CN115932153A - 模拟分解二噁英联合scr脱硝的催化滤料性能表征实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置，包括多组份自动化配气单元、高精度控温单元、快速放样催化反应单元、烟气检测单元和尾气处理单元，所述多组份自动化配气单元与高精度控温单元连接，以配置并加热所需的混合气体，所述高精度控温单元与快速放样催化反应单元连接，以对快速放样催化反应单元中催化滤料进行催化反应，所述快速放样催化反应单元与烟气检测单元连接，以对反应后烟气进行检测，所述烟气检测单元与尾气处理单元连接，以对检测后尾气进行处理。该装置使用安全便捷，测试条件多因素灵活调节，测试精度高。

Description

模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置

技术领域

本发明属于分解二噁英联合SCR脱硝技术领域，具体涉及一种模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置。

背景技术

大气污染的污染物来自钢铁企业、火电厂等行业的烟气排放，烟气排放的主要污染物有二氧化硫、氮氧化物、飞灰中含有的剧毒物质如二恶英和Cr、Hg 等痕量重金属等。为有效控制大气污染物排放，我国相关部门先后制订了多个相关的法规、政策和标准，来控制污染物的排放量。经过多年持续的研究探索，开发出了一系列的烟气脱硝及脱二噁英新技术，例如高温、中温和低温SCR脱硝技术、SNCR脱硝技术、催化降解二噁英技术等。目前，袋式除尘是工业烟尘过滤效率最高的除尘方式。随着耐高温滤料及脉冲清灰等技术的进一步发展，袋式除尘器凭借优异的除尘性能，在处理高温、高浓度烟气治理领域中得到越来越广泛的应用。随着脱硝催化剂的技术进步，许多研究表明，许多NH₃-SCR脱硝催化剂也可用于催化分解二噁英，可将二噁英彻底降解成 H₂O、CO₂、HCl 等无机小分子，将SCR脱硝催化剂负载到除尘滤料，并将SCR脱硝脱二噁英技术集成于袋式除尘器中，形成SCR脱硝及脱二噁英除尘一体化技术，可解决脱硝设备投资成本高、催化剂易被粉尘堵塞、磨损甚至中毒失效及NH3逃逸等技术难题，实现尘硝协同二噁英一体化去除的短流程低成本运行。开发脱硝及脱二噁英性能更加优异的袋式除尘用脱硝催化滤料技术已成为该领域研究的热门，因此对脱硝及脱二噁英催化滤料的效率性能测试评估仪器也成为该领域研究的重要实验设备。

专利CN201910215838.5公开了一种基于催化剂负载滤料脱硝效果的测试装置及评价方法，模拟烟气通过放置有催化剂负载滤料的脱硝装置，能够检测出催化剂负载滤料对含有氮氧化物的烟气的脱硝效果。但该测试装置采用的是手动进样，自动化程度较低，配气是直接通入混合，混气不均匀，而且对烟气数值的监测采用的是两个单独的烟气传感器测定，存在前后测量误差较大的问题。

专利CN201920317140.X公开了一种脱硝催化剂性能测试装置，该方法通过控制模拟烟气的主要组分，模拟烟气进入装有待测催化剂的反应器后完成脱硝反应过程，通过烟气分析仪检测反应器前后烟气NO浓度变化情况，从而得到催化剂的活性。但该测试装置是针对独立的催化剂进行的脱硝效果评价，无法使用上述装置评价负载有脱硝催化剂的耐高温滤料的脱硝效果。

