成型scr催化劑活性評價系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及SCR催化劑活性評價技術(shù)領(lǐng)域，尤其是成型SCR催化劑活性評價系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]NOx是大氣環(huán)境主要污染物之一，也是霧霾天氣的主要成因之一。因此，NOx排放控制技術(shù)是我國大氣環(huán)境領(lǐng)域的一項重要內(nèi)容。中國環(huán)境規(guī)劃院預(yù)測，2020年前后我國將成為世界第一大氮氧化物排放國。2010年，我國在“十二五”計劃中明確提出控制氮氧化物排放的規(guī)劃和要求，指出在“十二五”期間，我國的氮氧化物排放總量要減少10%以上?？刂频趸锏呐欧攀钱斍爸卫憝h(huán)境的重要問題。
[0003]^,選擇性催化還原(SCR)是控制NO x排放的主要技術(shù)。目前，該技術(shù)在火電廠得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。該技術(shù)的優(yōu)點是:反應(yīng)溫度低；凈化率高，可達85%以上；工藝設(shè)備緊湊，運行可靠；還原為N2，無二次污染。其中，SCR催化劑的活性是N0x選擇性催化還原(SCR)技術(shù)的關(guān)鍵。
[0004]目前，對于SCR催化劑活性的評價大多停留在實驗室水平，存在以下問題:1、使用的催化劑是粉末狀態(tài)，而實際工程所使用的成型催化劑活性與實驗室的粉末狀態(tài)相差很大，評價結(jié)果缺乏對工程的直接指導(dǎo)意義。2、模擬煙氣的成分及狀態(tài)差，與實際煙氣的差距很大。3、模擬煙氣中的NO成分采用現(xiàn)成的NO氣瓶供給，成本高，只能局限于實驗室的小型評價，不能用于較大的中試試驗中。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供成型SCR催化劑活性評價系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的SCR催化劑活性評價系統(tǒng)中模擬煙氣與實際煙氣差別大，以及用于較大的中試試驗時成本高的技術(shù)冋題。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]成型SCR催化劑活性評價系統(tǒng)，包括SCR反應(yīng)器、熱煙氣載體發(fā)生單元、模擬煙氣氣體成分供給單元和煙氣檢測單元；所述熱煙氣載體發(fā)生單元的出氣口與所述SCR反應(yīng)器的入口通過煙氣管路連通，所述熱煙氣載體發(fā)生單元產(chǎn)生的熱煙氣通過煙氣管路進入所述SCR反應(yīng)器中；所述模擬煙氣氣體成分供給單元的出氣口與所述煙氣管路連通，將模擬煙氣中的氣體成分輸入至熱煙氣中，混合得到模擬煙氣，模擬煙氣通過煙氣管路進入所述SCR反應(yīng)器中；所述SCR反應(yīng)器的入口和出口處分別連接煙氣檢測單元。
[0008]進一步地，所述熱煙氣載體發(fā)生單元包括燃燒爐和熱交換器，所述燃燒爐的出煙口與熱交換器的進氣口連通，所述熱交換器的出氣口與所述SCR反應(yīng)器的入口通過煙氣管路連通。所述燃燒爐產(chǎn)生的熱煙氣通入所述熱交換器中，進行熱量交換，得到溫度合適的熱煙氣，該溫度合適的熱煙氣進入煙氣管路，再進入SCR反應(yīng)器內(nèi)。
