SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置。本实用新型专利技术SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置的特点在于：包括汞蒸发系统、SO2输入单元、氨气输入单元、蠕动泵、蒸发瓶、预混合器、预热缓冲罐、催化反应器和冰浴装置，所述蠕动泵和蒸发瓶连接，所述汞蒸发系统、SO2输入单元、氨气输入单元、CO2输入单元、O2输入单元、氮气输入单元、NO输入单元和蒸发瓶均与预混合器连接，所述预混合器和预热缓冲罐连接，所述预热缓冲罐和流量计连接，所述催化反应器和冰浴装置连接。本实用新型专利技术能满足SCR脱硝低温催化剂、SCR脱硝脱汞一体化催化剂试验研究。

Comprehensive Test Device for SCR Integrated Catalyst for Denitrification and Mercury Removal

The utility model relates to an integrated test device for SCR denitrification and mercury removal catalyst. The characteristics of the SCR integrated catalyst comprehensive test device for denitrification and mercury removal are as follows: mercury evaporation system, SO2 input unit, ammonia input unit, peristaltic pump, evaporation bottle, pre-mixer, preheating buffer tank, catalytic reactor and ice bath device. The peristaltic pump is connected with evaporation bottle. The mercury evaporation system, SO2 input unit, ammonia input unit and CO2 input unit are described. The element, the O2 input unit, the nitrogen input unit, the NO input unit and the evaporation bottle are all connected with the pre-mixer, the pre-mixer and the pre-heating buffer tank are connected, the pre-heating buffer tank and the flowmeter are connected, and the catalytic reactor and the ice bath device are connected. The utility model can meet the experimental research of SCR denitrification low temperature catalyst and SCR denitrification mercury removal integrated catalyst.

【技术实现步骤摘要】
SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置
本技术涉及一种SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置。
技术介绍
在煤燃烧过程中，煤中的汞除很少一部分随炉渣排出外，约90％以上的汞以颗粒态汞(Hgp)、氧化态汞(Hg2+)和单质态汞(Hg0)的形式存在于烟气中。烟气通过常规烟气处理设备时，Hg2+由于其水溶性较好，其大部分可被湿法洗涤系统捕获而脱除；大部分的Hgp可被除尘器捕获而去除；但Hg0具有极强的挥发性和难水溶性，难以脱除，且由于其在烟气中占比较大，导致燃煤电厂现有污染物控制装置对总汞的脱除效率较低。因此，如何将Hg0转化为易脱除的Hg2+和Hgp是提高燃煤电厂现有污染物控制设备协同高效脱汞的前提和研究重点。研究表明，燃煤电厂SCR系统确实能够促进单质汞的氧化。