同时，在脱硝及脱二噁英催化滤料的研发过程中，除过对其催化剂负载效果、催化剂负载晶体类型及其催化滤料热分解性能进行性能表征外，对催化滤料的脱硝协同脱二噁英性能的测试及不同实验工况条件对脱硝及脱二噁英性能影响因素的探究也是评价催化滤料整体性能的重要因素。脱硝及脱二噁英催化滤料的实验测试类型很多，如催化滤料脱硝性能测试、催化滤料抗硫性测试、催化滤料脱二噁英性能测试、温度及过滤风速对催化滤料脱硝及脱二噁英性能影响测试、配气比例及水分含量对催化滤料脱硝及脱二噁英性能影响测试等。为了完成这些性能测试，现有技术需要配备很多套相应的实验测试系统，但由于不同的测试系统设计只用于完成相应类型的实验测试，功能较为单一，从而导致实验室为配备全部的实验测试系统的建设投资大，占地面积较大，仪器设备的利用率较低。并且传统的催化滤料脱硝及脱二噁英性能测试局限于设备自动化程度低（如手动装样）、测试条件单一（如仅能调节温度，调节过滤风速的范围小）、分析检测精度低，实验误差大（反应烟气温度与滤料表面温度不均一），无法准确评价催化滤料综合脱硝性能，且测试系统中各气体管路之间易发生串流，配气不均、设备利用率较低的问题，因此无法较为准确地获得脱硝催化滤料的综合性能评价数据，也对后续催化滤料在实际工况环境使用效果的判断造成了困扰，严重的可能造成应用风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置，该装置使用安全便捷，测试条件多因素灵活调节，测试精度高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置，包括多组份自动化配气单元、高精度控温单元、快速放样催化反应单元、烟气检测单元和尾气处理单元，所述多组份自动化配气单元与高精度控温单元连接，以配置并加热所需的混合气体，所述高精度控温单元与快速放样催化反应单元连接，以对快速放样催化反应单元中催化滤料进行催化反应，所述快速放样催化反应单元与烟气检测单元连接，以对反应后烟气进行检测，所述烟气检测单元与尾气处理单元连接，以对检测后尾气进行处理。

进一步地，所述多组分自动化配气单元包括多路供气系统、混气罐、稳定雾化溶液的精密注射泵、精密汽化室和集成控制装置，所述多路供气系统配设有多个标准气体气瓶，各个标准气体气瓶分别经供气管路与混气罐连接，所述供气管路上依次设置有减压阀、过滤器、电磁截止阀、质量流量控制器和单向阀，标准气体气瓶中输出的气体经减压阀减压及过滤器过滤除尘后，通过质量流量控制器测量和调节流量，而后输入混气罐，所述电磁截止阀用于开启或关闭相应供气管路，所述单向阀用于防止气体回流；所述混气罐、精密注射泵的出口分别连接精密汽化室的进口，所述精密汽化室的出口连接高精度控温单元；各单元通过耐高温耐腐蚀管道连接。

进一步地，所述多路供气系统为五路供气系统，其配设有五个标准气体气瓶，分别装有N₂、O₂、NO、NH₃、SO₂气体；N₂、O₂、NO、NH₃、SO₂气体的供气管路上的质量流量控制器的流量调节范围分别为0~5000 mL/min、0~500 mL/min、0~500 mL/min、0~500 mL/min、0~500 mL/min，流量控制误差≤1mL/min；所述精密注射泵中装有二噁英原液，所述精密注射泵的流量范围为10~1000 µl/min，精度为±0.5%；所述耐高温耐腐蚀管道的内径为3~6mm，其中精密汽化室的出口、高精度控温单元和烟气检测单元之间处于设备外部的连接管道外侧设置有可拆卸式保温套。

进一步地，所述混气罐为0.3 L圆柱型不锈钢罐体，其上等距布设有连接五条供气管路的五个进气口，所述混合罐内设置有等距均分多孔板，以使进入混合罐的气体快速混合均匀。

进一步地，所述高精度控温单元主要由气体预热器和气体反应器两段独立控温单元组成；所述气体预热器主要由螺旋盘管和设于其外侧部的管式加热炉构成，所述螺旋盘管与精密汽化室的输出管道连接；所述管式加热炉的可控温度为25～450 ℃，控温精度为±1℃；所述气体反应器包括反应加热炉和炉管，所述炉管的后端连接螺旋盘管，前端伸入快速放样催化反应单元中，所述反应加热炉位于炉管及快速放样催化反应单元的外侧；催化滤料的前端和后端分别设置有温度传感器。

进一步地，所述快速放样催化反应单元主要由可更换变截面压环和电动升降电机组成，所述可更换变截面压环由上、下两个可更换的齿形圆环垫圈组成，齿形圆环垫圈的内环直径为3~6 cm，外环直径为7~8cm，厚度为2~4mm，由耐500℃以上高温的无机材料制成，齿形圆环垫圈的纵向截面为齿形状，待测滤料放置于上、下压环中间，通过电动升降电机驱动升降使上、下压环的齿形圆环垫圈打开或闭合滤料，以实现高温下快速换样以及放宽实验气体流速；所述电动升降电机扭矩大于100 kg/m²。

