基于现场烟气脱硝装置的催化剂性能检测系统及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于现场SCR烟气脱硝装置的催化剂性能检测系统，包括烟气主管路，该烟气主管路上连接有烟气输入单元、喷氨单元和SCR反应单元；烟气输入单元包括主烟气进入管路、脱硫出口烟气管路、压缩空气管路和烟气成分补入管路，喷氨单元包括喷氨管路，SCR反应单元包括试验反应器；烟气主管路的一端通过主烟气进入管路与上游的烟气脱硝装置的入口烟道连接，烟气主管路的另一端与下游的空预器出口烟道连接。本发明专利技术还公开了该检测系统的检测方法。本发明专利技术可全尺度复制SCR烟气脱硝装置真实的运行烟气条件，又可基于脱硝装置进口原烟气进行配制，得到不同试验条件要求的烟气参数；而且，烟气可在压差作用下快速流动，无需采用风机驱动装置。

【技术实现步骤摘要】
基于现场烟气脱硝装置的催化剂性能检测系统及检测方法
本专利技术涉及一种基于现场SCR烟气脱硝装置的催化剂性能检测系统及检测方法。
技术介绍
SCR烟气脱硝技术是当前燃煤锅炉应用最广泛且成熟可靠的脱硝技术。SCR烟气脱硝装置的核心设备是钒钛基催化剂，按外观形状一般分为蜂窝式、板式与波纹式三种。基于催化剂设计条件，一般催化剂设计化学寿命期为24000小时。催化剂在SCR脱硝反应过程中由于受到烟气温度、脱硝效率、飞灰特性及烟气参数等因素的影响，会造成催化剂磨损、堵塞、中毒等物理、化学失活情况发生，表现为催化剂活性衰减加快，活性衰减偏离原有设计曲线，进而造成催化剂活性不能满足设计周期内的SCR脱硝达标排放要求。为充分发挥每层催化剂的残余活性，最大限度利用现有催化剂的活性并确保催化剂的性能满足SCR脱硝装置运行需要，需要定期(一般每年进行一次)进行催化剂测试单元体试验室性能检测和寿命评估，及时发现问题，规避风险，同时为催化剂的运行管理提供相应的理论判断数据。催化剂性能检测是SCR催化剂寿命管理的核心，国内相关科研院所已建立了先进的全尺寸中试SCR催化剂性能检测实验室。实验室一般占地面积约500平方米，建设初投资约2000万元，实验室一般包括SCR催化剂性能中试试验检测平台、SCR催化剂磨损实验台、比表面和孔径分布分析仪、X射线荧光光谱分析仪、X射线衍射分析仪、压汞仪、电感耦合等离子光谱分析仪、扫描电镜能谱分析仪等。检测内容一般包括：(1)几何特性检测，包括催化剂的孔径、节距、开孔率、几何比表面积等；(2)理化特性分析，包括催化剂的微观比表面积、化学成分以及抗压强度、磨损强度等特性；(3)工艺特性检测，包括催化剂的脱硝效率、氨逃逸、活性K、SO2/SO3转化率、阻力等特性等。其中，前两项检测内容可在实验室内，在静态条件下通过测量工具和仪器对催化剂样品进行测量分析并计算得出测试结果，而工艺特性检测需要在完全模拟催化剂真实运行烟气条件及布置方式下的试验平台上热态进行测试。因此，脱硝催化剂检测实验室最为关键的是SCR催化剂性能中试试验检测平台。性能试验检测平台主要由气体制配混合、气体电加热、全尺寸试验反应器、控制和检测系统、尾气处理等装置组成，通过气体制配混合和电加热的方式模拟催化剂实际运行的烟气参数条件，这造成催化剂试验检测成本费用普遍偏高的特点。SCR脱硝催化剂性能检测实验室建设成本较高，占地面积大，试验检测成本费用偏高。国内建设的SCR脱硝催化剂性能实验室能长期正常运转是基于国内体量巨大的火电装机容量和SCR脱硝催化剂检测的广泛市场需求。而对于国外相对火电装机容量小、检测需求较少的国家或组织来讲，其建设完整的催化剂性能检测实验室不具备建设运营的经济性。近年来国内企业在海外，诸如越南、印尼等国家投资建设了大型燃煤火电厂并配套建设了SCR脱硝装置，如此面临着催化剂性能检测和寿命评估的需求。