CN208206919U

CN208206919U - 一种低温脱硝催化剂活性评价装置

Info

Publication number: CN208206919U
Application number: CN201820790024.5U
Authority: CN
Inventors: 王占修; 裴广斌; 尚兴记
Original assignee: Luoyang Zhongchao New Material Shares Co Ltd
Current assignee: Luoyang Zhongchao New Material Shares Co Ltd
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2018-12-07
Anticipated expiration: 2028-05-25

Abstract

一种低温脱硝催化剂活性评价装置，包括进气系统、反应系统、气液分离系统和控制系统，进气系统通过管道A连接与反应系统,反应系统通过管道C分别与气液分离系统连接,控制系统通过数据线与反应系统、气液分离系统连接；进气系统包括反应气体管路、毒质气体管路、还原气体管路、吹扫气体管路、稀释气体管路、管道混合器和预热器，反应系统包括预氧化反应器和脱硝反应器，预氧化反应器和脱硝反应器之间设有管道B，还原气体管路通过设在管道B上的三通阀B与脱硝反应器连接，气液分离系统包括循环水冷却罐和气液分离罐，本实用新型提供一种可实现烟气预氧化和脱硝催化剂活性评价及避免管路堵塞的的脱硝催化剂评价装置。

Description

一种低温脱硝催化剂活性评价装置

技术领域

本实用新型涉及催化剂反应评价装置，尤其涉及一种低温脱硝催化剂活性评价装置。

背景技术

公知的，非电领域燃煤的烟气，包括焦化、水泥窑炉、陶瓷窑炉、玻璃窑炉，属于低温烟气。选择性催化剂还原（SCR）是目前非煤领域燃煤烟气普遍采用的低温脱硝技术。作为SCR技术的核心，脱硝催化剂的脱硝效率、SO₂/SO₃转化率、活性温度窗口等技术指标与整体SCR技术的正常运行密切相关。一般而言，对于生产线中取出的工业催化剂样品或者实验室内制备的新型脱硝催化剂样品，均是通过采用催化剂微型反应装置来检测上述指标，以完成催化剂的质量检测、配方筛选。因此，选用设计合理、检测高效的催化剂评价装置，对于低温脱硝催化剂性能的进一步提升，具有十分重要的意义。

现有技术中，基本都是模仿中高温（280℃-420℃）催化剂微型评价装置进行评价，一般只包含一个脱硝催化反应器，并且参加反应的气体及还原气体都是先在预热器中混合和预热，存在进气原料不符合低温脱硝反应的化学反应计量数，评价效率低，准确性低的缺点。并且，在连续运行一定时间后装置管路，尤其是反应器尾气管路和烟气分析仪管路中容易被催化剂粉尘、硫酸盐堵塞。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型通过增设预氧化反应器和气液分离罐，同时改变还原气体进气方式，提供一种可实现烟气预氧化和脱硝催化剂活性评价及避免管路堵塞的的脱硝催化剂评价装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种低温脱硝催化剂活性评价装置，包括进气系统1、反应系统2、气液分离系统3和控制系统4，进气系统1通过管道A5和反应系统2连接，反应系统2通过管道C9和气液分离系统3连接，控制系统4通过数据线与反应系统2、气液分离系统3连接；进气系统1包括反应气体管路、毒质气体管路、还原气体管路、吹扫气体管路、稀释气体管路、管道混合器101和预热器102，并联设置的反应气体管路、毒质气体管路、稀释气体管路均通过管道混合器101与预热器102连接，吹扫气体管路分别和反应气体管路、毒质气体管路、稀释气体管路连接，反应系统2包括预氧化反应器201和脱硝反应器202，预氧化反应器201和脱硝反应器202之间设有管道B7，还原气体管路通过设在管道B7上的三通阀B8与脱硝反应器202连接。

所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，气液分离系统3包括循环水冷却罐301和气液分离罐302，循环水冷却罐301入口端通过管道C9和脱硝反应器202相连，循环水冷却罐301出口端通过管道D10和气液分离罐302连接。

所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，控制系统4包括流量控制仪401、温度控制仪402、压力控制仪403、温度和压力报警系统404。

所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，反应气管路为并联设置的O₂管路105和NO管路107, 毒质气管路为并联设置的SO₂管路106和H₂O管路108，还原气体管路为NH₃管路109，吹扫气体管路为N₂管路103，稀释气体管路为Ar管路104。

