CN207163998U - 样品舟法兰外扩式微型scr脱硝催化剂活性检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置。该装置包括配气单元、注水单元、预热单元、反应单元、烟气检测单元和尾气处理单元，所述反应单元包括加热炉和置于炉内的样品舟，加热炉上部设置进气管法兰，下部设置出气管法兰，进、出气法兰分别连接供气单元的管路和尾气处理单元的管路；样品舟包括中部样品管和两端的上、下法兰；当样品舟置于加热炉内时，样品舟两端的上、下法兰分别与进、出气管法兰相装配，将样品舟固定在加热炉内。
Description
技术领域：
本实用新型属催化剂检测技术领域，涉及一种SCR脱硝催化剂活性检测装置，具体涉及一种样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置。
背景技术：
微型SCR脱硝催化剂活性检测装置是一种用于评估SCR脱硝催化剂工艺性能指标的实验检测装置，其通过模拟电厂SCR脱硝催化剂的运行工况环境，测量模拟烟气通过SCR脱硝催化剂前后组分的变化，以评估测试样品的脱硝效率、活性、氨逃逸等各项指标。
近年我国对于火电厂排放氮氧化物的控制指标日趋严格，火电企业对SCR烟气脱硝系统尤其是作为核心部件的SCR烟气脱硝催化剂的质量监督和管理工作的重视程度也日益增强。
SCR脱硝催化剂活性检测装置的反应单元在模拟实际脱硝SCR反应器时需模拟脱硝SCR反应器区域内的高温环境，同时要求模拟的区域内温度恒定、均匀，由此要求SCR脱硝催化剂活性检测装置的反应单元外壁需要有足够厚的保温层。测试时为防止模拟烟气泄漏对实验结果造成影响，还需保证反应器的严密性。以上所述的各项实验条件造成SCR脱硝催化剂活性检测装置的反应单元结构复杂，这使得SCR脱硝催化剂活性检测装置在装样及卸样过程中十分繁琐。
发明内容：
针对上述问题，本实用新型提供了一种样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置。
本实用新型的具体技术方案如下：
一种样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置，包括配气单元、注水单元、预热单元、反应单元、烟气检测单元和尾气处理单元，所述反应单元包括加热炉和置于炉内的样品舟，加热炉上部设置进气管法兰，下部设置出气管法兰，进、出气法兰分别连接供气单元的管路和尾气处理单元的管路；样品舟包括中部样品管和两端的上、下法兰；当样品舟置于加热炉内时，样品舟两端的上、下法兰分别与进、出气管法兰相装配，将样品舟固定在加热炉内。
本实用新型的进一步设计在于：
出气管法兰还设置有机械提升机构，与其相适配，出气管法兰与尾气处理单元的连接管路上设有一段波纹管。
与进气管法兰连接的供气单元管路上还设有整流孔板，用于气体进入样品舟前的整流。
加热炉采用立式侧开式保温加热炉，侧开式方便样品舟的拆装。
上、下法兰与进、出气管法兰配合面均设有密封凹槽，并在密封凹槽内安装有密封件。
所述密封件采用石墨垫片。
所述上、下法兰和进、出气管法兰的口径大于加热炉口径，以便于安装。
加热炉上部对应上法兰与进气管法兰配合位置设有保温卡箍；加热炉下部对应下法兰与出气管法兰配合位置也设有保温卡箍。
配气单元包括HN3配气单元、SO2配气单元、NO配气单元、压缩空气配气单元和N2配气单元，它们分别设有减压阀、气体过滤器、质量流量计及质量流量计校准口。
注水单元主要包平流泵（带流量调节测量功能）、过滤器及储水瓶；预热单元采用盘管式加热炉；尾气处理单元主要包盘管式冷凝器、吸收瓶及干燥瓶；烟气检测单元主要包烟气分析仪及预处理装置，该单元分别采集对反应单元进气和出气端采样处理。
该装置的功能为评估催化剂的脱硝效率、活性、SO2/SO3转化率、氨逃逸等各项指标。能在不破坏反应器保温的情况下方便的拆装SCR脱硝催化剂样品，避免保温层反复拆装造成的保温性能的下降。该装置反应器内样品舟采用法兰式连接，可保证反应器内的密闭性，杜绝因密封不严产生的误差。不用反复拆装保温层，避免玻纤棉等保温材料对人体的伤害。
本实用新型提供一种样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置。该装置的功能为评估催化剂的脱硝效率、活性、SO2/SO3转化率、氨逃逸等各项指标。
反应单元中样品舟与样品舟前后管道采用法兰连接，避免因反应单元密封不严影响实验结果。加热炉采用侧开式，方便样品舟的安装与拆卸。样品舟处于侧开式保温加热炉内，使SCR脱硝催化剂检测样品处于均匀恒定的温度环境内。模拟烟气进入样品舟前先经过整流孔板整流，满足一定的流场分布要求后，自上而下通过SCR脱硝催化剂样品，并发生NH3-SCR NOx（NH3选择性催化还原NOx反应）脱硝反应。
