CN211955339U - 一种催化剂性能评估装置 - Google Patents

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薛建明
管一明
唐仲恺
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Abstract

本实用新型公开了一种催化剂性能评估装置，该催化剂性能评估装置包括烟气配气系统、协同脱除反应系统和检测系统；所述烟气配气系统包括二噁英模拟配气装置、氮氧化物模拟配气装置、混合室；所述协同脱除反应系统包括反应器、恒温固定床；所述检测系统包括缓冲室、二噁英脱除检测装置和氮氧化物脱除检测装置。通过对模拟配气进行氮氧化物和二噁英的双阀门调控，控制配气的通入，同时对催化处理后的尾气通过阀门控制分为两路，分别进行两种尾气成分检测的调控，方便进行单气体成分催化剂性能切换评估，以及实现对氮氧化物和二噁英协同脱除性能评估。

Description

一种催化剂性能评估装置
技术领域
本实用新型涉及一种催化剂性能评估装置，具体涉及一种具有协同脱除氮氧化物和二噁英催化性能的催化剂性能评估装置。
背景技术
城市固体废弃物焚烧是减少固体废弃物和降低垃圾填埋空间需求的最有效技术之一。由于氮氧化物(NOx)和二噁英的排放，固体废弃物焚烧引起了广泛关注。NOx是造成雾霾、酸雨、臭氧层破坏和温室效应等环境问题的主要原因之一。另外，垃圾焚烧后产生的二噁英，不仅严重污染环境和危害人类健康，而且是目前垃圾焚烧技术发展的障碍。因此对垃圾焚烧产生的氮氧化物以及二噁英污染采取相关的防治措施已经迫在眉睫。
氨气选择性催化还原氮氧化物法（NH3-SCR）作为一种成熟的有效技术，可减少固定污染源的NOx排放。目前主流的商业SCR催化剂是V2O5-WO3(MoO3)/TiO2，其催化脱除NOx的温度窗口通常在350 ℃~420 ℃。而中低温条件下NOx和二噁英的催化脱除受到限制，主要是因为虽然在低温下(<300 ℃)NOx对二噁英的催化脱除具有一定积极作用，但商业SCR催化剂无法在同一时间内高效催化脱除NOx和二噁英。因此，研究中低温同时脱硝脱二噁英催化剂的制备与应用时目前烟气脱硝领域的一大挑战。同时如何评价催化剂脱除NOx和二噁英性能成为研究的重点和难点。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能够方便进行NOx和二噁英单独脱除催化性能及协同脱除催化评价切换的装置。
为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：
一种催化剂性能评估装置，该催化剂性能评估装置包括烟气配气系统、协同脱除反应系统和检测系统；烟气配气系统包括二噁英模拟配气装置、氮氧化物模拟配气装置、混合室；所述协同脱除反应系统包括反应器、恒温固定床；所述反应器置于恒温固定床内，待检测的催化剂置于反应器内；所述检测系统包括缓冲室、二噁英脱除检测装置和氮氧化物脱除检测装置；所述二噁英模拟配气装置、氮氧化物模拟配气装置分别通过配气管线与所述混合室相通，各配气管线上均设有阀门；所述混合室依次通过管线、所述反应器、管线与缓冲室相通；所述缓冲室分别通过检测管线与二噁英脱除检测装置和氮氧化物脱除检测装置相通，各检测管线上均设有阀门。
其中，二噁英模拟配气装置内充有氯苯；所述二噁英脱除检测装置采用气相色谱。
具体的，二噁英模拟配气装置包括油浴锅、圆底烧瓶、微量注射泵；所述圆底烧瓶置于油浴锅中，通过微量注射泵与配气管线相通。
反应器的两端分别通过法兰与对应管线相连。
反应器前端设有气流均布器。
氮氧化物模拟配气装置包括空气钢瓶、氮氧化物钢瓶和氨气钢瓶，各钢瓶分别与配气管线相通。
氮氧化物脱除检测装置采用烟气分析仪。
反应器采用石英材质。
催化剂性能评估装置还包括洗涤塔；所述洗涤塔与缓冲室相连通。
洗涤塔采用喷淋空塔或填料塔。
本实用新型相比现有技术具有以下优点：
1、本实用新型通过对氮氧化物模拟配气和二噁英模拟配气分别进行调控，实现对待检测催化性能的选择，同时在对脱除催化后的烟气分别设置气相色谱和烟气分析仪进行选择性分析，从而达到对催化剂脱除氮氧化物或二噁英性能的选择性评估或协同脱除的性能评估；
2、本实用新型以氯苯替代二噁英作为模拟配气，用以进行催化剂性能检测，由于氯苯同样具有二噁英中的苯环和氯，且为工业中二噁英生成的前驱体之一，用于替代二噁英能达到同样的催化脱除效果，同时氯苯毒性远低于二噁英，使用安全、绿色环保。
3、本实用新型装置设计简单，易于操作。
附图说明
图1为本实用新型催化剂性能评估装置的结构示意图(也作摘要附图)；
图2为图1中气流均布器的局部放大图。
