Scr脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置制造方法
【專利摘要】一種SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置，包括：微量水泵、汽化器、混合器、預(yù)熱器、加熱電爐、NO氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、O2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、N2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、NH3氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、反應(yīng)器和煙氣分析儀；微量水泵、汽化器、預(yù)熱器、反應(yīng)器通過導(dǎo)管連接；混合器通過導(dǎo)管連接NO氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、O2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶和N2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶，分別接入NO氣體、O2氣體和N2氣體；反應(yīng)器通過導(dǎo)管連接NH3氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶，接入NH3氣體；反應(yīng)器置于加熱電爐中。上述SCR脫硝系統(tǒng)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(xué)參數(shù)，模擬預(yù)測現(xiàn)場服役過程中催化劑的脫硝性能變化規(guī)律，通過SCR催化劑活性檢測實驗，得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以為電廠SCR脫硝系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)方案的制定提供指導(dǎo)依據(jù)。
【專利說明】SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]選擇性催化還原法脫硝技術(shù)，主要是以TiO2為載體的V2O5基工業(yè)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(dá)到85%以上，可有效地減少氮氧化物排放，滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，在火力發(fā)電中得到了廣泛應(yīng)用。近年來低溫SCR脫硝催化劑的研發(fā)進(jìn)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(jīng)過工業(yè)驗證。在國內(nèi)，為了滿足越來越嚴(yán)格的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)，SCR脫硝技術(shù)已經(jīng)成為火電廠氮氧化物控制的主流技術(shù)。
[0003]催化劑是電廠SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的核心，它約占其投資的1/3，催化劑結(jié)構(gòu)和組成的選擇對電站安全經(jīng)濟運行至關(guān)重要，而且在運行過程中，由于其催化劑的失效而需要的定期更換費用占運行成本的主要部分，安裝SCR脫硝系統(tǒng)后，也會對鍋爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及安全經(jīng)濟運行帶來影響。因此，需要預(yù)測現(xiàn)場服役過程中催化劑的脫硝性能變化規(guī)律，為電廠SCR脫硝系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)方案的制定提供指導(dǎo)依據(jù)。
實用新型內(nèi)容
[0004]基于此，本實用新型提供一種SCR脫硝系統(tǒng)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(xué)參數(shù)，模擬預(yù)測現(xiàn)場服役過程中催化劑的脫硝性能變化規(guī)律。
[0005]一種SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置，包括:微量水泵、汽化器、混合器、預(yù)熱器、加熱電爐、NO氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、02氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、N2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、NH3氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、反應(yīng)器和煙氣分析儀；
[0006]所述微量水泵、汽化器、預(yù)熱器、反應(yīng)器通過導(dǎo)管連接；
[0007]所述混合器通過導(dǎo)管連接NO氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、O2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶和N2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶，分別接入NO氣體、O2氣體和N2氣體；
[0008]所述反應(yīng)器通過導(dǎo)管連接NH3氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶，接入NH3氣體；
[0009]所述反應(yīng)器置于加熱電爐中。上述SCR脫硝系統(tǒng)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(xué)參數(shù)，模擬預(yù)測現(xiàn)場服役過程中催化劑的脫硝性能變化規(guī)律，通過SCR催化劑活性檢測實驗，得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以為電廠SCR脫硝系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)方案的制定提供指導(dǎo)依據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為一個實施例的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為一優(yōu)選實施例的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實用新型SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置的【具體實施方式】作詳細(xì)描述。
[0013]參見圖1所示，圖1為一個實施例的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括:微量水泵101、汽化器102、混合器103、預(yù)熱器104、加熱電爐106、反應(yīng)器105、NO氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶109、02氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶110、N2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶108、NH3氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶111和煙氣分析儀107。
[0014]所述混合器通過導(dǎo)管連接NO氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶109、02氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶110和N2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶108，分別接入NO氣體、O2氣體和N2氣體；
[0015]所述反應(yīng)器105通過導(dǎo)管連接NH3氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶111，接入NH3氣體；
[0016]所述反應(yīng)器105置于加熱電爐106中。
[0017]在本實施例中，SCR脫硝系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)氣瓶109、02氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶110、N2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶108和NH3氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶111分別導(dǎo)入NO氣體、N2氣體、O2氣體和NH3氣體，并測量流過的氣體質(zhì)量。汽化器102導(dǎo)入H2O,其中反應(yīng)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(jìn)行汽化，混合器103的作用是將NO氣體、N2氣體和O2氣體進(jìn)行充分混合，混合后的氣體通入預(yù)熱器104加熱，NH3在加熱電爐106前加入，與混合氣體一起進(jìn)入反應(yīng)器105，實驗前將整塊催化劑切出試樣塊，放置于反應(yīng)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，并保持反應(yīng)器105溫度均勻。反應(yīng)氣體在催化劑a中發(fā)生反應(yīng)，催化劑a的溫度由伸入催化劑中心E型熱電偶進(jìn)行測量，通過調(diào)節(jié)電爐溫度使反應(yīng)器105內(nèi)催化劑a的溫度達(dá)到設(shè)定值，反應(yīng)后的煙氣通過煙氣分析儀107進(jìn)行煙氣分析。