进一步地，所述烟气检测单元包括脱硝烟气分析模块、二噁英采集或分析模块和水蒸气采集或分析模块，其中，脱硝烟气分析模块与快速放样催化反应单元之间设有除尘过滤器和硅胶颗粒除水器，脱硝烟气分析模块中含有O₂、NO、NH₃、SO₂分析模块；二噁英采集或分析模块、水蒸气采集或分析模块通过三通阀转换使待测烟气直达采集或分析模块。

进一步地，所述尾气处理单元由氢氧化钠碱液脱硝尾气处理装置和活性炭颗粒吸收脱二噁英处理装置组成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明将脱硝或脱二噁英等测试所需的几路气体整合起来，不再单独为脱硝测试或脱二噁英测试专用，脱硝烟气各管路流量控制集中于自控系统，二噁英烟气与氮气及氧气于汽化室汽化混合后经控制阀进行流量控制。自控系统将温度显示仪、温度控制仪、流量显示仪、流量控制仪，压力显示仪等仪表都统一集成安置在全自动配气柜之中，并由集成的智能可触控数据面板进行控制，内置配气种类程序，可一键启动配气以满足不同实验混合气体的需要。在气体混合罐内自主设计安装了类似于折流板的防冲折流装置，这样可以大幅度降低各管路气体进入混合罐后的流速，使各管路气体在混合罐内有充足的混合接触时间，从而使得各管路气体混合更为均匀，混合气体中各气体组分的含量比例与工业烟气中各组分的含量更为接近，最终提升实验数据结果的合理性与真实性。

2、本发明在催化反应阶段所采用的催化反应台具有快速换样及可调过滤风速的功能，快速换样是将待测滤料样品裁剪成直径为7 cm的圆形滤料，后将其放入样品放置台，通过自主设计一个调速垫圈，通过改变垫圈中间开孔面积和自动配气单元的总气量以实现不同的过滤风速下脱硝效率的测试，使其过滤风速从0.2~6.0 m/min范围内可调，根据测试需要选用不同开孔大小的齿形垫圈，后使用电动升降电机使上下齿形垫圈互相咬合，密封压紧不漏气后即可开始测试实验，并且此换样步骤可以在高温下通过电动升降电机打开换样平台完成换样。相较于传统的催化滤料脱硝及脱二噁英测试系统测试时需先将待测滤料样品裁剪成固定大小且滤料周围需要手动打螺丝孔，再使用多颗螺丝对滤料样品进行上下固定，更换待测滤料样品，则必需等加热设备完全降温后再拆掉固定螺丝进行换样，其突破目前已有测试平台每次手动取换样，换样操作繁复，设备自动化程度低，局限于单一流量单一过滤面积，测试条件单一且效率低下的问题，使得可连续处理测试多组催化滤料样品，极大地提高了样品测试效率及设备使用率，也使得测试过程更加简单便捷。

3、本发明所采用的气体加热器和催化反应台结构相比于传统测试系统所采用的烟气与滤料同时加热，将催化反应单元的预热段与催化反应发生段分割开来，后将混合好的模拟烟气进入加热炉螺旋管进行预热，再进入催化反应台中进行气体反应，该结构设计可使得反应气体温度与催化滤料样品表面温度均匀一致，可以消除由于管式炉壁与气体传热系数相差较大所引起的反应气体与催化滤料样品温度不统一的问题，符合材料传热理论，提高了SCR反应的控温精度，极大地降低了催化反应的实验误差。

附图说明

图1是本发明实施例的装置结构原理图。

图2是本发明实施例中快速放样催化反应单元的结构示意图。

图3是本发明实施例中配设的可更换变截面压环的结构示意图。

图4是本发明实施例中可更换变截面压环的纵向截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1所示，本实施例提供了一种模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置，包括多组份自动化配气单元1、高精度控温单元2、快速放样催化反应单元3、烟气检测单元4和尾气处理单元5，所述多组份自动化配气单元与高精度控温单元连接，以配置并加热所需的混合气体，所述高精度控温单元与快速放样催化反应单元连接，以对快速放样催化反应单元中催化滤料进行催化反应，所述快速放样催化反应单元与烟气检测单元连接，以对反应后烟气进行检测，所述烟气检测单元与尾气处理单元连接，以对检测后尾气进行处理。