其脱除的原理主要是SCR系统中催化剂能在一定程度上催化氧化单质汞(Hg0)而转化为氧化态的二价汞(Hg2+)，从而更多的二价汞(Hg2+)能够被后续的脱硫装置(如湿法脱硫装置，WFGD)脱除，从而降低了排放到空气中的汞污染。现有SCR催化剂中的V2O5对单质汞有氧化作用，但SCR催化剂活性中心位有限，氧化作用有限。此外，它还存在催化反应温度窗口狭窄，长期暴露于高浓度飞灰及SO2环境下容易中毒失效等缺点。因此研究开发具有低温脱硝活性，同时脱汞效率高的SCR催化剂将是下步研究工作的重点方向。现有的SCR脱硝催化剂性能试验装置由于原始设计意图有其自身的结构特点，存在不能完全模拟真实烟气成分、无法评价新型催化剂性能等缺点，如公告日为2017年2月15日，公告号为CN205948624U的中国专利中，公开了一种工业烟气干式低温协同除尘脱硫脱硝除汞一体化装置，采用先脱硫除尘再去除氮氧化物及汞，以实现低温SCR催化剂可循环利用，避免粉尘对催化剂的磨损，防止低温SCR催化剂将二氧化硫氧化成三氧化硫，进而防止氧化成的三氧化硫与氨反应生成硫酸铵会在烟气温度低于230摄氏度情形下凝结成黏性物质影响低温脱硝效率。因此需要技术一种新型的SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置，以满足SCR脱硝低温催化剂、SCR脱硝脱汞一体化催化剂的试验研究工作需求。用于催化剂的质量控制、已使用催化剂的寿命考评，也可用于催化剂运行条件的研究和新催化剂开发研究工作。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，满足SCR脱硝低温催化剂、SCR脱硝脱汞一体化催化剂试验研究工作需求的SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置。本技术可以对不同制备方法、不同组分、不同负载含量的催化剂样品进行脱除Hg0的性能测试；研究不同反应温度对催化剂汞氧化性能的影响；模拟烟气组分对催化剂汞氧化性能的影响；根据对SCR催化剂在氧化脱除烟气中Hg0的活性测试结果评价样品催化剂性能。本技术解决上述问题所采用的技术方案是：该SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置的结构特点在于：包括汞蒸发系统、SO2输入单元、氨气输入单元、CO2输入单元、O2输入单元、氮气输入单元、NO输入单元、蠕动泵、蒸发瓶、预混合器、预热缓冲罐、进口管路烟气分析仪、进口管路汞测试仪、出口管路烟气分析仪、出口管路汞测试仪、流量计、催化反应器和冰浴装置，所述蠕动泵和蒸发瓶连接，所述汞蒸发系统、SO2输入单元、氨气输入单元、CO2输入单元、O2输入单元、氮气输入单元、NO输入单元和蒸发瓶均与预混合器连接，所述预混合器和预热缓冲罐连接，所述预热缓冲罐和流量计连接，所述流量计分别与进口管路烟气分析仪和进口管路汞测试仪连接，所述进口管路烟气分析仪和进口管路汞测试仪均与催化反应器连接，所述催化反应器和冰浴装置连接，所述冰浴装置分别与出口管路烟气分析仪和出口管路汞测试仪连接。作为优选，本技术所述汞蒸发系统包括汞渗透管、恒温水浴锅和氮气承载输送单元，所述汞渗透管置于恒温水浴锅内，所述氮气承载输送单元和汞渗透管连接。作为优选，本技术所述SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置还包括尾气处理装置和风机，所述出口管路烟气分析仪和出口管路汞测试仪均与尾气处理装置连接，所述尾气处理装置和风机连接。作为优选，本技术所述汞蒸发系统与蒸发瓶通过管道连接，该管道上设置有电磁流量调节阀。作为优选，本技术所述进口管路烟气分析仪、进口管路汞测试仪、出口管路烟气分析仪和出口管路汞测试仪均为在线分析仪结构。作为优选，本技术所述催化反应器的出口处设置有取样口。作为优选，本技术所述催化反应器包括管式炉和石英反应器，所述石英反应器置于管式炉内，该石英反应器呈垂直地面的方向放置，所述石英反应器的管中央填塞石英棉作为催化剂的支撑床。