一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统，包括：模拟烧结烟气供给模块，所述模拟烧结烟气供给模块包括气体供给单元、模拟烟气配气单元和气体混合单元，所述气体供给单元连接所述模拟烟气配气单元，所述模拟烟气配气单元连接所述气体混合单元；CO氧化催化脱除模块，所述模拟烧结烟气供给模块连接CO氧化催化脱除模块；尾气吸附处理模块，所述CO氧化催化脱除模块连接尾气吸附处理模块；本发明专利技术采用了精确的气体流量控制系统，可以精准调节和控制模拟烟气的成分和流量；另外，催化反应器采用双层管壁设计，同时解决了烟气加热和催化反应的问题，无需再在模拟烟气进入催化反应器之前设置气体加热装置，简化了工艺流程。

An evaluation system and method of CO oxidation catalyst in sintering flue gas

【技术实现步骤摘要】
一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统及方法
本专利技术属于属于烧结烟气CO氧化催化剂性能评价
，具体涉及一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统及方法。
技术介绍
烧结烟气中含有大量二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、二噁英和CO等有毒有害气体，因此烧结烟气治理是钢铁行业环保治理的重中之重。随着国家环保政策的不断升级，特别是国家部委在2019年4月颁布了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》(以下简称《意见》)，明确了二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的超低排放标准，二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的超低排放也成为当前钢铁烧结行业环保治理的紧要任务。作为有毒气体的CO气体，虽然在目前的《意见》中没有明确要求，相信随着钢铁烧结行业环保治理的不断深入，未来CO气体超低排放也将成为烧结烟气治理的重要内容之一。由于烧结烟气的特点，其中的CO气体很难通过燃烧等方式进行处理，而CO氧化催化则是一种较为有效的技术路径。CO氧化催化的基本原理就是使烧结烟气中的CO与O2在较低温条件下发生反应生成CO2，催化反应的核心就是CO氧化催化剂。CO氧化催化剂在汽车尾气处理、石油化工、燃料电池原料气纯化、煤矿、军事潜艇、家庭空气净化、家用天然气炉灶等领域已是成熟的应用技术，CO氧化催化效果显著。而在钢铁冶金领域，利用CO氧化催化技术处理废气仍属空白，这与当前的环保政策要求以及烧结烟气量大、成分复杂的特点等诸多因素有关。因此，本专利技术申请人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现已有CO氧化催化剂评价方法至少存在如下技术问题：目前缺少针对铁矿石烧结烟气特点烟气CO氧化催化剂的有效检测和评价方法，CO氧化催化剂产品难以适应烧结烟气条件，产品质量难以保障的技术问题。综合以上所述，为此，我们提出一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统，包括：模拟烧结烟气供给模块，所述模拟烧结烟气供给模块包括气体供给单元、模拟烟气配气单元和气体混合单元，所述气体供给单元连接所述模拟烟气配气单元，所述模拟烟气配气单元连接所述气体混合单元；CO氧化催化脱除模块，所述模拟烧结烟气供给模块连接CO氧化催化脱除模块；尾气吸附处理模块，所述CO氧化催化脱除模块连接尾气吸附处理模块；计算机控制模块，所述模拟烧结烟气供给模块连接所述计算机控制模块，所述CO氧化催化脱除模块连接所述计算机控制模块。进一步的，所述气体供给单元包括CO气瓶、空气气瓶、N2气瓶、CO2气瓶、SO2气瓶和NO气瓶，所述模拟烟气配气单元包括减压装置、流量计和单向阀，所述CO气瓶、空气气瓶、N2气瓶、CO2气瓶、SO2气瓶和NO气瓶通过减压装置、流量计和单向阀与模拟烟气配气单元连接，所述气体混合单元包括不锈钢管道，所述烟气模拟配气单元出来的气体与气体混合单元使用不锈钢管道和单向阀进行连接。进一步的，所述模拟烟气配气单元中的流量计采用质量流量计，所述气体混合单元中的不锈钢管道内侧覆着有防腐层。进一步的，所述CO氧化催化脱除模块包括催化反应器、CO氧化催化剂、电加热炉。进一步的，所述催化反应器为双层管壁设计，内外层管壁在反应器底部相连通，模拟烟气由上部进气口进入到内外侧管壁之间的环形空隙中，模拟烟气自上而下流动，到反应器底部后，模拟烟气流入内层管，流动方向为自下而上，然后通过CO氧化催化剂，所述CO氧化催化剂为贵金属系催化剂和非贵金属系催化剂中的任意一种，所述CO氧化催化剂结构为蜂窝多孔块状结构，CO氧化催化剂的尺寸为40mm×40mm×50mm或40mm×40mm×100mm。进一步的，所述尾气吸附处理模块包括吸附材料和壳体，所述尾气吸附处理模块中吸附材料为活性炭，所述尾气吸附处理模块中壳体材质为不锈钢。进一步的，所述计算机控制模块包括烟气成分传感器、温度传感器、传感器信号转换器、计算机控制系统。进一步的，所述烟气成分传感器在催化反应器入口和出口分别在线实时检测模拟烟气成分，所述温度传感器在CO氧化催化剂上方在线实时检测烟气温度，所述温度传感器型号选用K型热电偶，并将热电偶使用高纯刚玉套管保护，所述计算机控制系统包括采集模块、分析模块和存储模块。本专利技术还提供了一种烧结烟气CO氧化催化剂评价方法，包括以下步骤：S1、获取烧结模拟烟气；按照预先设定好的烧结模拟烟气比例，调节气体供给单元和模拟烟气配气单元，得到相应流量的CO、空气、N2、CO2、SO2和NO，然后将各个组分气体通入气体混合单元，使之充分混合均匀，得到烧结模拟烟气；S2、测试CO氧化催化剂的催化效率和抗中毒性；电加热炉生温到指定温度并恒温保持30min，然后模拟烟气通入催化反应器中，测试CO氧化催化剂的催化效率和抗中毒性；S3、实时监测反应前后烟气的成分和温度，分析催化效率：计算机控制模块在线实时检测反应前后烟气的成分和温度，并分析催化效率；S4、净化尾气并排出；模拟烟气从催化反应管出来后，进入到尾气吸附模块进行净化处理，最后尾气再排到室外大气中。进一步的，烧结模拟烟气比例的流量为10-50L/min，模拟烟气的温度为150-350℃，实时监测反应前后烟气的成分和温度，分析催化效率时，通过计算机控制系统上的数据采集和处理软件记录和分析检测结果，同时存储所记录的各类数据。本专利技术的技术效果和优点：本专利技术提出的一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统及方法，与现有技术相比，具有以下优点：1、本专利技术采用了精确的气体流量控制系统，可以精准调节和控制模拟烟气的成分和流量；另外，催化反应器采用双层管壁设计，同时解决了烟气加热和催化反应的问题，无需再在模拟烟气进入催化反应器之前设置气体加热装置，简化了工艺流程；2、本专利技术所述装置操作简单，可实现长期在线检测，由于所用气量较小，使长时间检测费用大幅度降低，具有很强的推广价值和良好的发展前景。附图说明图1为本专利技术的电路模块图；图2为本专利技术中模拟烧结烟气供给模块的电路模块图；图3为本专利技术中计算机控制系统的电路模块图；图4为本专利技术中的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术提供了如图1-4所示的一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统，包括：模拟烧结烟气供给模块，所述模拟烧结烟气供给模块包括气体供给单元、模拟烟气配气单元和气体混合单元，所述气体供给单元连接所述模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统，其特征在于，包括：模拟烧结烟气供给模块，所述模拟烧结烟气供给模块包括气体供给单元、模拟烟气配气单元和气体混合单元，所述气体供给单元连接所述模拟烟气配气单元，所述模拟烟气配气单元连接所述气体混合单元；/nCO氧化催化脱除模块，所述模拟烧结烟气供给模块连接CO氧化催化脱除模块；/n尾气吸附处理模块，所述CO氧化催化脱除模块连接尾气吸附处理模块；/n计算机控制模块，所述模拟烧结烟气供给模块连接所述计算机控制模块，所述CO氧化催化脱除模块连接所述计算机控制模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统，其特征在于，包括：模拟烧结烟气供给模块，所述模拟烧结烟气供给模块包括气体供给单元、模拟烟气配气单元和气体混合单元，所述气体供给单元连接所述模拟烟气配气单元，所述模拟烟气配气单元连接所述气体混合单元；
CO氧化催化脱除模块，所述模拟烧结烟气供给模块连接CO氧化催化脱除模块；
尾气吸附处理模块，所述CO氧化催化脱除模块连接尾气吸附处理模块；
计算机控制模块，所述模拟烧结烟气供给模块连接所述计算机控制模块，所述CO氧化催化脱除模块连接所述计算机控制模块。