[0009]進一步地，所述模擬煙氣氣體成分供給單元包括NO發(fā)生裝置，所述NO發(fā)生裝置包括氧化爐、空氣源和氨氣源，所述氧化爐內(nèi)固定催化劑，所述氧化爐上開設(shè)反應(yīng)氣入口和NO出氣口，所述空氣源和氨氣源的出氣口均與所述反應(yīng)氣入口連接，所述NO出氣口與所述煙氣管路連通。將NH3和空氣由反應(yīng)氣入口通入氧化爐中，在爐內(nèi)催化劑作用下，高溫反應(yīng)生成NO，NO由NO出氣口進入煙氣管路中，與熱煙氣載體混合。采用NH3為原料制備NO氣體，NO氣體的成本降低，進而降低了本實用新型的評價系統(tǒng)的運行成本。還可以通過NO出氣口處設(shè)置的流量計控制NO進入煙氣管路的量。
[0010]進一步地，所述NO發(fā)生裝置還包括反應(yīng)氣混合器，所述反應(yīng)氣混合器上開設(shè)空氣入口、氨氣入口和混合反應(yīng)氣出口 ；所述空氣入口與空氣源出氣口連接，所述氨氣入口與氨氣源的出氣口連接，所述混合反應(yīng)氣出口與所述氧化爐的反應(yīng)氣入口連接。進入氧化爐之前，先將反應(yīng)氣(NH3和空氣)混合，保證氣流穩(wěn)定，反應(yīng)充分。
[0011 ] 進一步地，所述NO發(fā)生裝置還包括除水器，所述除水器的入口連接至所述NO出氣口 ；除水器的NO出氣口連接至所述煙氣管道上。用于去除反應(yīng)過程產(chǎn)生的水和未發(fā)生反應(yīng)的氨氣。
[0012]進一步地，所述模擬煙氣氣體成分供給單元還包括302供給裝置，所述SO2供給裝置的出氣口與所述煙氣管路連通。具體地，所述SO2供給裝置采用SO2氣瓶，將所述SO 2氣瓶的出氣口與所述煙氣管路連通即可。
[0013]進一步地，所述模擬煙氣氣體成分供給單元還包括氣體混合器；所述氣體混合器上開設(shè)NO入氣口、SO2入氣口和出氣口 ；所述NO發(fā)生裝置的NO出氣口(此處的NO出氣口可以是氧化爐的NO出氣口，也可以是除水器的NO出氣口)與所述NO入氣口連接，所述SO2供給裝置的出氣口與所述SO2入氣口連接，所述氣體混合器的出氣口與所述煙氣管路連通。由于NO發(fā)生裝置出來的氣體壓力不穩(wěn)，而SO2由于壓力較小容易受到管道壓力的波動，所以在與熱煙氣載體混合前，先將NO和SO2-合均勻，然后通入煙氣管道中，保證氣流平穩(wěn)。
[0014]進一步地，所述模擬煙氣氣體成分供給單元還包括NH3供給裝置和N2供給裝置；所述NH3供給裝置和N 2供給裝置的出氣口分別與所述煙氣管路連通。給模擬煙氣中提供NH 3和N2。具體地，所述NH3供給裝置采用氨氣瓶，所述N 2供給裝置采用氮氣瓶。
[0015]進一步地，所述順3供給裝置與所述NO發(fā)生裝置中的氨氣源采用相同的氨氣瓶即可。
[0016]進一步地，所述評價系統(tǒng)還包括引風(fēng)機，所述引風(fēng)機的入口與所述SCR反應(yīng)器的出口連接?？刂颇M煙氣的流量。
[0017]進一步地，所述評價系統(tǒng)還包括多個流量計，所述流量計連接至所述模擬煙氣氣體成分供給單元中每種模擬煙氣氣體成分供給裝置的出氣口處，以及連接至熱煙氣載體發(fā)生單元的出氣口處。用于控制各氣體成分的流量，得到與實際煙氣成分相近的模擬煙氣。每種模擬煙氣氣體成分供給裝置依據(jù)實際煙氣中氣體成分種類設(shè)計即可。例如，可以在前述的NO發(fā)生裝置的NO出氣口、302供給裝置的出氣口、NH 3供給裝置的出氣口和N 2供給裝置的出氣口處設(shè)置流量計，以及熱交換器的出氣口處。
[0018]進一步地，在所述NO發(fā)生裝置中的所述空氣源和氨氣源的出氣口與所述反應(yīng)氣入口連接的管路上分別連接流量計。控制空氣和氨氣的通入比例，保證兩者充分反應(yīng)。
[0019]進一步地，所述SCR反應(yīng)器的外壁采用保溫板。具體地，采用電加熱保溫板。保證SCR反應(yīng)器內(nèi)置的SCR催化劑的催化還原環(huán)境的溫度恒定。
