CN206756764U - 一种烟气脱硝催化剂的性能表征装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟气脱硝催化剂的性能表征装置，它由控制装置、配气装置、反应装置和烟气分析装置组成；配气装置、反应装置和烟气分析装置均与控制装置相连接；配气装置的输出端与反应装置相连接；反应装置的输出端与烟气分析装置相连接；配气装置包括气体混合器，N₂、O₂、NO、SO₂、NH₃在气体混合器中混合均匀后进入脱硝反应器中；脱硝反应器通过设置于其外部的电加热炉进行加热；反应后的烟气再依次进入冷凝器、气液分离器、烟气分析仪中。本实用新型能够准确模拟烟气组成、烟气温度、烟气流速等重要参数，从而准确掌握催化剂的综合性能，找出影响催化剂正常运行的因素，实现脱硝系统的稳定、经济运行。

Description

一种烟气脱硝催化剂的性能表征装置

技术领域

本实用新型涉及一种表征装置，尤其涉及一种烟气脱硝催化剂的性能表征装置，属于环保设备技术领域。

背景技术

选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)是指在催化剂的作用下，利用还原剂(如NH₃)来“有选择性”地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N₂和H₂O的过程。催化剂是SCR工艺的核心，其性能直接影响到烟气NOx是否达标排放，关系到NH₃的逃逸率是否达标，是否会在下游空预器等设备上产生积盐等。因此，脱硝催化剂性能的定期检测与评价是烟气脱硝系统运行管理中的一项重要工作。然而，我国的燃煤烟气脱硝工程仍处于起步阶段，目前仍缺少相应的检测与评价方法，导致大部分燃煤电站都无法满足我国日益严格的烟气排放标准。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种烟气脱硝催化剂的性能表征装置。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种烟气脱硝催化剂的性能表征装置，由控制装置、配气装置、反应装置和烟气分析装置组成；配气装置、反应装置和烟气分析装置均通过导线与控制装置相连接；配气装置的输出端通过不锈钢管道与反应装置相连接；反应装置的输出端通过不锈钢管道与烟气分析装置相连接；

配气装置包括气体混合器，气体混合器输入端的管道分支分别与氮气瓶、氧气瓶、二氧化硫瓶、一氧化氮瓶、氨气瓶相连接；气体混合器的输出端通过不锈钢管道与脱硝反应器上端的烟气入口相连接；脱硝反应器设置于电加热炉的内部，脱硝反应器的外壁与电加热炉呈间隙连接；电加热炉和脱硝反应器共同构成反应装置；

电加热炉上端的烟气出口通过不锈钢管道与烟气分析装置相连接；烟气分析装置包括与电加热炉直接相连的冷凝器、与冷凝器直接相连的气液分离器、与气液分离器的气体出口直接相连的烟气分析仪。

气体混合器的内部设置有多个导流折板。

氮气瓶、氧气瓶、二氧化硫瓶、一氧化氮瓶、氨气瓶中的气体流速均通过质量流量计进行控制计量。

脱硝反应器的内部放置有催化剂，催化剂上缠绕有石棉带。

脱硝反应器的内部上端设置有热电偶；脱硝反应器的外侧设置有控温仪。

本实用新型能够准确模拟烟气组成、烟气温度、烟气流速等重要参数，从而准确掌握催化剂的综合性能，找出影响催化剂正常运行的因素，并在脱硝系统运行中予以合理调整，从而实现脱硝系统的稳定、经济运行。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中：1、氮气瓶；2、氧气瓶；3、二氧化硫瓶；4、一氧化氮瓶；5、氨气瓶；6、气体混合器；7、脱硝反应器；8、电加热炉；9、冷凝器；10、气液分离器；11、烟气分析仪；12、背压阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型由控制装置、配气装置、反应装置和烟气分析装置组成；配气装置、反应装置和烟气分析装置均通过导线与控制装置相连接；配气装置的输出端通过不锈钢管道与反应装置相连接；反应装置的输出端通过不锈钢管道与烟气分析装置相连接；

配气装置包括气体混合器6，气体混合器6输入端的管道分支分别与氮气瓶1、氧气瓶2、二氧化硫瓶3、一氧化氮瓶4、氨气瓶5相连接；氮气瓶1、氧气瓶2、二氧化硫瓶3、一氧化氮瓶4、氨气瓶5中的气体流速均通过质量流量计进行控制计量。气体混合器6的内部设置有多个导流折板，保证气体能够均匀混合。

气体混合器6的输出端通过不锈钢管道与脱硝反应器7上端的烟气入口相连接；脱硝反应器7设置于电加热炉8的内部，通过电加热炉8的加热作用进行升温；电加热炉8和脱硝反应器7共同构成反应装置。脱硝反应器7的外壁与电加热炉8呈间隙连接，混合气体从脱硝反应器7的上端入口进入后从下端出口排出，然后沿着脱硝反应器7与电加热炉8之间的间隙上行，再从电加热炉8上端的烟气出口排出。