所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，在N₂管路103、Ar管路104、O₂管路105、SO₂管路106、NO管路107、NH₃管路109的入口端均设有相应的气源，距离气源均依次设有质量流量计110、单向阀111和压力表112，在Ar管路104、O₂管路105、SO₂管路106、NO管路107的气源出口处均设有截止阀A113，在截止阀A113和质量流量计110之间均接入N₂管路103。

所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，在H₂O管路108的入口端设有水源，距离水源依次设有注水泵15、单向阀111、截止阀B16。

所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，在管道A5上设有三通阀A6，在管道B7上设有三通阀B8。

所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，循环水冷却罐301上分别设有进水口13和出水口14，气液分离罐302上分别设有尾气取样口11和液体出口12，尾气取样口11和液体出口12处均设有三通阀。

所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，截止阀A、单向阀、质量流量计均为防腐蚀材质。

所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，所述装置的进气管路、管道混合器、预热器、预氧化反应器和脱硝反应器均为防腐蚀材质。

由于采用以上技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、增设预氧化反应器，参加反应的气体先在预热器中预氧化，为后续脱硝催化反应提供符合工艺气体条件的反应气，提高了催化剂样品活性评价的效率和准确性；

2、还原剂NH₃直接进入脱硝反应器，避免了NH₃的氧化和其他副反应的发生，减少了NH₃的使用量，节省成本，同时提高了还原反应物料比的精确度；

3、设置了循环水冷却罐、气液分离罐，避免了尾气中水蒸气、催化剂粉尘和硫酸盐对烟气分析仪的损害，延长了烟气分析仪的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图中1进气系统；2反应系统；3气液分离系统；4控制系统；5管道A；6三通阀A；7管道B；8三通阀B；9管道C；10管道D；11尾气取样口；12液体出口；13进水口；14出水口；15注水泵；16截止阀B；101管道混合器；102预热器；103 N₂管路；104 Ar管路；105 O₂管路；106 SO₂管路；107 NO管路；108 H₂O管路；109 NH₃进气管路；110质量流量计；111单向阀；112压力表；113截止阀A；201预氧化反应器；202脱硝反应器；301循环水冷却罐；302气液分离罐；401流量控制仪；402温度控制仪；403压力控制仪；404温度和压力报警系统。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。

结合附图1所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，包括进气系统1、反应系统2、气液分离系统3和控制系统4，进气系统1通过管道A5和反应系统2连接，反应系统2通过管道C9和气液分离系统3连接，控制系统4通过数据线与反应系统2、气液分离系统3连接；进气系统1包括反应气体管路、毒质气体管路、还原气体管路、吹扫气体管路、稀释气体管路、管道混合器101和预热器102，并联设置的反应气体管路、毒质气体管路、稀释气体管路均通过管道混合器101与预热器102连接，吹扫气体管路分别和反应气体管路、毒质气体管路、稀释气体管路连接，反应系统2包括预氧化反应器201和脱硝反应器202，预氧化反应器201和脱硝反应器202之间设有管道B7，还原气体管路通过设在管道B7上的三通阀B8与脱硝反应器202连接。

所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，在H₂O管路108的入口端设有水源，距离水源依次设有注水泵15、单向阀111、截止阀16B。

本实用新型的工作原理：

在预氧化反应器201中装填一定量的预氧化催化剂、在脱硝反应器202中装填低温脱硝催化剂，先将预氧化反应器201和脱硝反应器202升到合适的温度，打开N₂管路103的气源，吹扫一定时间，再打开反应气管路O₂管路105、NO管路107和稀释气体Ar管路104的气源，Ar用来调整气体浓度，并改变催化剂的空速，根据具体评价条件调节各气体流量，调节进气三通阀A6，控制反应气体进入预氧化反应器201，预氧化反应器201尾气通过出气口三通阀B8进入烟气分析仪器进行分析，待分析结果符合脱硝反应条件时, 调节三通阀B8通入还原气体NH₃，开始脱硝催化反应，脱硝反应器202的尾气通过管道C9进入循环水冷却罐301，尾气通过冷却罐301后在气液分离罐302内进行气液分离，气体部分通过气液分离罐302上部设置的尾气取样口11进入烟气分析仪进行分析，不分析时可以排空，气液分离罐302中的液体通过液体出口12排出，通过对脱硝反应进气和尾气成分的对比分析，从而分析评价温度、压力、反应浓度对催化剂活性的影响，为改进催化剂提供信息。

