Scr催化劑性能檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種SCR催化劑性能檢測裝置。該SCR催化劑性能檢測裝置包括：反應單元，具有進氣口和出氣口，SCR催化劑放置在反應單元內；分析單元，連接在反應單元的出氣口上，收集并分析從出氣口流出的氣體，獲得并輸出分析結果。通過該SCR催化劑性能檢測裝置能夠快速地檢測SCR催化劑的再生性能檢測，節省檢測時間。
【專利說明】SCR催化劑性能檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及燃煤電力設備領域，具體而言，涉及一種SCR催化劑性能檢測裝置。
【背景技術】
[0002]選擇性催化還原(SCR)脫硝技術因具有高效、可靠的脫硝性能被廣泛應用于燃煤電廠的脫硝系統。在整個SCR脫硝系統中，催化劑是核心組件，在設備直接投資中占的比重比較大。SCR脫硝催化劑的外觀形態有蜂窩式、平板式和波紋式。SCR脫硝系統的催化劑模塊大部分采取高塵布置方案，運行一段時間后催化劑的脫硝性能會下降，造成催化劑失活。催化劑失活的原因有很多，既有運行工況的影響，例如煙氣中的粉塵和溫度波動對催化劑宏觀結果造成的損害，也有煙氣中各種有毒有害化學成分的作用，其中砷元素、堿金屬、堿土金屬及金屬氧化物所具有的毒害作用最為明顯。這些因素使得SCR脫硝催化劑的使用壽命僅為2至3年，而催化劑的初期投資占SCR脫硝系統總投資的40% — 60%，這使催化劑成為昂貴的消耗品。此外失活的SCR催化劑如不加以適當處理將對人體和環境造成極強的毒害作用。這樣不僅會造成生產成本提高，而且會危害人類的健康。若將失活的催化劑進行再生處理則可有效延長SCR催化劑使用周期，降低經濟成本和毒害作用。因此對SCR脫硝催化劑進行再生意義重大。
[0003]而催化劑再生過程中需要對催化劑性能進行檢測，以確定再生后的催化劑是否能夠滿足生產需要的性能。但由于催化劑再生工期緊，因此需要及時出具檢測結果，而現有的催化劑性能檢測，需要經過復雜的檢測過程、且沒有完備的檢測裝置。檢測時需要的催化劑體積較大，檢測耗時長，不能滿足再生過程中催化劑性能檢測的需要，且會造成很大的催化劑浪費。
實用新型內容
[0004]本實用新型旨在提供一種SCR催化劑性能檢測裝置，以解決現有技術中的SCR催化劑的性能檢測操作復雜和檢測耗時長的問題。
[0005]為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種SCR催化劑性能檢測裝置，該SCR催化劑性能檢測裝置包括:反應單元，反應單元具有進氣口和出氣口，SCR催化劑放置在反應單元內；分析單元，分析單元連接在反應單元的出氣口上，收集并分析從出氣口流出的氣體，獲得并輸出分析結果。
[0006]進一步地，SCR催化劑性能檢測裝置還包括模擬生成待脫硝氣體的煙氣模擬單元，煙氣模擬單元通過進氣口與反應單元連接，待脫硝氣體從煙氣模擬單元流出并進入反應單元內與SCR催化劑反應。
[0007]進一步地，煙氣模擬單元包括:氣罐組，氣罐組包括多個用于承載氣體的氣罐，各氣罐上均設置有出氣管；氣體混合器，各氣罐的出氣管連通至氣體混合器，各氣罐內的氣體進入氣體混合器內并混合；煙氣加熱件，煙氣加熱件連接在氣體混合器與反應單元的進氣口之間，并加熱從氣體混合器內流出的氣體。
[0008]進一步地，煙氣模擬單元還包括多個質量流量計，各氣罐均對應設置有一個質量流量計，各質量流量計連接在相對應的氣罐與氣體混合器之間，以控制進入氣體混合器內的各氣體的比例。
[0009]進一步地,分析單元包括:氣體分析儀,氣體分析儀與反應單元的出氣口連接,收集并分析從出氣口流出的氣體，獲得檢測結果；第一控制閥，第一控制閥連接在氣體分析儀的入口與反應單元的出氣口之間，以控制反應單元與氣體分析儀之間的氣路通斷。