其中，所述多组分自动化配气单元包括多路供气系统、混气罐、稳定雾化溶液的精密注射泵、精密汽化室和集成控制装置，所述多路供气系统配设有多个标准气体气瓶，各个标准气体气瓶分别经供气管路与混气罐连接，所述供气管路上依次设置有减压阀、过滤器、电磁截止阀、质量流量控制器（MFC）和单向阀，标准气体气瓶中输出的气体经减压阀减压及过滤器过滤除尘后，通过质量流量控制器测量和调节流量，而后输入混气罐，所述电磁截止阀用于开启或关闭相应供气管路，所述单向阀用于防止气体回流；所述混气罐、精密注射泵的出口分别连接精密汽化室的进口，所述精密汽化室的出口连接高精度控温单元；各单元通过不锈钢管、聚四氟乙烯管等耐高温耐腐蚀管道连接。

如图1所示，在本实施例中，所述多路供气系统为五路供气系统，其配设有五个标准气体气瓶，分别装有N₂、O₂、NO、NH₃、SO₂气体。图中，CV1-CV5表示5个减压阀+过滤器，SV1-SV5表示5个电磁截止阀，MFC1-MFC5表示5个质量流量控制器，NRV1-5表示5个单向阀。N₂、O₂、NO、NH₃、SO₂气体的供气管路上的质量流量控制器的流量调节范围分别为0~5000 mL/min、0~500 mL/min、0~500 mL/min、0~500 mL/min、0~500 mL/min，流量控制误差≤1mL/min；所述精密注射泵中装有二噁英原液，所述精密注射泵的流量范围为10~1000 µl/min，精度为±0.5%；所述耐高温耐腐蚀管道的内径为3~6mm，其中精密汽化室的出口、高精度控温单元和烟气检测单元之间处于设备外部的连接管道外侧设置有可拆卸式保温套。

所述混气罐为0.3 L圆柱型不锈钢罐体，其上等距布设有连接五条供气管路的五个进气口，所述混合罐内设置有等距均分多孔板，以使进入混合罐的气体快速混合均匀。

精密汽化室可控温度为室温~300℃；集成控制装置配备触摸屏以选择工作状态及显示工作流程，PLC控制电磁截止阀及质量流量控制器、压力变送器工作，内置配气种类程序，可一键启动配气以满足不同实验混合气体的需要。

在本实施例中，所述高精度控温单元主要由气体预热器和气体反应器两段独立控温单元组成；所述气体预热器主要由螺旋盘管和设于其外侧部的管式加热炉构成，所述螺旋盘管与精密汽化室的输出管道连接；所述管式加热炉的可控温度为25～450 ℃，控温精度为±1℃；所述气体反应器包括反应加热炉和炉管，所述炉管的后端连接螺旋盘管，前端伸入快速放样催化反应单元中，所述反应加热炉位于炉管及快速放样催化反应单元的外侧；催化滤料的前端和后端分别设置有温度传感器。

通过气体预热器和气体反应器两段独立控温单元，实现设置温度和实际温度偏差小于1℃，这种结构设计区别于传统测试装置在于把传统的金属传热到布料载体（气体反应器部分），变成通过气体传热到布料载体，进而保障温度高精度控制。

如图2-4所示，所述快速放样催化反应单元主要由可更换变截面压环和电动升降电机组成，所述可更换变截面压环由上、下两个可更换的齿形圆环垫圈组成，齿形圆环垫圈的内环直径为3~6 cm，外环直径为7~8cm，厚度为2~4mm，由耐500℃以上高温的无机材料制成，齿形圆环垫圈的纵向截面为齿形状，待测滤料放置于上、下压环中间，通过电动升降电机驱动升降使上、下压环的齿形圆环垫圈打开或闭合滤料，以实现高温下快速换样以及放宽实验气体流速；所述电动升降电机扭矩大于100 kg/m²。