2.根据权利要求1所述的一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统，其特征在于：所述气体供给单元包括CO气瓶、空气气瓶、N2气瓶、CO2气瓶、SO2气瓶和NO气瓶，所述模拟烟气配气单元包括减压装置、流量计和单向阀，所述CO气瓶、空气气瓶、N2气瓶、CO2气瓶、S02气瓶和N0气瓶通过减压装置、流量计和单向阀与模拟烟气配气单元连接，所述气体混合单元包括不锈钢管道，所述烟气模拟配气单元出来的气体与气体混合单元使用不锈钢管道和单向阀进行连接。


3.根据权利要求2所述的一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统，其特征在于：所述模拟烟气配气单元中的流量计采用质量流量计，所述气体混合单元中的不锈钢管道内侧覆着有防属层。


4.根据权利要求1所述的一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统，其特征在于：所述CO氧化催化脱除模块包括催化反应器、CO氧化催化剂、电加热炉。


5.根据权利要求4所述的一种烧结烟气CO氧化催化剂评价系统，其特征在于：所述催化反应器为双层管壁设计，内外层管壁在反应器底部相连通，模拟烟气由上部进气口进入到内外侧管壁之间的环形空隙中，模拟烟气自上而下流动，到反应器底部后，模拟烟气流入内层管，流动方向为自下而上，然后通过CO氧化催化剂，所述CO氧化催化剂为贵金属系催化剂和非贵金属系催化剂中的任意一种，所述CO氧化催化剂结构为蜂窝多孔块状结构，CO氧化催化剂的尺寸为40mm×40mm×50mm或40mm×40mm×100m...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚鹏，潘文，赵志星，范正赟，马怀营，陈绍国，季斌，赵勇，张晓臣，梁洁，郝爱国，余斌，仇锁朝，石江山，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，首钢京唐钢铁联合有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11