本实用新型相比现有技术具有如下有益效果：
一、本实用新型的检测装置可进行微型催化剂活性测试，检测方式满足电力行业标准（DL/T 1286-2013）要求，相比一般小型检测装置反应单元内温度更加恒定均匀。
二、该检测装置的反应器部分采用侧开门式，保温层无需反复拆装，避免实验人员接触波密纤维棉，防止玻璃纤维棉被人吸入造成对人体的伤害。
三、该检测装置的样品舟与进气管道、排气管道采用法兰连接，在长时间高温环境中能保证密闭性，避免了检测装置因漏气造成对实验结果的影响。
四、该检测装置的反应单元下部采用波纹管及机械提升机构，机械提升机构在拆装样品时可控反应单元排气管道法兰面高度，便于样品舟拆装时调整进气管法兰、出气管法兰之间的相对距离，方便样品舟拆卸及样品舟装载时的固定。反应单元下部波纹管用于检测装置加热时补偿样品舟膨胀所造成的热应力，防止因样品舟受热膨胀造成管道焊接部位拉裂。
五、该检测装置中设置了气体混合器及氨气混合器，提高进入样品管气体的均匀性，避免因注入的各种气体混合不均匀造成对实验结果的影响。
附图说明:
图1为本实用新型装置的流程结构示意图。
图2为本实用新型装置中的样品舟结构示意图。
图中：1-1：10%HN3减压阀；1-2：10%HN3过滤器；1-3：10%HN3质量流量计前端关断阀；1-4：10%HN3质量流量计供气校准口；1-5：10%HN3质量流量计；1-6：10%HN3质量流量计后端关断阀；1-7：10%HN3质量流量计检测校准口；2-1：SO2减压阀；2-2：SO2过滤器；2-3：SO2质量流量计前端关断阀；2-4：SO2质量流量计供气校准口；2-5：SO2质量流量计；2-6：SO2质量流量计后端关断阀；2-7：SO2质量流量计检测校准口；3-1：10%NO减压阀；3-2：10%NO过滤器；3-3：10%NO质量流量计前端关断阀；3-4：10%NO质量流量计供气校准口；3-5：10%NO质量流量计；3-6：10%NO质量流量计后端关断阀；3-7：10%NO质量流量计检测校准口；4-1：压缩空气减压阀；4-2：压缩空气过滤器；4-3：压缩空气质量流量计前端关断阀；4-4：压缩空气质量流量计供气校准口；4-5：压缩空气质量流量计； 4-6：压缩空气质量流量计后端关断阀； 4-7：压缩空气质量流量计检测校准口； 5-1：N2减压阀；5-2：N2过滤器；5-3：N2质量流量计前端关断阀；5-4：N2质量流量计供气校准口；5-5：N2质量流量计；5-6：N2质量流量计后端关断阀；5-7：N2质量流量计检测校准口； 8：气体混合器；9：预热炉；10：平流泵；11：储水瓶；12：三通阀；13：氨气混合器；14：反应单元入口热电偶；15：烟气检测取样口；16：整流孔板；17：侧开式加热炉；18：样品舟；19：法兰连接螺栓；20：机械提升机构；21：波纹管；22：尾气监测热电偶；23：保温卡箍；24：烟气分析单元；25：盘管式冷凝器；26：循环水泵；27：冷凝水排污阀；28：吸收瓶；29：干燥瓶；31：进气管法兰；32:样品舟上法兰；33：样品舟下法兰；34：出气管法兰；35：石墨垫片。
具体实施方式：
实施例一：
如图1、图2所示，本实用新型的样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置，包括配气单元、注水单元、预热单元、反应单元、烟气检测单元和尾气处理单元。
配气单元可以包括HN3配气单元、SO2配气单元、NO配气单元、压缩空气配气单元和N2配气单元，各配气单元主要设有减压阀、气体过滤器、质量流量计（带流量调节功能）及质量流量计校准口。
注水单元主要包平流泵10（带流量调节测量功能）、过滤器及储水瓶11；预热单元采用盘管式加热炉；尾气处理单元主要包盘管式冷凝器25、吸收瓶28及干燥瓶29；烟气检测单元主要包烟气分析仪及预处理装置，该单元分别采集对反应单元进气和出气端采样处理。
反应单元主要包括加热炉17、整流孔板16、样品舟18及机械提升机构20；加热炉采用立式侧开式保温加热炉，样品舟18置于加热炉内，加热炉上部设有与供气单元管路相连的进气管法兰31，下部设有与尾气处理单元管路连接的出气管法兰34；样品舟中部为样品管，样品舟两端分别设有上、下法兰（32、33）；当样品舟置于加热炉内时，中部样品管位于加热炉内，两端上、下法兰置于炉外且上、下法兰分别与进、出气管法兰相装配，将样品舟固定在加热炉内，且样品舟的样品管与进气管和出气管连通。进气管法兰31前部管路中还设有整流孔板，用于整流。上、下法兰与进、出气管法兰配合面均设有密封凹槽，且在密封凹槽内安装石墨垫片35，用于样品舟的样品管与进气管和出气管的密封连接。加热炉上下部对应上、下法兰与进、出气管法兰配合位置设有保温卡箍，用于该部位的保温。加热炉上部和下部的管路上还可能设置保护层，也用于保温。