在本实施例中，所述烟气检测单元包括脱硝烟气分析模块、二噁英采集或分析模块和水蒸气采集或分析模块，其中，脱硝烟气分析模块与快速放样催化反应单元之间设有除尘过滤器和硅胶颗粒除水器，脱硝烟气分析模块中含有O₂、NO、NH₃、SO₂分析模块；二噁英采集或分析模块、水蒸气采集或分析模块通过三通阀转换使待测烟气直达采集或分析模块。

在本实施例中，所述尾气处理单元由氢氧化钠碱液脱硝尾气处理装置和活性炭颗粒吸收脱二噁英处理装置组成。

集成控制装置集成于全自动混合配气柜的自控系统，所述流量显示仪和流量控制仪与进气管路上的压力流量计电连接；所述温度显示仪和温度控制仪与反应器上设置的温度传感器电连接；计算机与烟气分析仪电连接。

在实施例中，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。N₂气体纯度为99.99%，O₂气体纯度为99.9%，SO₂、NO、NH₃为标准气体（浓度1%，99%为N₂作为平衡气，使用氯苯溶液作为二噁英原液模拟。

实施例1 催化滤料脱硝性能测试

（1）设置过滤风速为0.5 m/min，使用内径为5 cm的齿形垫圈，通过快速放样催化反应单元放置催化滤料样品；设置高精度控温单元气体预热器和气体反应器目标温度为210℃和200℃；通过多组份自动化配气单元中质量流量控制器和电磁截止阀设置模拟烟气中各气体成份分别为：N₂为925 mL/min，O₂为30 mL/min，NO为40 mL/min，SO₂为5 mL/min；混合气体经混气罐通入烟气分析仪中测得NO初始浓度为390 ppm。

（2）通过多组份自动化配气单元中质量流量控制器和电磁截止阀设置模拟烟气中各气体成份分别为：N₂为885 mL/min，O₂为30 mL/min，NO为40 mL/min，SO₂为5 mL/min，NH₃为40 mL/min。为保证总气体流量为1L/min，在通入反应气NH₃时需要调整平衡气N₂的参数。旋转三通阀开关使混合气体经混气罐通入装有待测催化滤料样品的快速放样催化反应单元中进行脱硝催化反应；通过烟气检测单元，检测得到NO浓度为31ppm，经计算得到该催化滤料样品脱硝率为92%；脱硝反应过程尾气通过尾气处理单元净化吸收排空。

（3）关闭多组份自动化配气单元中质量流量控制器和电磁截止阀，通过快速放样催化反应单元放置催化滤料样品放入新待测催化滤料样品并重复步骤（1）~（3），开始新样品测试。

实施例1中本发明装置与传统催化滤料脱硝测试装置进行测试对比，对比结果如下：

注：反应气体稳定时间指待测烟气从开始通入到烟气分析仪前端测试数值稳定所需时间；实际反应温度与预设温度差是指气体反应器预设温度与实际滤料反应温度差值；更换样品间隔时间是指上一组样品测试完更换下一组样品及升温到预设反应温度所用时间。

实施例2 催化滤料脱二噁英性能测试

（1）设置过滤风速为0.8 m/min，使用内径为4 cm的齿形垫圈，通过快速放样催化反应单元放置催化滤料样品；设置高精度控温单元气体预热器和气体反应器目标温度为230℃和215℃，精密汽化室温度为200℃；通过多组份自动化配气单元中质量流量控制器和电磁截止阀设置模拟烟气中各气体成份分别为：N₂为900mL/min，O₂为100 mL/min；设置精密注射泵氯苯溶液流量为100 µl/min，混合气经精密汽化室通过烟气检测单元测定混合气中的初始二噁英当量含量为0.775 ng TEQ/Nm³

（2）旋转三通阀开关使混合气体通入装有待测催化滤料样品的快速放样催化反应单元中进行脱二噁英反应；通过烟气检测单元，测定催化反应后的尾气中的实际二噁英当量含量为0.017 ng TEQ/Nm³，经分析得到该催化滤料样品脱二噁英率为97.8%；脱二噁英反应过程尾气通过尾气处理单元净化吸收排空。