当评价毒质成分对催化剂的性能影响时，在预氧化反应器201中装填一定量的预氧化催化剂、在脱硝反应器202中装填低温脱硝催化剂，先将预氧化反应器201和脱硝反应器202升到合适的温度，打开N₂管路103的气源，吹扫一定时间，再打开反应气管路O₂管路105、NO管路107和稀释气体Ar管路104的气源，Ar用来调整气体浓度，并改变催化剂的空速，还需要打开毒质气路SO₂管路106和H₂O管路108，根据具体评价条件调节各气体流量，调节进气三通阀A6，控制反应气体进入预氧化反应器201，预氧化反应器201尾气通过出气口三通阀B8进入烟气分析仪器进行分析，待分析结果符合脱硝反应条件时, 调节三通阀B8通入还原气体NH₃，开始脱硝催化反应，脱硝反应器202的尾气通过管道C9进入循环水冷却罐301，尾气通过冷却罐301后在气液分离罐302内进行气液分离，气体部分通过气液分离罐302上部设置的尾气取样口11进入烟气分析仪进行分析，不分析时可以排空，气液分离罐302中的液体通过液体出口12排出，通过对脱硝反应进气和尾气成分的对比分析，从而分析不同毒质成分对催化剂活性的影响，为改进催化剂提供信息。

本实用新型未详述部分为现有技术。

为了公开本实用新型的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和实用新型范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims

1.一种低温脱硝催化剂活性评价装置，其特征在于：包括进气系统（1）、反应系统（2）、气液分离系统（3）和控制系统（4），进气系统（1）通过管道A（5）和反应系统（2）连接，反应系统（2）通过管道C（9）和气液分离系统（3）连接，控制系统（4）通过数据线与反应系统（2）、气液分离系统（3）连接；进气系统（1）包括反应气体管路、毒质气体管路、还原气体管路、吹扫气体管路、稀释气体管路、管道混合器（101）和预热器（102），并联设置的反应气体管路、毒质气体管路、稀释气体管路均通过管道混合器（101）与预热器（102）连接，吹扫气体管路分别和反应气体管路、毒质气体管路、稀释气体管路连接，反应系统（2）包括预氧化反应器（201）和脱硝反应器（202），预氧化反应器（201）和脱硝反应器（202）之间设有管道B（7），还原气体管路通过设在管道B（7）上的三通阀B（8）与脱硝反应器（202）连接。

2.根据权利要求1所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，其特征在于：气液分离系统（3）包括循环水冷却罐（301）和气液分离罐（302），循环水冷却罐（301）入口端通过管道C（9）和脱硝反应器（202）相连，循环水冷却罐（301）出口端通过管道D（10）和气液分离罐（302）连接。

3.根据权利要求1所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，其特征在于：控制系统（4）包括流量控制仪（401）、温度控制仪（402）、压力控制仪（403）、温度和压力报警系统（404），温度控制仪（402）、压力控制仪（403）、温度和压力报警系统（404）之间通过数据线连接，流量控制仪（401）通过数据线连接和质量流量计（110）。

4.根据权利要求1所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，其特征在于：反应气管路为并联设置的O₂管路（105）和NO管路（107），毒质气管路为并联设置的SO₂管路（106）和H₂O管路（108），还原气体管路为NH₃管路（109），吹扫气体管路为N₂管路（103），稀释气体管路为Ar管路（104）。

5.根据权利要求4所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，其特征在于：在N₂管路（103）、Ar管路（104）、O₂管路（105）、SO₂管路（106）、NO管路（107）、NH₃管路（109）的入口端均设有相应的气源，距离气源均依次设有质量流量计（110）、单向阀（111）和压力表（112），在Ar管路（104）、O₂管路（105）、SO₂管路（106）、NO管路（107）的气源出口处均设有截止阀A（113），在截止阀A（113）和质量流量计（110）之间均接入N₂管路（103）。

6.根据权利要求4所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，其特征在于：在H₂O管路（108）的入口端设有水源，距离水源依次设有注水泵（15）、单向阀（111）、截止阀B（16）。

7.根据权利要求1所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，其特征在于：在管道A（5）上设有三通阀A（6），在管道B（7）上设有三通阀B（8）。

8.根据权利要求2所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，其特征在于：循环水冷却罐（301）上分别设有进水口（13）和出水口（14），气液分离罐（302）上分别设有尾气取样口（11）和液体出口（12），尾气取样口（11）和液体出口（12）处均设有三通阀。

9.根据权利要求5所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，其特征在于：截止阀A、单向阀、质量流量计均为防腐蚀材质。

10.根据权利要求1所述的一种低温脱硝催化剂活性评价装置，其特征在于：所述装置的进气管路、管道混合器、预热器、预氧化反应器和脱硝反应器均为防腐蚀材质。