出口的烟气在各个深度和角度进行取样；
对获取的所述烟道出口的烟气进行氧量分析、NO分析和氨逃逸率分析，并将所述烟道出口的烟气的分析结果传输至所述诊断系统中；
根据所述烟道入口的烟气的分析结果和所述烟道出口的烟气的分析结果，获取催化剂的脱硝率以及氨逃逸率；
根据烟道中的烟气量、喷氨量以及NOx的排放量，获取催化剂生命指标；
根据所述催化剂的脱硝率、氨逃逸率和催化剂生命指标，判断催化剂生命力是否正常，从而完成对所述催化剂生命周期的诊断。
11.如权利要求10所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法，其特征在于，
所述根据所述诊断系统发出的执行指令，所述入口取样探头调整组件对所述烟道入口的烟气在各个深度和角度进行取样，包括：
通过入口探头深度控制装置控制所述入口取样探头获取所述烟道入口的不同深度的烟气；
通过入口探头角度调整器调整所述入口取样探头获取所述烟道入口的不同角度的烟气。
12.如权利要求11所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法，其特征在于，
在对获取的所述烟道入口的烟气进行分析之前，将获取的所述烟道入口的不同深度和不同角度的烟气混合均匀。
13.如权利要求12所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法，其特征在于，
所述对获取的所述烟道入口的烟气进行氧量分析以及NO分析，包括：
通过入口氧量分析仪对所述烟道入口的烟气进行氧量分析；以及，
通过入口NO分析仪对所述烟道入口的烟气进行NO分析。
14.如权利要求10所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法，其特征在于，
所述根据所述诊断系统发出的执行指令，出口取样探头调整组件对烟道出口的烟气在各个深度和角度进行取样，包括：
通过出口探头深度控制装置控制所述出口取样探头获取所述烟道出口的不同深度的烟气；
通过出口探头角度调整器调整所述入口取样探头获取所述烟道出口的不同角度的烟气。
15.如权利要求14所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法，其特征在于，在对获取的所述烟道出口的烟气进行分析之前，将获取的所述烟道出口的不同深度和不同角度的烟气混合均匀。
16.如权利要求10所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法，其特征在于，所述根据所述烟道入口的烟气的分析结果和所述烟道出口的烟气的分析结果，获取催化剂的脱硝率以及氨逃逸率，包括：
根据所述烟道入口的烟气的氧量分析和NO分析的结果，所述烟道出口的烟气的氧量分析和NO分析的结果，获取催化剂的脱硝率；
根据所述烟道出口的烟气的氨逃逸分析结果，获取烟道出口的烟气的氨逃逸率。
17.如权利要求16所述的后置式脱硝催化剂生命周期诊断方法，其特征在于，所述根据所述催化剂的脱硝率、氨逃逸率和催化剂生命指标，判断催化剂生命力是否正常，从而完成对所述催化剂生命周期的诊断，包括：
当所述催化剂的脱硝率大于80%，则所述催化剂生命力正常；
当所述催化剂的氨逃逸率<3μL/L，则所述催化剂生命力正常；
通过预设构建的催化剂生命周期数据模型对所述催化剂生命指标进行对比，判定催化剂生命力是否正常；其中，
所述预设构建的催化剂生命周期数据模型包括催化剂生命活力区、催化剂可运行区、催化剂衰减预警更换区和NOx排放达标区，
当所述催化剂生命指标在所述催化剂生命活力区和所述催化剂可运行区，则所述催化剂生命力正常；
当所述催化剂生命指标在所述催化剂衰减预警更换区和NOx排放达标区，则所述催化剂生命力不正常。
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