（3）关闭多组份自动化配气单元中质量流量控制器和电磁截止阀，通过快速放样催化反应单元放置催化滤料样品放入新待测催化滤料样品并重复步骤（1）~（3），开始新样品测试。

实施例2中本发明装置与传统催化滤料脱二噁英测试装置进行测试对比，对比结果如下：

实施例3 催化滤料脱硝协同脱二噁英性能测试

（1）设置过滤风速为1.4 m/min，使用内径为3cm的齿形垫圈，通过快速放样催化反应单元放置催化滤料样品；设置高精度控温单元气体预热器和气体反应器目标温度为245℃和230℃，精密汽化室温度为200℃；通过多组份自动化配气单元中质量流量控制器和电磁截止阀设置模拟烟气中各气体成份分别为：N₂为925mL/min，O₂为30 mL/min，NO为40 mL/min，SO₂为5 mL/min；混合气体经混气罐通入烟气分析仪中测得NO_x初始浓度为395 ppm。设置精密注射泵氯苯溶液流量为50 µl/min，混合气经精密汽化室通过烟气分析仪测定混合气中的初始二噁英当量含量为0.387 ng TEQ/Nm³

（2）通过多组份自动化配气单元中质量流量控制器和电磁截止阀设置模拟烟气中各气体成份分别为：N₂为885 mL/min，O₂为30 mL/min，NO为40 mL/min，SO₂为5 mL/min，NH₃为40 mL/min；旋转三通阀开关使混合气体经混气罐和气化混合室后通入装有待测催化滤料样品的快速放样催化反应单元中进行脱硝催化反应；通过烟气检测单元，检测得到NO浓度为42ppm，测定催化反应后的尾气中的实际二噁英当量含量为0.013 ng TEQ/Nm³；经计算得到该催化滤料样品脱硝率为89.36%，经分析得到该催化滤料样品脱二噁英率为96.6%；脱硝脱二噁英反应过程尾气通过尾气处理单元净化吸收排空。

（3）关闭多组份自动化配气单元中质量流量控制器和电磁截止阀，通过快速放样催化反应单元放置催化滤料样品放入新待测催化滤料样品并重复步骤（1）~（3），开始新样品测试。

实施例3中本发明装置测试效率结果如下：

实施例4 催化滤料脱硝及抗水性能测试

（1）设置过滤风速为0.7m/min，使用内径为4.3cm的齿形垫圈，通过快速放样催化反应单元放置催化滤料样品；设置高精度控温单元气体预热器和气体反应器目标温度为210℃和200℃，精密汽化室温度为200℃；通过多组份自动化配气单元中质量流量控制器和电磁截止阀设置模拟烟气中各气体成份分别为：N₂为855mL/min，O₂为100 mL/min，NO为40mL/min，SO₂为5 mL/min；混合气体经混气罐通入烟气分析仪中测得NO_x初始浓度为387 ppm。设置精密注射泵去离子水流量为50 µl/min，混合气经精密汽化室通过烟气分析仪测定混合气中的初始水汽含量为6.2%。

（2）通过多组份自动化配气单元中质量流量控制器和电磁截止阀设置模拟烟气中各气体成份分别为：N₂为815 mL/min，O₂为100 mL/min，NO为40 mL/min，SO₂为5 mL/min，NH₃为40 mL/min；旋转三通阀开关使混合气体经混气罐和气化混合室后通入装有待测催化滤料样品的快速放样催化反应单元中进行脱硝催化反应；通过烟气检测单元，检测得到NO浓度为82ppm；经计算得到该催化滤料样品脱硝率为78.81%；脱硝反应过程尾气通过尾气处理单元净化吸收排空。

（3）关闭多组份自动化配气单元中质量流量控制器和电磁截止阀，通过快速放样催化反应单元放置催化滤料样品放入新待测催化滤料样品并重复步骤（1）~（3），开始新样品测试。

实施例4中本发明装置测试效率结果如下：

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置，其特征在于，包括多组份自动化配气单元、高精度控温单元、快速放样催化反应单元、烟气检测单元和尾气处理单元，所述多组份自动化配气单元与高精度控温单元连接，以配置并加热所需的混合气体，所述高精度控温单元与快速放样催化反应单元连接，以对快速放样催化反应单元中催化滤料进行催化反应，所述快速放样催化反应单元与烟气检测单元连接，以对反应后烟气进行检测，所述烟气检测单元与尾气处理单元连接，以对检测后尾气进行处理。

