CN215066412U - 一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置 - Google Patents

一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置 Download PDF

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程广文
姚明宇
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Abstract

本实用新型公开了一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,该系统在氨分解反应器前设置有管道混合器,使得锅炉烟气和氨气混合,模拟真实的烟气,本实用新型通过氨气计量分配模块及风机调节装置对真实烟气中的氨气和风量进行调节,测试入口氨浓度和空速对氨分解催化剂性能的影响;在氨气计量分配模块和管道混合器的作用下,增强了真实烟气的均匀度;该系统操作简单,通过引出燃煤电厂烟道的真实烟气进入本系统烟道中。

Description

一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置
技术领域
本实用新型属于工业锅炉烟气净化技术领域,具体涉及一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置。
背景技术
在我国,燃煤电厂经过超低排放改造后,大多采用了选择性催化还原(SCR)脱硝技术,普遍出现了低温换热设备(空预器和烟冷器)堵塞问题。究其原因,主要是超低排放后氨逃逸增大,烟气中逃逸氨与三氧化硫和水反应生成的硫酸氢铵(ABS)增多,而液态ABS具有粘性,易沉积在空预器传热元件和烟冷器管壁上并吸附飞灰,造成设备堵塞。氨分解催化剂,可以脱除尾部烟气中的ABS,有效控制氨逃逸率小于3μL/L。
目前,针对氨分解催化剂性能评价系统主要是采用实验室配气方式来模拟烟气中粉尘、SO3、NH3、H2O、O2等组分,通过调整相关配气比例实现不同烟气条件下氨分解催化剂性能测试。采用实验室配气方式测试氨分解催化剂性能,所需配气量较大,测试费用较高,且不可长时间运行,无法测试氨分解催化剂寿命等性能;同时实验室配气系统并不能完全模拟真实的烟气成分,不利于掌握氨分解催化剂各项性能指标及变化特征。因此,在真实烟气条件下验证氨分解催化剂性能,获得一套氨分解催化剂性能评价系统是当前急需解决的问题。
实用新型
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,以解决现有技术中缺少真实烟气性能评价系统的问题。
为达到上述目的,本实用新型采用以下技术方案予以实现:
一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,氨分解反应器,氨分解反应器的气体入口端连接有系统前管道,系统前管道的气体入口端连接至锅炉烟气的上游;氨分解反应器的气体出口端连接有系统后管道,系统后管道的出口端连接至锅炉烟气的下游;
所述系统前管道中设置有管道混合器,管道混合器连接有用于提供氨气的氨气计量分配模块,所述系统后管道中设置有变频风机;
所述氨分解反应器的气体入口端设置有反应器前烟气温度表和反应器前压力表,氨分解反应器的气体出口端设置有反应器后烟气温度表和反应器后烟气压力表。
本实用新型的进一步改进在于:
优选的,氨分解反应器中设置有催化剂,催化剂的上方设置有整流格栅。
优选的,氨分解反应器的截面为方形,氨分解反应器和系统前管道的连接处设置有方圆节。
优选的,所述氨分解反应器的气体入口端设置有反应器入口人工测孔,氨分解反应器的气体出口端设置有反应器出口人工测孔。
优选的,氨分解反应器的侧壁上设置有声波吹灰器。
优选的,所述氨气计量分配模块包括若干个氨气瓶组,所有的氨气瓶组并列设置,共同连接至氨气瓶组汇流排;氨气瓶组汇流排的气体输出端分为若干个氨气输出管路,所有的氨气输出管路均连接至管道混合器。
优选的,每一个氨气输出管路的气体出口端设置喷氨口。
优选的,每一个氨气输出管路上设置有一个实验流量计。
优选的,所述系统前管道通过入口烟道和锅炉烟道连通,系统前管道和入口烟道之间设置有前部控制阀。
优选的,所述系统后管道通过出口烟道和锅炉烟道连接,出口烟道和系统后管道之间设置有尾部控制阀。
与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型公开了一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,该系统在氨分解反应器前设置有管道混合器,使得锅炉烟气和氨气混合,模拟真实的烟气,本实用新型通过氨气计量分配模块及风机调节装置对真实烟气中的氨气和风量进行调节,测试入口氨浓度和空速对氨分解催化剂性能的影响;在氨气计量分配模块和管道混合器的作用下,增强了真实烟气的均匀度;该系统操作简单,通过引出燃煤电厂烟道的真实烟气进入本系统烟道中,在本系统烟道中测试氨分解催化剂性能,降低运行成本,且长期稳定运行;真实烟气在本系统烟道中,由上至下流经催化剂,氨分解催化剂反应器前后设置了温度计、压力表,可以及时掌握系统中装置的各项参数和变化趋势,保证了测试数据的准确性。
进一步的,氨分解反应器在催化剂的上部设置整流格栅,以整肃烟气流向,避免烟气的横向流动。
进一步的,方圆节能够保证气体的顺利流动。
