CN203705415U - 一种脱硝催化剂的评价装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于化工技术领域，提供一种电厂烟气处理的催化剂评价装置，所述装置包括废气供应单元、供气单元、供水单元、反应器和分析单元；所述反应器的入口设置进样管路，废气供应单元、供气单元和供水单元分别连接至进样管路上，通过进样管路与反应器流体连接；反应器气体出口通过出样管路与分析单元连接。本实用新型的脱硝催化剂的评价装置能够进行电厂废气的脱硝评价和模拟合成气脱硝评价，高效方便，实验结果可靠，优于现有的脱硝催化剂的评价装置。
Description
技术领域
本实用新型属于化工技术领域，涉及一种脱硝催化剂评价装置，更具体地，涉及电厂烟气处理的催化剂评价装置。
背景技术
随着现代工业生产的发展和生活水平的提高，人们对环境质量越来越关注，对火电厂的排放标准也提出了更高的环保要求。电厂排放的烟气中氮氧化物占有很大的比例，氮氧化物中一氧化氮占90％以上，因此越来越多的电厂根据环保要求对烟气进行脱硝处理。目前应用最普遍的一种烟气脱硝技术是选择性氧化还原(SCR)烟气脱硝技术，氨气作为还原剂喷入烟气中，在催化剂的作用下生成氮气和水。在脱硝过程中，高活性催化剂的筛选以及SCR反应器是烟气脱硝系统的核心，SCR反应器的主要功能是承载催化剂，为脱硝反应提供空间，同时保证烟气流动的顺畅与气流分布的均匀，为脱硝反应的顺利进行创造条件。但是现有技术中，缺少能够同时进行电厂废气烟气和模拟合成气脱硝的催化剂筛选和评价的装置。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种脱硝催化剂的评价装置，可以在模拟工业化产生废气的条件下进行高活性高选择性催化剂的筛选，也可以研究催化剂的重复利用性以及电厂催化剂生产的过程优化。
本实用新型的评价装置包括废气供应单元、供气单元、供水单元、反应器和分析单元；所述反应器的入口设置进样管路，废气供应单元、供气单元和供水单元分别连接至进样管路上，通过进样管路与反应器流体连接；反应器气体出口通过出样管路与分析单元连接。
优选地，所述反应器里面有至少2个板式催化剂模块，每个模块之前和之后都有一条排气管路，所有的排气管路与出样管路连接。
优选地，每个板式催化剂模块带有单独的电加热单元；所述板式催化剂模块之前、之后和板式催化剂模块之间有温度传感器。
优选地，所述供气单元至少有四条进气管路，所述四条进气管路是O2、NO、NH3和SO2进气管路，所述进气管路分别与进样管路连接。
进一步优选地，至少一条进气管路设置有一个质量流量控制器和一个止回阀。
优选地，所述进样管路上，所述废气供应单元、O2进气管路和供水单元与进样管路的连接处位于NO、NH3和SO2进气管路与进样管路的连接处的上游。
优选地，所述进样管路上还设置有预热器、文丘里管和静态混合器，所述预热器位于所述废气供应单元、O2进气管路和供水单元与进样管路的连接处下游，并位于NO、NH3和SO2进气管路与进样管路的连接处上游；所述文丘里管位于NO、NH3和SO2进气管路与进样管路的连接处的下游、反应器的上游；所述静态混合器位于文丘里管和反应器之间。
优选地，所述废气供应单元包括燃油炉、流量控制阀、冷却回流泵和热交换器。
优选地，所述出样管路与分析单元之间依次设置有氨洗涤器和气体冷却装置；所述分析单元是氮氧化物分析仪。
优选地，所述反应器还设置有一个出口用于气体的直接外排，所述出口连接出口管路，出口管路上设置有旁通阀。
本实用新型的脱硝催化剂的评价装置能够进行电厂废气的脱硝评价和模拟合成气脱硝评价，高效方便，实验结果可靠，优于现有的脱硝催化剂的评价装置。
附图说明
图1是本实用新型的脱硝催化剂评价装置的结构示意图；
图中：1-反应器；2-板式催化剂模块；3-燃油炉；4-流量控制阀；5-冷却回流泵；6-热交换器；7-预热器；8-静态混合器；9-调节阀；10-质量流量控制器；11-调节阀；12-蠕动泵；13-供水单元的储水槽；14-氨洗涤器；15-气体冷却装置；16-氮氧化物分析仪；17-止回阀；18-文丘里管；19-旁通阀；20-进样管路；21-出样管路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步描述，但本实用新型的范围不限于以下具体实施方式和附图内容。
本实施方式的脱硝催化剂的评价装置如图1所示，包括废气供应单元、供气单元、供水单元、反应器和分析单元。反应器里面设置4个板式催化剂模块2。
所述废气供应单元包括燃油炉3、流量控制阀4、冷却回流泵5和热交换器6。油在燃油炉3里面燃烧，燃烧生成的尾气通过冷却回流泵5至热交换器6，可以控制生成的尾气在进入反应器1以前的温度，使其不至于过高，流量控制阀4可以控制通入反应器1的尾气流量，将过量的尾气通入到烟囱。废气供应单元和反应器1通过进样管路20连接。
所述进气单元包括NO、O2、NH3和SO2四种进气管路以及管路上的质量流量控制器10和止回阀17，气体管路分别与进样管路20连接，管路上还设置有调节阀11。本装置是模拟工业化过程的条件下进行脱硝催化剂活性的评价，而煤燃烧排放的烟气中有一部分的硫化物，进气单元应有SO2进气，研究SO2参与的副反应对催化剂的毒害作用。工业化过程中排放的烟气中氮氧化物中90％以上都是NO，此处需要NO进气。因此，进气单元用于提供模拟工业化过程尾气的组成，包括NO和SO2，以及提供烟气脱硝还原需要的NH3和O2。通过质量流量控制器10来测量和控制各种气体在进入反应器以前的流量。进气管路上的止回阀17可以防止气体的逆流。
所述供水单元包括储水槽13和蠕动泵12。水的注入是用来模拟工业化过程生成产物的组成，以及研究SO2、NH3、O2和水发生的副反应对脱硝催化剂活性的影响。蠕动泵12将水从储水槽13注入到反应器1。供水单元与进样管路20连接。
所述进样管路上，所述废气供应单元、O2进气管路和供水单元与进样管路20的连接处位于NO、NH3和SO2进气管路与进样管路20的连接处的上游。
