Scr脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置製造方法
2023-05-24 01:17:16
Scr脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置製造方法
【專利摘要】一種SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，包括：微量水泵、汽化器、混合器、預熱器、加熱電爐、NO氣體標準氣瓶、O2氣體標準氣瓶、N2氣體標準氣瓶、NH3氣體標準氣瓶、反應器和煙氣分析儀；微量水泵、汽化器、預熱器、反應器通過導管連接；混合器通過導管連接NO氣體標準氣瓶、O2氣體標準氣瓶和N2氣體標準氣瓶，分別接入NO氣體、O2氣體和N2氣體；反應器通過導管連接NH3氣體標準氣瓶，接入NH3氣體；反應器置於加熱電爐中。上述SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，可以測定服役過程中催化劑的動力學參數，模擬預測現場服役過程中催化劑的脫硝性能變化規律，通過SCR催化劑活性檢測實驗，得到的相關數據，可以為電廠SCR脫硝系統運行調節方案的制定提供指導依據。
【專利說明】SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力工程【技術領域】，特別是涉及一種SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置。
【背景技術】
[0002]選擇性催化還原法脫硝技術，主要是以TiO2為載體的V2O5基工業催化劑，包括V2O5AiO2, V2O5AiO2-SiO2, V205-W03/Ti02 和 V205-Mo03/Ti02，其操作溫度在 280_420°C之間，脫硝效率可達到85%以上，可有效地減少氮氧化物排放，滿足日益嚴格的環保要求，在火力發電中得到了廣泛應用。近年來低溫SCR脫硝催化劑的研發進展很快，形成了以活性炭為載體，以V205、Fe2O3和MnOx等為活性組分的各種催化劑，但這些催化劑均尚未經過工業驗證。在國內，為了滿足越來越嚴格的NOx排放標準，SCR脫硝技術已經成為火電廠氮氧化物控制的主流技術。
[0003]催化劑是電廠SCR煙氣脫硝系統的核心，它約佔其投資的1/3，催化劑結構和組成的選擇對電站安全經濟運行至關重要，而且在運行過程中，由於其催化劑的失效而需要的定期更換費用佔運行成本的主要部分，安裝SCR脫硝系統後，也會對鍋爐系統的結構設計及安全經濟運行帶來影響。因此，需要預測現場服役過程中催化劑的脫硝性能變化規律，為電廠SCR脫硝系統運行調節方案的制定提供指導依據。
實用新型內容
[0004]基於此，本實用新型提供一種SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，可以測定服役過程中催化劑的動力學參數，模擬預測現場服役過程中催化劑的脫硝性能變化規律。
[0005]一種SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，包括:微量水泵、汽化器、混合器、預熱器、加熱電爐、NO氣體標準氣瓶、02氣體標準氣瓶、N2氣體標準氣瓶、NH3氣體標準氣瓶、反應器和煙氣分析儀；
[0006]所述微量水泵、汽化器、預熱器、反應器通過導管連接；
[0007]所述混合器通過導管連接NO氣體標準氣瓶、O2氣體標準氣瓶和N2氣體標準氣瓶，分別接入NO氣體、O2氣體和N2氣體；
[0008]所述反應器通過導管連接NH3氣體標準氣瓶，接入NH3氣體；
[0009]所述反應器置於加熱電爐中。上述SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，可以測定服役過程中催化劑的動力學參數，模擬預測現場服役過程中催化劑的脫硝性能變化規律，通過SCR催化劑活性檢測實驗，得到的相關數據，可以為電廠SCR脫硝系統運行調節方案的制定提供指導依據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為一個實施例的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置的結構示意圖；
[0011]圖2為一優選實施例的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置結構示意圖。【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置的【具體實施方式】作詳細描述。