进一步地,通过人工测孔测量反应器前后真实烟气中氨气组分浓度,对比二者数据,可获得氨分解催化剂性能。
进一步的,吹灰剂能够定期对催化剂进行清灰,避免灰尘在催化剂表面堆积造成的烟气不均匀现象。
进一步的,氨气计量分配模块在氨分解反应器入口处提供氨气成分,通过氨气计量分配模块和管道混合器调节真实烟气中氨气的浓度,保证了真实烟气中的氨气组分。
进一步的,在氨气输出管路上设置喷氨口,使得氨气能够被均匀的喷出。
进一步的,实验流量计能够实时监控氨气输出管路中的流量,方便对氨气流量的调节。
进一步的,在整个系统设置有前部控制阀和尾部控制阀,方便整个系统的启停操作。
附图说明
图1为本实用新型中所述系统的结构示意图。
图中:1为入口烟道、2为氨气计量分配模块、21氨气瓶组汇流排;22为实验流量计、23为氨气瓶组、24为氨气输出管路、3为管道混合器、4为氨分解反应器、5为声波吹灰器、6为变频风机、7为出口烟道、8为系统管道、81为系统前管道、82为系统后管道、91为反应器入口人工测孔、92为反应器出口人工测孔、101为反应器前烟气温度表、102为反应器前温度压力表、103为反应器后烟气温度表、104为反应器后烟气压力表、11为前部控制阀、12为尾部控制阀。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述:
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制;术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;此外,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型公开了一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,包括入口烟道1、氨气计量分配模块2、管道混合器3、氨分解反应器4、声波吹灰器5、变频风机6、出口烟道7、系统管道8和人工测孔。
整个性能评价装置和锅炉烟道连通,入口烟道1和锅炉烟道的上游连通,入口烟道1的下端和系统管道8连通,系统管道8的末端和出口烟道7连通,出口烟道7和锅炉烟道的下游连通。入口烟道1和系统管道8之间设置有前部控制阀11,通过前部控制阀11,使得锅炉烟道中的沿其能够进入到整个评价系统中,系统管道8和出口烟道7之间设置有尾部控制阀12。
更进一步的,系统管道8分为系统前管道81和系统后管道82,系统前管道81的入口端和入口烟道1连通,系统前管道81的出口端和氨分解反应器4的气体入口段连通;氨分解反应器4的气体出口端和系统后管道82连通。系统前管道81中依次设置有管道混合器3,系统后管道82中设置变频风机6,其中变频风机6设置在尾部控制阀12前。烟气流速及烟气量由变频风机6调节,烟气风机6安装于氨分解反应器4之后,使试验台系统工作在负压工段。
更进一步的,管道混合器3设置在系统前管道81中,管道混合器3的一端和氨气计量分配模块2连接,位于入口烟道1与声波吹灰器5之间。
氨分解反应器4的进口端分别设置有反应器前烟气温度表101和反应器前压力表102,氨分解反应器4的出口端分别设置有反应器后烟气温度表103和反应器后烟气压力表104。氨分解反应器4的入口端还设置有两个反应器入口人工测孔91,该两个人工测控为同截面不同方向;氨分解反应器4的出口端还设置有反应器出口人工测孔92,该两个反应器出口人工测孔92为同截面不同方向,手工测孔必须设置在负压区,即在变频风机前。
本实用新型对反应器入口人工测孔91和反应器出口人工测孔92真实烟气中氨气组分浓度进行采样测量,对比二者数据可获得氨分解催化剂性能。通过反应器前烟气温度表101、反应器前压力表102、反应器后烟气温度表103、反应器后烟气压力表104和变频风机6有效掌握系统中装置的各项性能,保证测试结果的及时性和准确性。
氨分解反应器4的外壁上设置一台声波吹灰器5,定期对催化剂进行清灰,避免灰尘在催化剂表面堆积造成的烟气不均匀现象。
更为具体的,氨分解反应器4的截面为方形,根据催化剂的尺寸相应设计,氨分解反应器4的内部设置有催化剂,烟气由上至下流经催化剂,氨分解反应器4的入口处设置有方圆节,使得氨分解反应器4和系统前管道81连接,将圆形烟道变为方形,与氨分解反应器4相连。氨分解反应器4在催化剂的上部设置整流格栅,以整肃烟气流向,避免烟气的横向流动。
更为具体的,氨气计量分配模块2包括氨气瓶组23、氨气瓶组汇流排21、氨气瓶组实验流量计22以及相应的管道、阀门、连接件等。其中,氨气瓶组23设置有若干个,并联的共同连接至氨气瓶组汇流排21的氨气瓶接口,相对应的,氨气瓶组汇流排21设置有3~4个氨气瓶接口,每一个氨气瓶接口连接有一个氨气瓶,以方便更换,氨气瓶组汇流排21上设置氨压力表,以方便稳定总管压力。氨气瓶组汇流排21的氨气输出端设置有若干个氨气输出管路24,每一个氨气输出管路24上设置有一个实验流量计22,每个氨气输出管路24的流量由实验流量计22精确控制,所有氨气输出管路24的出口端连通至管道混合器3,作为优选的方案之一,每一个氨气输出管路24的出口端设置有一个喷氨口,喷氨口用于均匀喷氨。氨气计量分配模块2连接在系统烟道8上,向真实烟气中提供氨气组分,保证了烟气中氨气组分的真实性。通过调节烟道入口的液氨计量装置和变频风机功率实现氨分解催化剂在不同工况下的性能测试。
本实用新型的工作过程:
如图1所示的本实用新型所述的一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置工作过程如下:锅炉烟道中的真实烟气由前部控制阀11调节后进入系统管道8中,通过反应器前烟气温度表101、反应器前温度压力表102测量后,使得真实烟气温度能够稳定在380℃~400℃,若不稳定,则进行对应设备的调整。经过氨气计量分配模块2,向真实烟气中提供氨气组分,通过调节氨气瓶组23的实验流量计22,将氨气浓度控制在5~60ppm。通过调节变频风机6的频率,控制真实烟气经过氨分解反应器4的空速,将真实烟气空速控制在2400~4800h-1。在氨气计量分配模块2中,氨气瓶组23产生的氨气经过管道流向氨气瓶组汇流排21,通过氨气瓶组汇流排21依次经过氨气分流管道流向系统管道8,氨气输出管路24上的实验流量计22控制氨气流量。氨气与真实烟气同时在管道混合器3混合,得到混合真实烟气,经过管道混合器3的混合真实烟气通过反应器入口的人工测孔91,在反应器前烟气温度表101和反应器前温度压力表102的测量下,得到未经过氨分解反应器4的混合真实烟气中氨气组分的浓度。混合真实烟气经过氨分解反应器4后,氨分解反应器中安装了0.78m3的氨分解催化剂(一个模块,36根蜂窝状催化剂单体)。通过反应器出口人工测孔92,反应器后烟气温度表103、反应器后烟气压力表104的测量下得到经过氨分解反应器4的真实烟气中氨气组分浓度。调节尾部控制阀12,通过变频风机6将真实烟气排入锅炉烟道。声波吹灰器5每10分钟吹灰一次,定期对催化剂进行清灰,避免灰尘在催化剂表面堆积造成的烟气不均匀现象。
本实用新型提供了一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,通过反应器前后手工测孔及时掌握真实烟气中的氨气浓度,对比二者数据可获得氨分解催化剂性能;通过烟气压力表、温度表和风机频率有效掌握系统中装置的各项性能,保证测试结果的及时性和准确性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,其特征在于,氨分解反应器(4),氨分解反应器(4)的气体入口端连接有系统前管道(81),系统前管道(81)的气体入口端连接至锅炉烟气的上游;氨分解反应器(4)的气体出口端连接有系统后管道(82),系统后管道(82)的出口端连接至锅炉烟气的下游;
所述系统前管道(81)中设置有管道混合器(3),管道混合器(3)连接有用于提供氨气的氨气计量分配模块(2),所述系统后管道(82)中设置有变频风机(6);
所述氨分解反应器(4)的气体入口端设置有反应器前烟气温度表(101)和反应器前压力表(102),氨分解反应器(4)的气体出口端设置有反应器后烟气温度表(103)和反应器后烟气压力表(104)。
2.根据权利要求1所述的一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,其特征在于,氨分解反应器(4)中设置有催化剂,催化剂的上方设置有整流格栅。
3.根据权利要求1所述的一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,其特征在于,氨分解反应器(4)的截面为方形,氨分解反应器(4)和系统前管道(81)的连接处设置有方圆节。
4.根据权利要求1所述的一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,其特征在于,所述氨分解反应器(4)的气体入口端设置有反应器入口人工测孔(91),氨分解反应器(4)的气体出口端设置有反应器出口人工测孔(92)。
5.根据权利要求1所述的一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,其特征在于,氨分解反应器(4)的侧壁上设置有声波吹灰器(5)。
6.根据权利要求1所述的一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,其特征在于,所述氨气计量分配模块(2)包括若干个氨气瓶组(23),所有的氨气瓶组(23)并列设置,共同连接至氨气瓶组汇流排(21);氨气瓶组汇流排(21)的气体输出端分为若干个氨气输出管路(24),所有的氨气输出管路(24)均连接至管道混合器(3)。
7.根据权利要求1所述的一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,其特征在于,每一个氨气输出管路(24)的气体出口端设置喷氨口。
8.根据权利要求1所述的一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,其特征在于,每一个氨气输出管路(24)上设置有一个实验流量计(22)。
9.根据权利要求1所述的一种真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,其特征在于,所述系统前管道(81)通过入口烟道(1)和锅炉烟道连通,系统前管道(81)和入口烟道(1)之间设置有前部控制阀(11)。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的真实烟气的氨分解催化剂性能评价装置,其特征在于,所述系统后管道(82)通过出口烟道(7)和锅炉烟道连接,出口烟道(7)和系统后管道(82)之间设置有尾部控制阀(12)。
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