出气管法兰34设有机械提升机构，出气管法兰34连接的出气管上设有一段波纹管21，以便适应出气管法兰34的升降。机械提升机构20可采用钢制齿条、齿轮和曲轴式手把结构，由曲轴式手把带动齿轮，齿轮带动齿条调节齿条高度，从而带动出气管法兰34与样品舟下法兰的配合与分离，以便于更换样品舟中样品。
实施例二：
本例出气管法兰未设有机械提升机构，出气管法兰连接的出气管上也不设波纹管，其余同实施例一。
实施例三：
本实用新型实施例一样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置的工作过程：
本实用新型中，配气单元中的减压阀1-1、2-1、3-1、4-1、5-1将来自储气钢瓶的10%HN3、SO2、10%NO、和来自空压机及制氮机的压缩空气、N2减压至0.3-0.6MPa，经过滤器1-2、2-2、3-2、4-2、5-2过滤后供至质量流量计前端。质量流量计前端设置供气校准口1-4、2-4、3-4、4-4、5-4，质量流量计后端设置检测校准口1-6、2-6、3-6、4-6、5-6，便于校准质量流量计。质量流量计前端关断阀1-3、2-3、3-3、4-3、5-3和后端关断阀1-7、2-7、3-7、4-7、5-7作为质量流量计校准时关断前后进排气管道便于校准质量流量计。质量流量计（带流量调节功能）2-5、3-5、4-5、5-5通过调节SO2、10%NO、压缩空气、N2的流量来控制模拟烟气的组分，通过质量流量计的一定量SO2、10%NO、压缩空气、N2经气体混合器8混合均匀后形成干基的模拟烟气。模拟烟气的含水量通过调节平流泵10抽取储水瓶11中的水的流量来控制，平流泵出口设置三通阀12用于检查供水量。
干基模拟烟气将平流泵注入的水带至预热炉9，预热炉将模拟烟气加热至实验所需温度，预热炉的加热温度为可设定式。10%HN3质量流量计（带流量调节功能）1-5通过控制10%HN3的流量将所需一定量的10%HN3注入预热炉预热后的模拟烟气中。模拟烟气与10%HN3混合后的烟气经过氨气混合器13混合均匀后注入反应单元。反应单元入口设置热电偶14用于检测注入反应单元的烟气温度，整流孔板16用以整流通过样品舟的模拟烟气。烟气检测单元24通过抽取检测样品舟前后取样口15的模拟烟气的成分，可由此计算出SCR脱硝催化剂的脱硝效率、活性、SO2/SO3转化率、氨逃逸等指标。通过压差变送器测量反应单元前后压差测点15的压差可得出SCR脱硝催化剂的前后压差。热电偶16通过检测尾气温度的方式用以判断反应单元内模拟烟气温度有无异常。经过反应单元的模拟烟气由尾气处理单元中的盘管式冷凝器25进行降温，降温循环水由循环泵26进行循环，盘管式冷凝器下端设置排污阀27用于排除烟气降温时冷凝的冷凝水。降温后的模拟烟气经吸收瓶28吸收其中的SO2、NO、HN3，干燥瓶29吸收模拟烟气中的水分后排放至大气。
其中反应单元中的样品舟18为实验样品的载具，实验时实验样品装载在样品舟中，样品舟装载于侧开式加热炉17内，样品舟上法兰32和下法兰33连接至侧开式加热炉内上部进气管法兰31和下部排气口法兰34。所有法兰均为非标法兰并带有密闭凹凸槽，凹凸槽之间安装有石墨垫片36用于密封法兰面，法兰面直径大于侧开式加热炉直径。所有法兰固定螺栓19在法兰面突出侧开式加热炉外壁部分，该部分保温由硬质保温卡箍23进行保温。侧开式加热炉下部排气管道安装有波纹管21及机械提升机构20，机械提升机构可调整反应单元排气管道上法兰面高度，便于安装拆卸样品舟。
样品装载时将硬质保温卡箍摘下，拆除样品舟上、下法兰连接螺栓，通过机械式提升装置降低样品舟下部法兰面高度，取出样品舟进行样品装载。将装载有样品的样品舟放入侧开式加热炉内，通过机械式提升装置提升出气管法兰面高度，将样品舟压紧在侧开式加热炉内上下法兰之间，安装样品舟上下法兰连接固定螺栓。关闭侧开式加热炉炉门，将硬质保温卡箍安装在样品管上下法兰突出侧开式加热炉处用于保温，便可开始测试。
Claims (10)
1.一种样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置，包括配气单元、注水单元、预热单元、反应单元、烟气检测单元和尾气处理单元，其特征是：所述反应单元包括加热炉和置于炉内的样品舟，加热炉上部设置进气管法兰，下部设置出气管法兰，进、出气法兰分别连接供气单元的管路和尾气处理单元的管路；样品舟包括中部样品管和两端的上、下法兰；当样品舟置于加热炉内时，样品舟两端的上、下法兰分别与进、出气管法兰相装配，将样品舟固定在加热炉内。
2.根据权利要求1所述样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置，其特征是：出气管法兰还设置有机械提升机构，与其相适配，出气管法兰与尾气处理单元的连接管路上设有一段波纹管。