图中， 1-空气钢瓶，2-氮氧化物钢瓶，3-氨气钢瓶，4-1、4-2、4-3、4-4 阀门，5-油浴锅，6-圆底烧瓶，7-微量注射泵，8-混合室，9-1、9-2法兰，10-气流均布器，11-反应器，12-催化剂，13-恒温固定床，14-气相色谱，15-缓冲室，16-烟气分析仪，17-洗涤塔。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，由空气钢瓶1的空气、氮氧化物钢瓶2的氮氧化物气体和氨气钢瓶3中的氨气组成模拟烟气，经过阀门4-1进入混合室8；在圆底烧瓶6中氯苯浓度，由油浴锅6和微量注射泵7控制，经过阀门4-2进入混合室8；混合气体依次经过法兰9-1和气流均布器10（如图2所示）进入反应器11（反应器两端自带法兰，通过法兰9-1、法兰9-2依次与前后管线相连），与催化剂12发生反应。催化剂12置于反应器11内部，反应器11置于恒温固定床13中，温控加热仪控制反应温度（200-400℃）和反应时间。经过反应后的气体经过法兰9-2进入缓冲室15，一路通过阀门4-3进入气相色谱14分析氯苯脱除浓度，一路通过阀门4-4进入烟气分析仪16分析氮氧化物浓度，其余废气进入洗涤塔17进行尾气吸收，防止污染环境。
使用时，当需要单独评估脱除氮氧化物性能时，打开阀门4-1，调控各钢瓶通入阀门4-1的气体配比，以模拟烟气，同时关闭阀门4-2，打开阀门4-4，关闭阀门4-3，通过温控加热仪调节反应温度和反应时间，根据烟气分析仪16的分析数据进行催化剂性能评估；当需要单独评估脱除二噁英性能时，打开阀门4-2，通过油浴锅5和微量注射泵7调控二噁英模拟配气（氯苯）的通入量，同时关闭阀门4-1，打开阀门4-3，关闭阀门4-4，通过温控加热仪调节反应温度和反应时间，根据气相色谱14的分析数据进行催化剂性能评估；当需要评估协同脱除氮氧化物和二噁英性能时，打开阀门4-1、4-2、4-3、4-4，根据烟气分析仪16和气象色谱14的分析数据进行催化剂性能评估。
本实用新型的技术方案不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本实用新型要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种催化剂性能评估装置，其特征在于：所述催化剂性能评估装置包括烟气配气系统、协同脱除反应系统和检测系统；所述烟气配气系统包括二噁英模拟配气装置、氮氧化物模拟配气装置、混合室；所述协同脱除反应系统包括反应器、恒温固定床；所述反应器置于恒温固定床内，待检测的催化剂置于反应器内；所述检测系统包括缓冲室、二噁英脱除检测装置和氮氧化物脱除检测装置；所述二噁英模拟配气装置、氮氧化物模拟配气装置分别通过配气管线与所述混合室相通，各配气管线上均设有阀门；所述混合室依次通过管线、所述反应器、管线与缓冲室相通；所述缓冲室分别通过检测管线与二噁英脱除检测装置和氮氧化物脱除检测装置相通，各检测管线上均设有阀门。
2.根据权利要求1所述的催化剂性能评估装置，其特征在于：所述二噁英模拟配气装置内充有氯苯；所述二噁英脱除检测装置采用气相色谱。
3.根据权利要求2所述的催化剂性能评估装置，其特征在于：所述二噁英模拟配气装置包括油浴锅、圆底烧瓶、微量注射泵；所述圆底烧瓶置于油浴锅中，通过微量注射泵与配气管线相通。
4.根据权利要求3所述的催化剂性能评估装置，其特征在于：所述反应器的两端分别通过法兰与对应管线相连。
5.根据权利要求4所述的催化剂性能评估装置，其特征在于：所述反应器前端设有气流均布器。
6.根据权利要求5所述的催化剂性能评估装置，其特征在于：所述氮氧化物模拟配气装置包括空气钢瓶、氮氧化物钢瓶和氨气钢瓶，各钢瓶分别与配气管线相通。
7.根据权利要求6所述的催化剂性能评估装置，其特征在于：所述氮氧化物脱除检测装置采用烟气分析仪。
8.根据权利要求7所述的催化剂性能评估装置，其特征在于：所述反应器采用石英材质。
9.根据权利要求8所述的催化剂性能评估装置，其特征在于：所述催化剂性能评估装置还包括洗涤塔；所述洗涤塔与缓冲室相连通。
10.根据权利要求9所述的催化剂性能评估装置，其特征在于：所述洗涤塔采用喷淋空塔或填料塔。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113244767A (zh) * 2021-04-06 2021-08-13 五邑大学 一种同时催化脱除NOx和VOCs的装置和方法
CN114660225A (zh) * 2022-03-18 2022-06-24 合肥丰德科技股份有限公司 陶瓷滤芯催化剂脱硝效率的检测系统

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