2.根据权利要求1所述的模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置，其特征在于，所述多组分自动化配气单元包括多路供气系统、混气罐、稳定雾化溶液的精密注射泵、精密汽化室和集成控制装置，所述多路供气系统配设有多个标准气体气瓶，各个标准气体气瓶分别经供气管路与混气罐连接，所述供气管路上依次设置有减压阀、过滤器、电磁截止阀、质量流量控制器和单向阀，标准气体气瓶中输出的气体经减压阀减压及过滤器过滤除尘后，通过质量流量控制器测量和调节流量，而后输入混气罐，所述电磁截止阀用于开启或关闭相应供气管路，所述单向阀用于防止气体回流；所述混气罐、精密注射泵的出口分别连接精密汽化室的进口，所述精密汽化室的出口连接高精度控温单元；各单元通过耐高温耐腐蚀管道连接。

3.根据权利要求2所述的模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置，其特征在于，所述多路供气系统为五路供气系统，其配设有五个标准气体气瓶，分别装有N₂、O₂、NO、NH₃、SO₂气体；N₂、O₂、NO、NH₃、SO₂气体的供气管路上的质量流量控制器的流量调节范围分别为0~5000 mL/min、0~500 mL/min、0~500 mL/min、0~500 mL/min、0~500 mL/min，流量控制误差≤1mL/min；所述精密注射泵中装有二噁英原液，所述精密注射泵的流量范围为10~1000 µl/min，精度为±0.5%；所述耐高温耐腐蚀管道的内径为3~6mm，其中精密汽化室的出口、高精度控温单元和烟气检测单元之间处于设备外部的连接管道外侧设置有可拆卸式保温套。

4.根据权利要求3所述的模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置，其特征在于，所述混气罐为0.3 L圆柱型不锈钢罐体，其上等距布设有连接五条供气管路的五个进气口，所述混合罐内设置有等距均分多孔板，以使进入混合罐的气体快速混合均匀。

5.根据权利要求1所述的模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置，其特征在于，所述高精度控温单元主要由气体预热器和气体反应器两段独立控温单元组成；所述气体预热器主要由螺旋盘管和设于其外侧部的管式加热炉构成，所述螺旋盘管与精密汽化室的输出管道连接；所述管式加热炉的可控温度为25～450 ℃，控温精度为±1℃；所述气体反应器包括反应加热炉和炉管，所述炉管的后端连接螺旋盘管，前端伸入快速放样催化反应单元中，所述反应加热炉位于炉管及快速放样催化反应单元的外侧；催化滤料的前端和后端分别设置有温度传感器。

6.根据权利要求1所述的模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置，其特征在于，所述快速放样催化反应单元主要由可更换变截面压环和电动升降电机组成，所述可更换变截面压环由上、下两个可更换的齿形圆环垫圈组成，齿形圆环垫圈的内环直径为3~6 cm，外环直径为7~8cm，厚度为2~4mm，由耐500℃以上高温的无机材料制成，齿形圆环垫圈的纵向截面为齿形状，待测滤料放置于上、下压环中间，通过电动升降电机驱动升降使上、下压环的齿形圆环垫圈打开或闭合滤料，以实现高温下快速换样以及放宽实验气体流速；所述电动升降电机扭矩大于100 kg/m²。

7.根据权利要求1所述的模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置，其特征在于，所述烟气检测单元包括脱硝烟气分析模块、二噁英采集或分析模块和水蒸气采集或分析模块，其中，脱硝烟气分析模块与快速放样催化反应单元之间设有除尘过滤器和硅胶颗粒除水器，脱硝烟气分析模块中含有O₂、NO、NH₃、SO₂分析模块；二噁英采集或分析模块、水蒸气采集或分析模块通过三通阀转换使待测烟气直达采集或分析模块。

8.根据权利要求1所述的模拟分解二噁英联合SCR脱硝的催化滤料性能表征实验装置，其特征在于，所述尾气处理单元由氢氧化钠碱液脱硝尾气处理装置和活性炭颗粒吸收脱二噁英处理装置组成。

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