在海外机组所在国暂没有相应SCR催化剂检测实验室的情况下，中国已发布相关法规文件规定催化剂为危废品，暂不能通过海关进入中国境内。面对催化剂检测市场需求相对小、且又迫切需要检测的情况，有必要建设一种投资相对少、维护方便、检测运行经济性高的SCR脱硝催化剂检测平台。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于现场SCR烟气脱硝装置的催化剂性能检测系统及检测方法；该检测系统和方法采用烟气脱硝装置进口原烟气，可全尺度复制SCR烟气脱硝装置真实的运行烟气条件，同时又可基于脱硝装置进口原烟气进行配制，得到不同试验条件要求的烟气参数，满足不同机组设计条件下的脱硝催化剂性能检测要求，而且，该检测系统中的烟气可在压差作用下快速流动，无需采用风机驱动装置，解决检测成本。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种基于现场SCR烟气脱硝装置的催化剂性能检测系统，其包括烟气主管路，该烟气主管路上连接有烟气输入单元、喷氨单元和SCR反应单元；该烟气输入单元包括主烟气进入管路、脱硫出口烟气管路、压缩空气管路和烟气成分补入管路，该喷氨单元包括喷氨管路，该SCR反应单元包括试验反应器；所述烟气主管路的一端通过主烟气进入管路与上游的烟气脱硝装置的入口烟道连接，烟气主管路的另一端与下游的空预器出口烟道连接；脱硫出口烟气管路、压缩空气管路和烟气成分补入管路三者的出口端分别与烟气主管路连接，烟气主管路上还设有用于对进入烟气主管路的烟气进行补偿加热的电加热器；所述喷氨管路设置于电加热器的下游，喷氨管路的出口端与烟气主管路连接；所述试验反应器内嵌装有催化剂单元体，试验反应器的进口端和出口端均与烟气分析仪表连接；试验烟气在烟气脱硝装置入口烟道与空预器出口烟道之间的压差作用下流动。进一步的，主烟气进入管路、脱硫出口烟气管路、压缩空气管路、烟气成分补入管路以及喷氨管路上均设置有阀门。进一步的，所述脱硫出口烟气管路上设置有烟气循环风机。进一步的，所述喷氨管路的进口端与现场烟气脱硝装置的氨/空气混合气管路连接。进一步的，喷氨管路与烟气主管路的汇合处设有位于烟气主管路中的喷氨混合组件，该喷氨混合组件包括喷氨格栅和静态混合器，喷氨格栅与氨/空气混合气管路连接，静态混合器与喷氨格栅的喷氨口连接。进一步的，所述反应单元包括串联连接的四级试验反应器，其中，至少一级试验反应器内嵌装有催化剂单元体。进一步的，四级试验反应器中，第一级试验反应器的进口处、第二级试验反应器的出口处以及相邻两级试验反应器之间分别连接烟气分析仪表。进一步的，所述烟气主管路上连接有压力表、温度指示仪、温度检测仪、流量计。更进一步的，烟气主管路连接有两路或两路以上的主烟气进入管路，且两路或两路以上的主烟气进入管路的汇合处以及脱硫出口烟气管路与烟气主管路的汇合处均设有烟气扰流混合挡板。本专利技术还提供了一种基于现场SCR烟气脱硝装置的催化剂性能检测系统的检测方法，具体为：脱硝装置进口原烟气，或者基于脱硝装置进口原烟气在压缩空气管路、脱硫出口烟气管路和烟气成分补气管路配合下得到的配制烟气在烟气脱硝装置入口烟道与空预器出口烟道之间的压差作用下流动，经由烟气主管路，再经电加热器进行补偿加热，然后脱硝装置进口原烟气或配制烟气进入试验反应器进行反应，检测烟气流量、氨逃逸浓度、试验反应器进口处和出口处的烟气中NOx浓度、SO2浓度，计算出催化剂的脱硝效率、SO3转化效率和活性K。