[0019]上述SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置，通過構(gòu)建由微量水泵101、汽化器102、混合器103、預(yù)熱器104、加熱電爐106、反應(yīng)器105、N0氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶109、02氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶110、N2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶108、NH3氣體標(biāo)準(zhǔn)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(xué)參數(shù)，模擬預(yù)測現(xiàn)場服役過程中催化劑的脫硝性能變化規(guī)律，通過SCR催化劑活性檢測實驗得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，為電廠SCR脫硝系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)方案的制定提供指導(dǎo)依據(jù)。
[0020]為了更加清晰本實用新型的技術(shù)方案，以下提供SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置的若干優(yōu)選實施例。
[0021]參考圖2所示，圖2為一優(yōu)選實施例的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]在一個實施例中，所述NO氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶109、02氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶110和N2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶108均設(shè)有質(zhì)量流量計；通過質(zhì)量流量計可以測量流過的氣體質(zhì)量。
[0023]在一個實施例中,所述NH3氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶111設(shè)有質(zhì)量流量計，通過質(zhì)量流量計可以測量流過的氣體質(zhì)量。
[0024]在一個實施例中，所述反應(yīng)器105豎直置于加熱電爐106中；可以實現(xiàn)均勻穩(wěn)定加熱。
[0025]在一個實施例中，所述反應(yīng)器105為截面為方形的鋼制套管；其中，所述反應(yīng)器105的底面截面可以為52mmX52mm。另外，所述反應(yīng)器105的長度可以為1500mm。
[0026]在一個實施例中，SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置還包括設(shè)于反應(yīng)器105中心的樣品架115，用于支撐催化劑樣品，可以采用不銹鋼材質(zhì)制作。
[0027]在一個實施例中，SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置還包括設(shè)于反應(yīng)器105和煙氣分析儀107之間的冷凝器112，用于對反應(yīng)后的煙氣進(jìn)行降溫。
[0028]在一個實施例中，SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置還包括設(shè)于反應(yīng)器105和煙氣分析儀107之間的干燥器113，用于對反應(yīng)后的煙氣進(jìn)行干燥處理。
[0029]作為一個實施例，采用本實施例的SCR脫硝系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)氣瓶109、02氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶110、N2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶108和NH3氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶111分別導(dǎo)入NO氣體、N2氣體、O2氣體和NH3氣體，并測量流過的氣體質(zhì)量。汽化器102導(dǎo)入H2O,其中反應(yīng)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(jìn)行汽化，混合器103的作用是將NO氣體、N2氣體和O2氣體進(jìn)行充分混合，混合后的氣體通入預(yù)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(jìn)入反應(yīng)器105，實驗前將整塊催化劑切出50mmX 50mmX 35mm的試樣塊，放置于反應(yīng)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，并保持反應(yīng)器105溫度均勻。反應(yīng)氣體在催化劑a中發(fā)生反應(yīng)，催化劑a的溫度由伸入催化劑中心E型熱電偶進(jìn)行測量，并將測出催化劑a的溫度實現(xiàn)顯示，通過調(diào)節(jié)電爐溫度使反應(yīng)器105內(nèi)催化劑a的溫度達(dá)到設(shè)定值，反應(yīng)后的煙氣，先后通過冷凝器112對反應(yīng)后的煙氣進(jìn)行降溫，以及干燥器113對反應(yīng)后的煙氣進(jìn)行干燥處理，再通過煙氣分析儀107進(jìn)行煙氣分析，其中，煙氣分析儀107可以采用西門子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，其余的為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(shè)置加熱器的升溫速率為ΙΟΚ/min升至設(shè)定溫度，待溫度保持穩(wěn)定，通入NO氣體，待NO氣體的濃度穩(wěn)定后，記錄NO氣體濃度，再通入NH3氣體進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)后的NO氣體濃度趨于穩(wěn)定后，記錄NO氣體濃度。為了保證實驗數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，在實驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定30分鐘后記錄數(shù)據(jù)，并且每個樣品重復(fù)兩次實驗，取兩次實驗的平均值。
[0033]以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置，其特征在于，包括:微量水泵、汽化器、混合器、預(yù)熱器、加熱電爐、NO氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、O2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、N2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、NH3氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、反應(yīng)器和煙氣分析儀； 所述微量水泵、汽化器、預(yù)熱器、反應(yīng)器通過導(dǎo)管連接； 所述混合器通過導(dǎo)管連接NO氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、O2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶和N2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶，分別接入NO氣體、O2氣體和N2氣體； 所述反應(yīng)器通過導(dǎo)管連接NH3氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶，接入NH3氣體； 所述反應(yīng)器置于加熱電爐中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置，其特征在于，所述NO氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、O2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶和N2氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶均設(shè)有質(zhì)量流量計。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置，其特征在于，所述NH3氣體標(biāo)準(zhǔn)氣瓶設(shè)有質(zhì)量流量計。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器豎直置于加熱電爐中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器為截面是方形的鋼制套管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器的底面截面為52mmX52mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器的長度為1500mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置，其特征在于，還包括設(shè)于反應(yīng)器中心的樣品架，用于支撐催化劑樣品。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置，其特征在于，還包括設(shè)于反應(yīng)器和煙氣分析儀之間的冷凝器，用于對反應(yīng)后的煙氣進(jìn)行降溫。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑活性檢測實驗裝置，其特征在于，還包括設(shè)于反應(yīng)器和煙氣分析儀之間的干燥器，用于對反應(yīng)后的煙氣進(jìn)行干燥處理。
【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(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】李德波 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院