所述进样管路上还设置有预热器7、文丘里管18和静态混合器8，预热器7位于所述废气供应单元、O2进气管路和供水单元与进样管路20的连接处下游，且位于NO、NH3和SO2进气管路与进样管路20的连接处上游；所述文丘里管18位于NO、NH3和SO2进气管路与进样管路20的连接处的下游，以及反应器1的上游；所述静态混合器8位于文丘里管18和反应器1之间。通过文丘里管18的压差探头和压力探头来检测进入反应器1的气体的流量，静态混合器8用来使所有的气体混合均匀，反应过程中有利于气体和催化剂的充分接触，改进喷射的分散性和方向。
进样管路20上供水单元连接处之后，有O2进气管路连接处和预热器7。首先通过氧气可以吹散水珠，增加水和预热器7表面的接触面积，提高预热效率。预热器7将水加热并汽化，也可以用于气体的预热。预热器7可以将气体预热到最高550℃。因为水对SO2、NH3和NO有吸收最用，因此需要在预热器以后进气。生成此后所有气体经过文丘里管18和静态混合器8，进入反应器1。进入反应器1以前气体的量可以用文丘里管18检测。
反应器1由不锈钢材料制成，里面有四个板式催化剂模块2，用于催化剂的放置，脱硝反应在板式催化剂模块2上进行。催化反应过程中可以使用若干个板式催化剂模块，用来使氮氧化物处理的尽可能完全。每个模块之前和之后都有一条排气管路，所有的排气管路与出样管路21连接，排气管路上设置有调节阀9，反应生成的气体可以通过出样管路21排出进入分析单元，也可以通过反应器1的出口，经过出口管路直接排放，出口管路上设置有旁通阀19。每个板式催化剂模块2带有单独的电热单元，可以将板式催化剂加热到200-500℃。所述板式催化剂模块2之前、之后和板式催化剂模块之间有温度传感器。此外，反应器里面装有压力传感器，通过压力传感器测量压力。
所述分析单元是氮氧化物分析仪16，出样管路21与分析单元之间设置有氨洗涤器14、气体冷却装置15。反应后的气体通过出样管路21进入至氮氧化物分析仪16，分析反应后的氮氧化物含量。在通入氮氧化物分析仪16以前，气体首先通过氨气洗涤器14吸收未反应的氨气，再经过气体冷却装置15冷却收集水蒸汽。为了防止气体的冷凝，从反应器到氨洗涤器的管路中带有加热元件。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡根据本实用新型所揭示内容等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围。
Claims (10)
1.一种脱硝催化剂的评价装置，其特征在于，所述装置包括废气供应单元、供气单元、供水单元、反应器和分析单元；所述反应器的入口设置进样管路，废气供应单元、供气单元和供水单元分别连接至进样管路上，通过进样管路与反应器流体连接；反应器气体出口通过出样管路与分析单元连接。
2.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，所述反应器里面有至少2个板式催化剂模块，每个模块之前和之后都有一条排气管路，所有的排气管路与出样管路连接。
3.根据权利要求2所述的评价装置，其特征在于，每个板式催化剂模块带有单独的电加热单元；所述板式催化剂模块之前、之后和板式催化剂模块之间有温度传感器。
4.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，所述供气单元至少有四条进气管路，所述四条进气管路是O2、NO、NH3和SO2进气管路，所述进气管路分别与进样管路连接。
5.根据权利要求4所述的评价装置，其特征在于，至少一条进气管路设置有一个质量流量控制器和一个止回阀。
6.根据权利要求5所述的评价装置，其特征在于，所述进样管路上，所述废气供应单元、O2进气管路和供水单元与进样管路的连接处位于NO、NH3和SO2进气管路与进样管路的连接处的上游。
7.根据权利要求6所述的评价装置，其特征在于，所述进样管路上还设置有预热器、文丘里管和静态混合器，所述预热器位于所述废气供应单元、O2进气管路和供水单元与进样管路的连接处下游，并位于NO、NH3和SO2进气管路与进样管路的连接处上游；所述文丘里管位于NO、NH3和SO2进气管路与进样管路的连接处的下游、反应器的上游；所述静态混合器位于文丘里管和反应器之间。
8.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，所述废气供应单元包括燃油炉、流量控制阀、冷却回流泵和热交换器。
9.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，所述出样管路与分析单元之间依次设置有氨洗涤器和气体冷却装置；所述分析单元是氮氧化物分析仪。
10.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，所述反应器还设置有一个出口用于气体的直接外排，所述出口连接出口管路，出口管路上设置有旁通阀。
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| CN105628857A (zh) * | 2016-02-05 | 2016-06-01 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种scr脱硝催化剂工业中试性能测试装置及方法 |
| CN106596832A (zh) * | 2016-06-02 | 2017-04-26 | 华纳创新（北京）科技有限公司 | 一种scr脱硝催化剂的评价装置 |
| CN107917990A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-04-17 | 董昊南 | 一种scr烟气脱硝现场测试装置 |
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