[0010]進一步地，SCR催化劑性能檢測裝置還包括凈化器，凈化器的進氣端連接在反應單元的出氣口和第一控制閥之間。
[0011]進一步地，SCR催化劑性能檢測裝置還包括進氣分析支路，進氣分析支路包括:連接管路，連接管路連接在煙氣模擬單元與氣體分析儀之間，使待脫硝氣體繞過反應單元直接進入氣體分析儀；第二控制閥，第二控制閥連接在煙氣模擬單元的氣體出口與反應單元的進氣口之間，連接管路的第一端連接在第二控制閥上，第二控制閥控制待脫硝氣體的流向。
[0012]進一步地，煙氣模擬單元還包括還原劑儲罐，還原劑儲罐的出口端連接在第二控制閥與煙氣模擬單元的出口端之間。
[0013]進一步地，反應單元包括:反應器，進氣口位于反應器的第一端，出氣口位于反應器的第二端，SCR催化劑放置在反應器內；控溫器，控溫器設置在反應器上，并控制反應器內的溫度。
[0014]進一步地，反應器的進氣口處設置有測量進氣口溫度的溫度監測元件，溫度監測元件與控溫器連接，以控制控溫器工作。
[0015]應用本實用新型的技術方案，SCR催化劑性能檢測裝置包括反應單元和分析單元。其中，反應單元具有進氣口和出氣口，SCR催化劑放置在反應單元內，反應單元用于承載SCR催化劑并進行脫硝反應。分析單元連接在反應單元的出氣口上，收集并分析從出氣口流出的氣體，獲得并輸出分析結果，通過分析單元分析反應后的氣體成分，進而能夠根據反應后的氣體成分確定SCR催化劑的性能。通過該SCR催化劑性能檢測裝置僅需將少量氣體通入反應單元內使其反應，之后收集分析反應后的氣體即可測得SCR催化劑的性能。這一過程操作簡單、耗時少，能夠有效地快速地檢測SCR催化劑的性能，且該SCR催化劑性能檢測裝置結構簡單且體積小，便于運輸攜帶，具有更好地適用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0017]圖1示出了本實用新型的實施例的SCR催化劑性能檢測裝置的結構示意圖。
[0018]附圖標記說明:10、氣罐組；11、第一氣罐；12、第二氣罐；13、第三氣罐；14、第四氣罐；20、質量流量計；30、氣體混合器；40、煙氣加熱件；50、反應單元；51、反應器；511、進氣口 ；512、出氣口 ；52、控溫器；60、分析單元；61、氣體分析儀；62、第一控制閥；70、凈化器；80、進氣分析支路；81、連接管路；82、第二控制閥；90、還原劑儲罐。【具體實施方式】
[0019]下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0020]如圖1所示，根據本實用新型的實施例，SCR催化劑性能檢測裝置包括反應單元50和分析單元60。其中，反應單元50具有進氣口 511和出氣口 512，SCR催化劑放置在反應單元50內，反應單元50用于承載SCR催化劑并進行脫硝反應。分析單元60連接在反應單元50的出氣口 512上，收集并分析從出氣口 512流出的氣體，獲得并輸出分析結果，通過分析單元60分析反應后的氣體成分，進而能夠根據反應后的氣體成分確定SCR催化劑的性能。通過該SCR催化劑性能檢測裝置僅需將少量氣體通入反應單元50內使其反應，之后收集分析反應后的氣體即可測得SCR催化劑的性能。這一過程操作簡單、耗時少，能夠有效地快速地檢測SCR催化劑的性能，且該SCR催化劑性能檢測裝置結構簡單且體積小，便于運輸攜帶，具有更好地適用性。
[0021]將本SCR催化劑性能檢測裝置應用至燃煤電廠發電的工序中時，煙氣從反應單元50的進氣口 511進入反應單元50內，并在SCR催化劑的催化下發生脫硝反應，反應后的氣體從出氣口 512流出，并進入分析單元60內進行氣體成分分析，通過分析結果能夠得出SCR催化劑的性能是否符合應用需要。
[0022]本SCR催化劑性能檢測裝置也可應用于對再生后的SCR催化劑進行性能檢測，以便能夠確定再生后的SCR催化劑是否符合生產需求。