[0013]參見圖1所示，圖1為一個實施例的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置的結構示意圖，主要包括:微量水泵101、汽化器102、混合器103、預熱器104、加熱電爐106、反應器105、NO氣體標準氣瓶109、02氣體標準氣瓶110、N2氣體標準氣瓶108、NH3氣體標準氣瓶111和煙氣分析儀107。
[0014]所述混合器通過導管連接NO氣體標準氣瓶109、02氣體標準氣瓶110和N2氣體標準氣瓶108，分別接入NO氣體、O2氣體和N2氣體；
[0015]所述反應器105通過導管連接NH3氣體標準氣瓶111，接入NH3氣體；
[0016]所述反應器105置於加熱電爐106中。
[0017]在本實施例中，SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置具體原理可以如下:
[0018]通過NO氣體標準氣瓶109、02氣體標準氣瓶110、N2氣體標準氣瓶108和NH3氣體標準氣瓶111分別導入NO氣體、N2氣體、O2氣體和NH3氣體，並測量流過的氣體質量。汽化器102導入H2O,其中反應氣體為NO、O2和NH3, N2為載體，H2O由微量水泵101抽入汽化器102進行汽化，混合器103的作用是將NO氣體、N2氣體和O2氣體進行充分混合，混合後的氣體通入預熱器104加熱，NH3在加熱電爐106前加入，與混合氣體一起進入反應器105，實驗前將整塊催化劑切出試樣塊，放置於反應器105中心，加熱電爐106可以由四段加熱組成，使實驗氣體加熱至要求的溫度，並保持反應器105溫度均勻。反應氣體在催化劑a中發生反應，催化劑a的溫度由伸入催化劑中心E型熱電偶進行測量，通過調節電爐溫度使反應器105內催化劑a的溫度達到設定值，反應後的煙氣通過煙氣分析儀107進行煙氣分析。
[0019]上述SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，通過構建由微量水泵101、汽化器102、混合器103、預熱器104、加熱電爐106、反應器105、N0氣體標準氣瓶109、02氣體標準氣瓶110、N2氣體標準氣瓶108、NH3氣體標準氣瓶111和煙氣分析儀107組成的平臺，可以測定服役過程中催化劑的動力學參數，模擬預測現場服役過程中催化劑的脫硝性能變化規律，通過SCR催化劑活性檢測實驗得到的相關數據，為電廠SCR脫硝系統運行調節方案的制定提供指導依據。
[0020]為了更加清晰本實用新型的技術方案，以下提供SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置的若干優選實施例。
[0021]參考圖2所示，圖2為一優選實施例的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置結構示意圖。
[0022]在一個實施例中，所述NO氣體標準氣瓶109、02氣體標準氣瓶110和N2氣體標準氣瓶108均設有質量流量計；通過質量流量計可以測量流過的氣體質量。
[0023]在一個實施例中,所述NH3氣體標準氣瓶111設有質量流量計，通過質量流量計可以測量流過的氣體質量。
[0024]在一個實施例中，所述反應器105豎直置於加熱電爐106中；可以實現均勻穩定加熱。
[0025]在一個實施例中，所述反應器105為截面為方形的鋼製套管；其中，所述反應器105的底面截面可以為52mmX52mm。另外，所述反應器105的長度可以為1500mm。
[0026]在一個實施例中，SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置還包括設於反應器105中心的樣品架115，用於支撐催化劑樣品，可以採用不鏽鋼材質製作。
[0027]在一個實施例中，SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置還包括設於反應器105和煙氣分析儀107之間的冷凝器112，用於對反應後的煙氣進行降溫。
[0028]在一個實施例中，SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置還包括設於反應器105和煙氣分析儀107之間的乾燥器113，用於對反應後的煙氣進行乾燥處理。
[0029]作為一個實施例，採用本實施例的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置的實驗方法可以如下:
[0030]實驗中，可以提取新波紋板催化劑和服役40200h的波紋板催化劑以及新蜂窩狀催化劑和服役20000h的蜂窩狀催化劑，催化劑的載體是TiO2,主要活性成分V2O5,以及助催化劑WO3。