[0020]進一步地，所述SCR反應(yīng)器的側(cè)壁上開設(shè)至少一個測量口。針對實際工程中煙氣流量大，需要設(shè)置多個成型SCR催化劑的情形，在SCR反應(yīng)器的側(cè)壁上開設(shè)測量口，便于對內(nèi)置的SCR催化劑的活性評價更全面，便于分析改進。
[0021]本實用新型的成型SCR催化劑活性評價系統(tǒng)，采用真實的熱煙氣作為載體，在熱煙氣載體中再加入其他的模擬煙氣氣體成分(如，氮氣(N2)、氨氣(NH3)、一氧化氮(NO)和二氧化硫(SO2)等)，得到與實際煙氣狀態(tài)非常相似的模擬煙氣。依據(jù)實際煙氣中氣體成分，通過模擬煙氣氣體成分供給單元向熱煙氣中通入所要模擬的實際煙氣中含有的氣體成分，達到最大限度地模擬實際煙氣。為工程提供具有直接指導(dǎo)意義的評價結(jié)果。SCR反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置成型SCR催化劑，對模擬煙氣進行催化還原反應(yīng)處理，處理結(jié)果與實際工程相近，對工程具有直接指導(dǎo)意義。進一步地，NO氣體采用氨氣和空氣在高溫下催化反應(yīng)得到，NO氣體的成本降低，降低了本實用新型的評價系統(tǒng)的運行成本，可以用于較大的中試試驗。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1是本實用新型的成型SCR催化劑活性評價系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，箭頭為煙氣和氣體的流動方向；
[0024]圖2是本實用新型的成型SCR催化劑活性評價系統(tǒng)中SCR反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本實用新型的成型SCR催化劑活性評價系統(tǒng)中熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0027]結(jié)合圖1至圖3所示，說明本實用新型一種【具體實施方式】的成型SCR催化劑活性評價系統(tǒng)，如圖1所示，包括SCR反應(yīng)器1、熱煙氣載體發(fā)生單元2、模擬煙氣氣體成分供給單元和煙氣檢測單元(采用煙氣分析儀，圖中未視出)；
[0028]所述熱煙氣載體發(fā)生單元用于為本實用新型的評價系統(tǒng)提供熱煙氣，利用燃料燃燒得到的真實的熱煙氣作為模擬煙氣的載體。具體地，所述熱煙氣載體發(fā)生單元2可以采用如下結(jié)構(gòu):包括燃燒爐21和熱交換器22，所述燃燒爐可以采用液化氣燃燒爐，或者采用與實際工程的相似的燃料。所述燃燒爐21的出煙口與熱交換器22的進氣口連通，所述熱交換器22的出氣口與所述SCR反應(yīng)器I的入口通過煙氣管路7連通。所述燃燒爐21產(chǎn)生的熱煙氣通入所述熱交換器22中，進行熱量交換，得到溫度合適的熱煙氣，該溫度合適的熱煙氣進入煙氣管路，再進入SCR反應(yīng)器內(nèi)，控制進入SCR反應(yīng)器I內(nèi)部的模擬煙氣的溫度在合理范圍內(nèi)。
[0029]所述模擬煙氣氣體成分供給單元是為熱煙氣中通入模擬煙氣氣體的單元，依據(jù)實際工程中煙氣的氣體成分種類進行設(shè)置即可。在實際煙氣中，一氧化氮(NO)氣體為主要成分，其含量也高。目前的評價系統(tǒng)中，大多選擇一氧化氮氣瓶為模擬煙氣中提供NO，但是NO氣瓶的價格很高，不適用于較大的中試試驗中。因此，本實用新型的模擬煙氣氣體成分供給單元中的NO供給裝置采用NO發(fā)生裝置3。具體地，本實用新型的具體實施例的模擬煙氣氣體成分供