[0023]在本實施例中，為了更加準確且快速地測量再生后的SCR催化劑的性能，SCR催化劑性能檢測裝置還包括模擬出待脫硝氣體的煙氣模擬單元，煙氣模擬單元通過進氣口 511與反應單元50連接，待脫硝氣體從煙氣模擬單元流出并進入反應單元50內與SCR催化劑性反應。通過煙氣模擬單元可以根據不同的需要調節待脫硝氣體的成分，模擬出最符合實際生產工況的煙氣，進而獲得更加準確的檢測結果。
[0024]煙氣模擬單元包括氣罐組10、質量流量計20、氣體混合器30、煙氣加熱件40和還原劑儲罐90。
[0025]氣罐組10包括多個用于承載氣體的氣罐,各氣罐上均設置有出氣管。各氣罐均對應設置有一個質量流量計20，各質量流量計20連接在相對應的氣罐與氣體混合器30之間，以控制進入氣體混合器30內的各氣體的比例，進而實現對煙氣成分的精確模擬。各氣罐的出氣管的端口均連接至氣體混合器30上，從各氣罐內流出的氣體通過質量流量計20后流入氣體混合器30內成為混合氣體。煙氣加熱件40與氣體混合器30的出口連接，混合氣體進入煙氣加熱件40并在其內加熱至實際工況下的煙氣的溫度。煙氣加熱件40的出口端連接有還原劑儲罐90的出氣管的出口，已將催化劑氣體與加熱后的混合氣體混合成待脫硝氣體。
[0026]其中，在本實施例中，氣罐組10包括第一氣罐11、第二氣罐12、第三氣罐13和第四氣罐14，四個氣罐分別用于承載不同的氣體。第一氣罐11內盛放有一氧化氮NO或二氧化氮NO2或二者的混合氣。第二氣罐12內盛放有氧氣02。第三氣罐13內盛放有二氧化硫S02。第四氣罐14內盛放有氮氣N2。通過質量流量計20能夠調節各氣罐內的氣體流出的比例，進而控制混合氣中的氣體組分，以模擬出不同組分的煙氣。[0027]氣體混合器30用于混合從各氣罐的出氣管流入的氣體，使其均勻地混合成為混合氣。優選地，氣體混合器30包括不銹鋼殼體，殼體內設置有渦流件，渦流件能夠使各種氣體均勻地混合。
[0028]煙氣加熱件40連接在氣體混合器30與反應單元50的進氣口 511之間，并加熱從氣體混合器30內流出的混合氣。煙氣加熱件40包括加熱件和不銹鋼氣管，加熱件對不銹鋼氣管內的混合氣進行加熱。加熱件可以為加熱爐。
[0029]在本實施例中，還原劑儲罐90內盛放有氨氣NH3。還原劑儲罐90的出口端連接在煙氣加熱件40的出口端與反應單元50的進氣口 511之間。從煙氣加熱件40中流出的加熱后的混合氣與氨氣混合后流入反應單元50內，并與SCR催化劑反應。
[0030]優選地，可以進一步提高檢測精度，SCR催化劑性能檢測裝置還包括進氣分析支路80，進氣分析支路80連接在煙氣加熱件40的出口端與分析單元60之間，以使反應前的待脫硝氣體繞過反應單元50直接進入分析單元60內進行氣體分析，以獲得反應前的待脫硝氣體的精確成分，以便能夠和反應后的氣體成分進行比較，獲得最精確的SCR性能檢測結果。進氣分析支路80包括連接管路81和第二控制閥82。
[0031]連接管路81連接在煙氣模擬單元的煙氣加熱件40的出口端分析單元的進口端之間，以使從煙氣模擬單元流出的待脫硝氣體繞過反應單元50直接進入分析單元60，進行氣體組分分析。
[0032]第二控制閥82連接在煙氣加熱件40的出口端與反應單元50的進氣口 511之間，還原劑儲罐90的出口端連接在第二控制閥82和煙氣加熱件40的出口端之間的管路上。連接管路81的第一端連接在第二控制閥82上，第二控制閥82能夠控制待脫硝氣體的流向。
[0033]反應單元50包括反應器51和控溫器52。進氣口 511位于反應器51的第一端，出氣口 512位于反應器51的第二端，SCR催化劑放置在反應器51內。在本實施例中，反應器51為圓柱形不銹鋼管，待脫硝氣體從進氣口 511進入反應器51內并與SCR催化劑反應，反應后的氣體從出氣口 512流出反應器51。
[0034]控溫器52設置在反應器51上，并控制反應器51內的溫度。控溫器52包括電加熱元件、保溫元件和控溫元件組成。控溫元件控制電加熱元件的加熱或停止，以控制反應器51的溫度。