脱硝反应器7的内部放置有催化剂，催化剂上缠绕有石棉带，便于隔绝与脱硝反应器7之间的空隙。脱硝反应器7的内部上端设置有热电偶，以测试反应温度；脱硝反应器7的外侧设置有控温仪，控温仪通过与控制装置相连接对反应温度进行控制。

电加热炉8上端的烟气出口通过不锈钢管道与烟气分析装置相连接；烟气分析装置包括与电加热炉8直接相连的冷凝器9、与冷凝器9直接相连的气液分离器10、与气液分离器10的气体出口直接相连的烟气分析仪11；烟气分析仪11与冷凝器9之间的管道上设置有切断和节流用的背压阀12。反应后的烟气首先经过冷凝器9的作用降温至40℃以下，再利用气液分离器10对冷凝后的烟气进行气液分离，分离出的烟气通过烟气分析仪11进行测量。

本实用新型的具体使用方法为：

1、检测配气装置是否漏气；

2、将需要测试的催化剂样品放置在脱硝反应器7内；

3、打开电加热炉8，将温度控制在催化剂设计温度；

4、设置氮气流量为模拟烟气总流量，调节O₂、NO、SO₂、NH₃浓度至催化剂设计浓度值，至反应稳定20分钟后，记录NO浓度、NH₃浓度；

5、试验结束后，利用氮气吹扫脱硝反应器7及烟气分析仪11；

6、根据脱硝效率、氨氮摩尔比、烟气在催化剂内部流速计算催化剂活性常数K，具体公式如下：

K＝-V*In(1-η)

η＝(C₁-C₂)/C₁

其中，V为模拟烟气的速率，m/h；η为脱硝效率；C₁为脱硝反应器入口处NO的质量浓度，mg/m³；C₂为脱硝反应器出口处NO的质量浓度，mg/m³。

本实用新型的有益效果为：

1)可实现不同烟气参数(气体组成浓度、温度、空速比、NH₃/NO摩尔比)连续运行条件下的催化剂脱硝性能测试；

2)实验装置为整体式结构,各结构部件以及气体管路布置合理,操作简单、方便；

3)实验所用的各种气体均采用标准钢瓶气,并为各种气体配备专用阀门和质量流量计,确保试验结果准确可信；

4)加热系统设计合理,升温速率快；温度控制精度较高；

5)O₂、NO、SO₂、NH₃等多种烟气成分在线测试结果准确可靠。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种烟气脱硝催化剂的性能表征装置，其特征在于：它由控制装置、配气装置、反应装置和烟气分析装置组成；所述配气装置、反应装置和烟气分析装置均通过导线与控制装置相连接；所述配气装置的输出端通过不锈钢管道与反应装置相连接；所述反应装置的输出端通过不锈钢管道与烟气分析装置相连接；

所述配气装置包括气体混合器(6)，气体混合器(6)输入端的管道分支分别与氮气瓶(1)、氧气瓶(2)、二氧化硫瓶(3)、一氧化氮瓶(4)、氨气瓶(5)相连接；所述气体混合器(6)的输出端通过不锈钢管道与脱硝反应器(7)上端的烟气入口相连接；所述脱硝反应器(7)设置于电加热炉(8)的内部，脱硝反应器(7)的外壁与电加热炉(8)呈间隙连接；所述电加热炉(8)和脱硝反应器(7)共同构成反应装置；

所述电加热炉(8)上端的烟气出口通过不锈钢管道与烟气分析装置相连接；所述烟气分析装置包括与电加热炉(8)直接相连的冷凝器(9)、与冷凝器(9)直接相连的气液分离器(10)、与气液分离器(10)的气体出口直接相连的烟气分析仪(11)。

2.根据权利要求1所述的烟气脱硝催化剂的性能表征装置，其特征在于：所述气体混合器(6)的内部设置有多个导流折板。

3.根据权利要求1所述的烟气脱硝催化剂的性能表征装置，其特征在于：所述氮气瓶(1)、氧气瓶(2)、二氧化硫瓶(3)、一氧化氮瓶(4)、氨气瓶(5)中的气体流速均通过质量流量计进行控制计量。

4.根据权利要求1所述的烟气脱硝催化剂的性能表征装置，其特征在于：所述脱硝反应器(7)的内部放置有催化剂，催化剂上缠绕有石棉带。

5.根据权利要求1或4所述的烟气脱硝催化剂的性能表征装置，其特征在于：所述脱硝反应器(7)的内部上端设置有热电偶；脱硝反应器(7)的外侧设置有控温仪。