[0031]通過NO氣體標準氣瓶109、02氣體標準氣瓶110、N2氣體標準氣瓶108和NH3氣體標準氣瓶111分別導入NO氣體、N2氣體、O2氣體和NH3氣體，並測量流過的氣體質量。汽化器102導入H2O,其中反應氣體為NO、O2和NH3, N2為載體，H2O由微量水泵101抽入汽化器102進行汽化，混合器103的作用是將NO氣體、N2氣體和O2氣體進行充分混合，混合後的氣體通入預熱器104加熱至200°C左右，NH3在加熱電爐106前加入，與混合氣體一起進入反應器105，實驗前將整塊催化劑切出50mmX 50mmX 35mm的試樣塊，放置於反應器105中心的樣品架115上。電爐由四段加熱組成，使實驗氣體加熱至要求溫度，並保持反應器105溫度均勻。反應氣體在催化劑a中發生反應，催化劑a的溫度由伸入催化劑中心E型熱電偶進行測量，並將測出催化劑a的溫度實現顯示，通過調節電爐溫度使反應器105內催化劑a的溫度達到設定值，反應後的煙氣，先後通過冷凝器112對反應後的煙氣進行降溫，以及乾燥器113對反應後的煙氣進行乾燥處理，再通過煙氣分析儀107進行煙氣分析，其中，煙氣分析儀107可以採用西門子ULTRAMAT23氣體分析儀。
[0032]在實驗過程中，實驗溫度分別可以為290°C、320°C、350°C、38(rC ;實驗氣體成分可以為300ppmN0，5%02，10%H20，其餘的為N2氣體；氨氮比分別為0.5,0.8、1.1。實驗時，先通入N2氣體和O2氣體，設置加熱器的升溫速率為ΙΟΚ/min升至設定溫度，待溫度保持穩定，通入NO氣體，待NO氣體的濃度穩定後，記錄NO氣體濃度，再通入NH3氣體進行反應，待反應後的NO氣體濃度趨於穩定後，記錄NO氣體濃度。為了保證實驗數據的可靠性和準確性，在實驗數據穩定30分鐘後記錄數據，並且每個樣品重複兩次實驗，取兩次實驗的平均值。
[0033]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，其特徵在於，包括:微量水泵、汽化器、混合器、預熱器、加熱電爐、NO氣體標準氣瓶、O2氣體標準氣瓶、N2氣體標準氣瓶、NH3氣體標準氣瓶、反應器和煙氣分析儀； 所述微量水泵、汽化器、預熱器、反應器通過導管連接； 所述混合器通過導管連接NO氣體標準氣瓶、O2氣體標準氣瓶和N2氣體標準氣瓶，分別接入NO氣體、O2氣體和N2氣體； 所述反應器通過導管連接NH3氣體標準氣瓶，接入NH3氣體； 所述反應器置於加熱電爐中。
2.根據權利要求1所述的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，其特徵在於，所述NO氣體標準氣瓶、O2氣體標準氣瓶和N2氣體標準氣瓶均設有質量流量計。
3.根據權利要求1所述的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，其特徵在於，所述NH3氣體標準氣瓶設有質量流量計。
4.根據權利要求1所述的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，其特徵在於，所述反應器豎直置於加熱電爐中。
5.根據權利要求1所述的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，其特徵在於，所述反應器為截面是方形的鋼製套管。
6.根據權利要求5所述的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，其特徵在於，所述反應器的底面截面為52mmX52mm。
7.根據權利要求1所述的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，其特徵在於，所述反應器的長度為1500mm。
8.根據權利要求1所述的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，其特徵在於，還包括設於反應器中心的樣品架，用於支撐催化劑樣品。
9.根據權利要求1所述的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，其特徵在於，還包括設於反應器和煙氣分析儀之間的冷凝器，用於對反應後的煙氣進行降溫。
10.根據權利要求1所述的SCR脫硝系統催化劑活性檢測實驗裝置，其特徵在於，還包括設於反應器和煙氣分析儀之間的乾燥器，用於對反應後的煙氣進行乾燥處理。
【文檔編號】G01N31/10GK203479784SQ201320555763
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】李德波 申請人:廣東電網公司電力科學研究院