本专利技术的有益效果：(1)该检测系统采用SCR脱硝装置进口原烟气，原烟气相比完全通过配制模拟的烟气含有其后者不包含的烟尘等其它烟气成分，烟气基本条件最为真实，可全尺度复制脱硝装置真实的运行烟气条件：氧量、湿度、NO浓度、SO2浓度、NH3浓度、空速以及温度等条件，可适用于就地机组SCR脱硝催化剂的不同工况下性能试验检测；(2)该检测系统同时设计了脱硫出口低NOx、低SO2烟气管路、外接NOx、SO2、N2气体补配气瓶的烟气成分补入管路、压缩空气管路，配合烟气主管路和主烟气进入管路，基于脱硝装置进口原烟气可配置混合出不同试验条件要求的烟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于现场SCR烟气脱硝装置的催化剂性能检测系统，其特征在于：该检测系统包括烟气主管路，该烟气主管路上连接有烟气输入单元、喷氨单元和SCR反应单元；该烟气输入单元包括主烟气进入管路、脱硫出口烟气管路、压缩空气管路和烟气成分补入管路，该喷氨单元包括喷氨管路，该SCR反应单元包括试验反应器；所述烟气主管路的一端通过主烟气进入管路与上游的烟气脱硝装置的入口烟道连接，烟气主管路的另一端与下游的空预器出口烟道连接；脱硫出口烟气管路、压缩空气管路和烟气成分补入管路三者的出口端分别与烟气主管路连接，烟气主管路上还设有用于对进入烟气主管路的烟气进行补偿加热的电加热器；所述喷氨管路设置于电加热器的下游，喷氨管路的出口端与烟气主管路连接；所述试验反应器内嵌装有催化剂单元体，试验反应器的进口端和出口端均与烟气分析仪表连接；试验烟气在烟气脱硝装置入口烟道与空预器出口烟道之间的压差作用下流动。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于现场SCR烟气脱硝装置的催化剂性能检测系统，其特征在于：该检测系统包括烟气主管路，该烟气主管路上连接有烟气输入单元、喷氨单元和SCR反应单元；该烟气输入单元包括主烟气进入管路、脱硫出口烟气管路、压缩空气管路和烟气成分补入管路，该喷氨单元包括喷氨管路，该SCR反应单元包括试验反应器；所述烟气主管路的一端通过主烟气进入管路与上游的烟气脱硝装置的入口烟道连接，烟气主管路的另一端与下游的空预器出口烟道连接；脱硫出口烟气管路、压缩空气管路和烟气成分补入管路三者的出口端分别与烟气主管路连接，烟气主管路上还设有用于对进入烟气主管路的烟气进行补偿加热的电加热器；所述喷氨管路设置于电加热器的下游，喷氨管路的出口端与烟气主管路连接；所述试验反应器内嵌装有催化剂单元体，试验反应器的进口端和出口端均与烟气分析仪表连接；试验烟气在烟气脱硝装置入口烟道与空预器出口烟道之间的压差作用下流动。


2.根据权利要求1所述的一种基于现场SCR烟气脱硝装置的催化剂性能检测系统，其特征在于，主烟气进入管路、脱硫出口烟气管路、压缩空气管路、烟气成分补入管路以及喷氨管路上均设置有阀门。


3.根据权利要求1所述的一种基于现场SCR烟气脱硝装置的催化剂性能检测系统，其特征在于，所述脱硫出口烟气管路上设置有烟气循环风机。


4.根据权利要求1所述的一种基于现场SCR烟气脱硝装置的催化剂性能检测系统，其特征在于，所述喷氨管路的进口端与现场烟气脱硝装置的氨/空气混合气管路连接。


5.根据权利要求4所述的一种基于现场SCR烟气脱硝装置的催化剂性能检测系统，其特征在于，喷氨管路与烟气主管路的汇合处设有位于烟气主管路中的喷氨混合组件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：金理鹏，宋玉宝，曹明鑫，刘瑞敬，卢承政，何金亮，方朝君，
申请(专利权)人：苏州西热节能环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32