[0035]為了根據精確地控制反應器51內的溫度，在反應器51的進氣口 511處設置有測量進氣口 511溫度的溫度監測元件，溫度監測元件與控溫器連接，以控制控溫器52工作。溫度監測元件與控溫元件連接，將檢測到的溫度數據傳輸至控溫元件，控溫元件根據接收到的數據控制電加熱元件的加熱或停止，以保證反應器51的溫度始終在需要的溫度范圍內，保證模擬出的反應環境與SCR催化劑的實際工作環境一致，進而保證了檢測的準確性。
[0036]分析單兀60包括氣體分析儀61和第一控制閥62。
[0037]氣體分析儀61與反應單元50的出氣口 512連接，收集并分析從出氣口 512流出的氣體，獲得檢測結果，根據該檢測結果能夠確定出SCR催化劑的性能是否符合生產需要。第一控制閥62連接在氣體分析儀61的入口與反應單元50的出氣口 512之間，以控制反應單元50與氣體分析儀61之間的氣路通斷。當需要對反應后的氣體進行分析時，將第一控制閥62打開，使反應后的氣體進入氣體分析儀61內進行氣體組分分析，以獲得分析結果。
[0038]為了避免含有污染物的氣體排放至空氣中造成氣體污染，SCR催化劑性能檢測裝置還包括凈化器70，凈化器70的進氣端連接在反應單元50的出氣口 512和第一控制閥62之間，用以凈化需要排出的氣體，將可能污染空氣的氣體凈化。
[0039]實施例1:取運行24000小時的規整塊狀蜂窩式催化劑，體積約200cm3，將催化劑放入反應器51中，催化劑與反應器51的器壁之間的空隙用密封材料密封，調整模擬出的煙氣組分NO為200mg/cm3，SO2為1000mg/m3，O2為6%，ΝΗ3/Ν0為L 0，控制模擬出的煙氣溫度和反應器51的溫度在380°C左右。氣體總流量為20L/min，分別檢測再生前后催化劑脫硝效率，檢測用時6小時檢測結果:再生前催化劑脫硝效率55.2%，再生后催化劑脫硝效率88.6%。
[0040]實施例2:取運行24000小時的規整塊狀板式催化劑，體積約200cm3，將催化劑放入反應器51中，催化劑與反應器51的器壁之間的空隙用密封材料密封，調整模擬出的煙氣組分NO為500mg/cm3，SO2為1500mg/m3，O2為6%，ΝΗ3/Ν0為L 0，控制模擬出的煙氣溫度和反應器51的溫度在380°C左右。氣體總流量為20L/min，分別檢測再生前后催化劑脫硝效率，檢測用時8小時檢測結果:再生前催化劑脫硝效率43.2%，再生后催化劑脫硝效率80.4%。
[0041]實施例3:取運行24000小時的規整塊狀波紋式催化劑，體積約200cm3，將催化劑放入反應器51中，催化劑與反應器51的器壁之間的空隙用密封材料密封，調整模擬出的煙氣組分NO為800mg/cm3，SO2為2000mg/m3，O2為6%，NH3/N0為1.0，控制模擬出的煙氣溫度和反應器51的溫度在380°C左右。氣體總流量為20L/min，分別檢測再生前后催化劑脫硝效率，檢測用時8小時檢測結果:再生前催化劑脫硝效率63.4%，再生后催化劑脫硝效率91.2%。
[0042]從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現了如下技術效果:SCR催化劑性能檢測裝置的體積小，結構簡單，造價低廉，檢測過程操作簡單，能夠及時準確地對催化劑性能進行檢測。能夠根據不同檢測需要改變模擬出的煙氣的組分，具有更好的適用性。能夠對反應器進行均勻加熱和控溫，使測試更加精準。