3.据权利要求2所述样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置，其特征是：与进气管法兰连接的供气单元管路上还设有整流孔板。
4.根据权利要求3所述样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置，其特征是：加热炉采用立式侧开式保温加热炉。
5.据权利要求1-4任一所述样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置，其特征是：上、下法兰与进、出气管法兰配合面均设有密封凹槽，并在密封凹槽内安装有密封件。
6.根据权利要求5所述样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置，其特征是：所述密封件采用石墨垫片。
7.根据权利要求5所述样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置，其特征是：所述上、下法兰和进、出气管法兰的口径大于加热炉口径。
8.根据权利要求7所述样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置，其特征是：加热炉上部对应上法兰与进气管法兰配合位置设有保温卡箍；加热炉下部对应下法兰与出气管法兰配合位置也设有保温卡箍。
9.根据权利要求5所述样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置，其特征是：配气单元包括HN3配气单元、SO2配气单元、NO配气单元、压缩空气配气单元和N2配气单元，它们分别设有减压阀、气体过滤器、质量流量计及质量流量计校准口。
10.据权利要求5所述样品舟法兰外扩式微型SCR脱硝催化剂活性检测装置，其特征是：注水单元主要包平流泵、过滤器及储水瓶；预热单元采用盘管式加热炉；尾气处理单元主要包盘管式冷凝器、吸收瓶及干燥瓶；烟气检测单元主要包烟气分析仪及预处理装置，该单元分别采集对反应单元进气和出气端采样处理。
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|---|---|
| CN207163998U true CN207163998U (zh) | 2018-03-30 |
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ID=61715351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720981636.8U Active CN207163998U (zh) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | 样品舟法兰外扩式微型scr脱硝催化剂活性检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207163998U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107356701A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-11-17 | 国电环境保护研究院 | 样品舟法兰外扩式微型scr脱硝催化剂活性检测装置 |
| CN110608992A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-24 | 浙江大学 | 一种测试垃圾焚烧锅炉受热面金属材料耐高温腐蚀性能的探针装置及方法 |
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2017
- 2017-08-08 CN CN201720981636.8U patent/CN207163998U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107356701A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-11-17 | 国电环境保护研究院 | 样品舟法兰外扩式微型scr脱硝催化剂活性检测装置 |
| CN110608992A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-24 | 浙江大学 | 一种测试垃圾焚烧锅炉受热面金属材料耐高温腐蚀性能的探针装置及方法 |
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