一种SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置的试验方法，其特征在于：所述试验方法的步骤如下：(1)将所需试验的催化剂样品放入催化反应器内，打开氮气输入单元，让SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置内充满N2；(2)装置气密性检测；试验前应进行装置气密性检测，检测合格后再进行试验；(3)打开催化反应器的加热装置、预热缓冲罐的加热装置、蒸发瓶的加热装置、恒温水浴锅和冰浴装置，使SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置达到设定温度；(4)当催化反应器的入口温度、出口温度均达到设定值时，依次打开O2输入单元、NO输入单元、SO2输入单元和汞蒸发系统，启动蠕动泵将水直接注入蒸发瓶中蒸发产生水蒸气，水蒸气含量通过控制蠕动泵的水量以达到设定值；N2、O2、NO、SO2、汞、气态水在预混合器中初步混合，然后再进入预热缓冲罐，使气体混合均匀，得到混合气体；(5)混合气体在压力作用下经过流量计进入催化反应器，在催化反应器内反应后从催化反应器的下部排出；当温度均达到设定值时，打开进口管路烟气分析仪、进口管路汞测试仪、出口管路烟气分析仪和出口管路汞测试仪，模拟烟气进入进口管路烟气分析仪、进口管路汞测试仪、出口管路烟气分析仪和出口管路汞测试仪，在线烟气分析仪测量混合气体中的O2、NO、SO2、汞、气态水的含量，并通过调节控制计量阀门来控制O2、NO、SO2、汞、气态水的含量，使各组份达到催化反应器入口的预设值；待催化反应器入口气体组分稳定后，同时记录入口、出口混合气体中的O2、NO、SO2、汞、气态水的含量，通过计算得出汞催化氧化率和脱硝效率。作为优选，本技术还包括如下步骤：试验完毕后，关闭气体输入单元，关闭催化反应器的加热装置、预热缓冲罐的加热装置、蒸发瓶的加热装置、恒温水浴锅和冰浴装置，打开氮气承载输送单元，对管路、催化反应器、进口管路烟气分析仪、进口管路汞测试仪、出口管路烟气分析仪和出口管路汞测试仪进行吹扫，排除掉吸附在内壁上的汞蒸汽、H2O、NO、NH3、SO2。作为优选，本技术实验所得数据归纳为某时刻的脱除效率，用来表征催化剂对模拟烟气中污染物的去除性能；将称量制备好的催化剂装入固定床反应器中，在一定的反应温度下进行动态催化实验，测定固定床出口处污染物的浓度随时间的变化；γHg为催化剂对Hg0的去除效率，γNO为催化剂对NO的去除效率，γoxi由公式(1)计算：其中，分别为催化反应器进口及出口的单质汞浓度(单位：μg/m3)，ΔHg0表示穿过催化剂后单质汞浓度的变化；γNO由公式(2)计算：其中，N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置，其特征在于：包括汞蒸发系统、SO2输入单元、氨气输入单元、CO2输入单元、O2输入单元、氮气输入单元、NO输入单元、蠕动泵、蒸发瓶、预混合器、预热缓冲罐、进口管路烟气分析仪、进口管路汞测试仪、出口管路烟气分析仪、出口管路汞测试仪、流量计、催化反应器和冰浴装置，所述蠕动泵和蒸发瓶连接，所述汞蒸发系统、SO2输入单元、氨气输入单元、CO2输入单元、O2输入单元、氮气输入单元、NO输入单元和蒸发瓶均与预混合器连接，所述预混合器和预热缓冲罐连接，所述预热缓冲罐和流量计连接，所述流量计分别与进口管路烟气分析仪和进口管路汞测试仪连接，所述进口管路烟气分析仪和进口管路汞测试仪均与催化反应器连接，所述催化反应器和冰浴装置连接，所述冰浴装置分别与出口管路烟气分析仪和出口管路汞测试仪连接。

【技术特征摘要】
1.一种SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置，其特征在于：包括汞蒸发系统、SO2输入单元、氨气输入单元、CO2输入单元、O2输入单元、氮气输入单元、NO输入单元、蠕动泵、蒸发瓶、预混合器、预热缓冲罐、进口管路烟气分析仪、进口管路汞测试仪、出口管路烟气分析仪、出口管路汞测试仪、流量计、催化反应器和冰浴装置，所述蠕动泵和蒸发瓶连接，所述汞蒸发系统、SO2输入单元、氨气输入单元、CO2输入单元、O2输入单元、氮气输入单元、NO输入单元和蒸发瓶均与预混合器连接，所述预混合器和预热缓冲罐连接，所述预热缓冲罐和流量计连接，所述流量计分别与进口管路烟气分析仪和进口管路汞测试仪连接，所述进口管路烟气分析仪和进口管路汞测试仪均与催化反应器连接，所述催化反应器和冰浴装置连接，所述冰浴装置分别与出口管路烟气分析仪和出口管路汞测试仪连接。2.根据权利要求1所述的SCR脱硝脱汞一体化催化剂综合试验装置，其特征在于：所述汞蒸发系统包括汞渗透管、恒温水浴锅和氮气承载输送单元，所述汞渗透管置于恒温水浴锅内，所述氮气承载输送单...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲立涛，李超，王德鑫，于洪海，齐晓辉，杜佳，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33