[0043]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種SCR催化劑性能檢測裝置，其特征在于，包括: 反應單元(50)，所述反應單元(50)具有進氣口(511)和出氣口(512)，SCR催化劑放置在所述反應單元(50)內； 分析單元(60)，所述分析單元(60)連接在所述反應單元(50)的出氣口(512)上，收集并分析從所述出氣口(512)流出的氣體，獲得并輸出分析結果； 所述SCR催化劑性能檢測裝置還包括模擬生成待脫硝氣體的煙氣模擬單元，所述煙氣模擬單元通過所述進氣口(511)與所述反應單元(50)連接，所述待脫硝氣體從所述煙氣模擬單元流出并進入所述反應單元(50)內與所述SCR催化劑反應； 所述分析單元(60)包括: 氣體分析儀(61)，所述氣體分析儀(61)與所述反應單元(50)的出氣口(512)連接，收集并分析從所述出氣口(512)流出的氣體，獲得檢測結果； 第一控制閥(62)，所述第一控制閥(62)連接在所述氣體分析儀(61)的入口與所述反應單元(50)的出氣口(512)之間，以控制所述反應單元(50)與所述氣體分析儀(61)之間的氣路通斷。
2.根據權利要求1所述的SCR催化劑性能檢測裝置，其特征在于，所述煙氣模擬單元包括: 氣罐組(10)，所述氣罐組(10)包括多個用于承載氣體的氣罐，各所述氣罐上均設置有出氣管； 氣體混合器(30)，各所述氣罐的出氣管連通至所述氣體混合器(30)，各所述氣罐內的氣體進入所述氣體混合器(30)內并混合； 煙氣加熱件(40)，所述煙氣加熱件(40)連接在所述氣體混合器(30)與所述反應單元(50)的進氣口(511)之間，并加熱從所述氣體混合器(30)內流出的氣體。
3.根據權利要求2所述的SCR催化劑性能檢測裝置，其特征在于，所述煙氣模擬單元還包括多個質量流量計(20)，各所述氣罐均對應設置有一個所述質量流量計(20)，各所述質量流量計(20)連接在相對應的所述氣罐與所述氣體混合器(30)之間，以控制進入所述氣體混合器(30)內的各氣體的比例。
4.根據權利要求1所述的SCR催化劑性能檢測裝置，其特征在于，所述SCR催化劑性能檢測裝置還包括凈化器(70)，所述凈化器(70)的進氣端連接在所述反應單元(50)的出氣口 (512)和所述第一控制閥(62)之間。
5.根據權利要求1所述的SCR催化劑性能檢測裝置，其特征在于，所述SCR催化劑性能檢測裝置還包括進氣分析支路(80)，所述進氣分析支路(80)包括: 連接管路(81)，所述連接管路(81)連接在所述煙氣模擬單元與所述氣體分析儀(61)之間，使所述待脫硝氣體繞過所述反應單元(50)直接進入所述氣體分析儀(61)； 第二控制閥(82)，所述第二控制閥(82)連接在所述煙氣模擬單元的氣體出口與所述反應單元(50)的進氣口(511)之間，所述連接管路(81)的第一端連接在所述第二控制閥(82)上，所述第二控制閥(82)控制所述待脫硝氣體的流向。
6.根據權利要求5所述的SCR催化劑性能檢測裝置，其特征在于，所述煙氣模擬單元還包括還原劑儲罐(90)，所述還原劑儲罐(90)的出口端連接在所述第二控制閥(82)與所述煙氣模擬單元的出口端之間。
7.根據權利要求1所述的SCR催化劑性能檢測裝置，其特征在于，所述反應單元(50)包括: 反應器(51)，所述進氣口(511)位于所述反應器(51)的第一端，所述出氣口(512)位于所述反應器(51)的第二端，所述SCR催化劑放置在所述反應器(51)內； 控溫器(52)，所述控溫器(52)設置在所述反應器(51)上，并控制所述反應器(51)內的溫度。
8.根據權利要求7所述的SCR催化劑性能檢測裝置，其特征在于，所述反應器(51)的所述進氣口(511)處設置有測量所述進氣口(511)溫度的溫度監測元件，所述溫度監測元件與所述控溫器(52)連接，以控制 所述控溫器(52)工作。
【文檔編號】G01N31/10GK203705414SQ201320817874
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月11日 優先權日:2013年12月11日
【發明者】呂金坤 申請人:北京圣鑫乾元科技有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
