用于一氧化碳催化剂催化性能测试的撬装设备及测试方法技术

本发明专利技术属于催化剂催化性能测试技术领域，具体涉及用于一氧化碳催化剂催化性能测试的撬装设备及测试方法。所述撬装设备包括：烟气管道、过滤器、风机、空空换热器、空气电加热器、催化床、烟气CO浓度分析仪和温度控制装置；该装置具有操作简单、控温准确、风速可调等优点，可以在不同工况下测试催化剂的性能，满足工业锅炉、窑炉、车辆、船舶等现场测试要求。对于钢厂而言，小型CO催化剂性能检测设备无疑是验证催化剂性能的重要手段，极大的提高了整个工程的正确性、准确性，降低因催化剂不行而导致工程失败的可能性；本发明专利技术测试装置移动和安装方便快捷，可以进行现场实地测试，满足工业大流量高湿低温烟气的测试需求，实现更快速的催化剂筛选测试。剂筛选测试。剂筛选测试。

【技术实现步骤摘要】
用于一氧化碳催化剂催化性能测试的撬装设备及测试方法


[0001]本专利技术属于催化剂催化性能测试
，特别涉及用于一氧化碳催化剂催化性能测试的撬装设备及测试方法。

技术介绍

[0002]进入21世纪，我国对大气环境保护工作尤为重视，大气污染控制领域也涌现出一些新技术、新工艺、新标准，目标控制污染物也从常规的颗粒物、SO2、NO
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扩展到CO、VOC
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和O3。2019年生态环境部发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，明确要求烧结机机头的颗粒物、SO2、NO
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排放量满足超度排放(10、35、50mg/m3)。现存烧结烟气大部分采用电除尘串联湿法脱硫装置的成熟工艺，而湿法脱硫装置末端需要加热装置，以提高烟气温度满足SCR脱硝要求(160
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400℃)。加热装置占地面积大、能耗高、建造费用贵，导致整套烟气脱硫脱硝系统繁琐，且容易产生安全事故，影响烧结机正常作业，降低钢厂效益。
[0003]针对以上问题，现有技术提出在湿法脱硫装置与SCR之间加入CO低温催化床，将烟气中的CO催化燃烧，以降低加热装置负荷。烧结烟气中的CO含量可高达5000
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10000ppm，低温催化一氧化碳产生的热量能使烟气温度提升20
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75℃。催化氧化法具有高效、直接、廉价等优势特点，是未来烧结烟气乃至工业烟气净化的主要趋势。
[0004]目前，随着CO净化技术的发展，CO催化剂的高效研发，市场上已经出现参差不齐的高效CO催化剂，但缺少现场检测CO催化剂催化性能的设备。现有技术中，主要针对于实验室配气检测CO催化剂性能，而传统烧结烟气乃至工业烟气具有成分复杂、流量不稳、含量波动大等特点，导致实验室与现场的测评结果相差较大，无法准确判断CO催化剂是否适用于用户工厂的烟气净化需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于为一氧化碳催化剂设计一种用于一氧化碳催化剂催化性能测试的撬装设备，提供一种操作便捷、智能控制、连接方便、现场高效评测的测试设备；该设备具有操作简单、控温准确、风速可调等优点，可以在不同工况下测试催化剂的性能，满足工业锅炉、窑炉、车辆、船舶等现场测试要求。对于钢厂而言，小型CO催化剂性能检测设备无疑是验证催化剂性能的重要手段，极大的提高了整个工程的正确性、准确性，降低因催化剂催化性能差而导致工程失败的可能性；本专利技术测试装置移动和安装方便快捷，可以进行现场实地测试，满足工业大流量高湿低温烟气的测试需求，实现更快速的催化剂筛选。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]本专利技术提出一种用于一氧化碳催化剂催化性能测试的撬装设备，所述撬装设备包括：烟气管道、过滤器、风机、空空换热器、空气电加热器、催化床、烟气CO浓度分析仪和温度控制装置；
[0008]所述过滤器一端与烟气管道出口连接，另一端与所述空空换热器连接；所述过滤器用于过滤大颗粒污染物，延长设备使用寿命；
[0009]所述空空换热器分别与所述空气电加热器、催化床和风机连接；
[0010]所述温度控制装置分别与所述与空气电加热器、风机和催化床连接；
[0011]所述烟气CO浓度分析仪分别与所述空空换热器和催化床连接；
[0012]所述风机与所述烟气管道入口连接；
[0013]烟气经过过滤器和流量计，进入空空换热器与已催化的高温烟气进行换热，再被电加热器加热至催化温度，进入催化床进行催化氧化反应，已催化烟气一部分进入烟气CO浓度分析仪进行浓度检测；另一部分通入空空换热器给未催化烟气传递热量后被风机送入烟气管道。
[0014]利用电加热器将空气温度升高至催化剂催化CO的催化温度，采用烟气CO浓度分析仪准确记录烟气催化前和催化后的CO浓度，最终通过计算CO催化效率来判断催化剂性能强弱。
[0015]进一步地，所述催化床包括催化床气体入口、催化床壳体、催化剂、催化剂更换门、催化床气体出口和催化床出入口温度探头；
[0016]所述催化床气体出口分别与所述烟气CO浓度分析仪、空空换热器和空气电加热器出口连接；
[0017]所述催化床气体入口与所述空气电加热器出口连接；
[0018]所述催化剂设置在所述催化床壳体内部；
[0019]所述催化剂更换门设置在所述催化床壳体上，用于更换所述催化剂；
[0020]所述催化床出入口温度探头通过电线与温度控制装置连接，用于控制催化床催化温度。
[0021]进一步地，所述撬装设备还包括流量计，所述流量计显示气体流量，以计算催化剂的工作空速，并通过与阀门结合控制管道流速；
[0022]所述流量计设置在所述过滤器和空空换热器之间。
[0023]进一步地，所述空空换热器包括芯体、一次气体入口、一次气体出口、二次气体入口和二次气体出口；
[0024]所述芯体包含两个气体通道；
[0025]所述一次气体入口与所述流量计连接，一次气体出口与空气电加热器进口连接；
[0026]所述二次气体入口与催化床气体出口连接，二次气体出口与所述风机连接。
[0027]进一步地，所述两个气体通道包括一次气体通道和二次气体通道；
[0028]所述一次气体通道和二次气体通道气体互不相容，由金属铝相隔开；
[0029]通常所述二次气体通道中气体的温度较高，为所述一次气体通道中的气体传递热量，加热所述一次气体通道中的气体；优选的空空换热器芯体为最高耐温400℃。
[0030]进一步地，所述一次气体入口与烟气管道相连接，两者之间设置所述过滤器和流量计。
[0031]进一步地，所述催化床气体出口与所述空空换热器二次气体入口出口连接。
[0032]进一步地，所述催化剂为蜂窝体负载整体式催化剂，其孔隙率达到0.50
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0.56。
[0033]进一步地，所述催化床壳体可采用金属碳钢材质或不锈钢，壳体与催化剂之间填充了耐高温保温棉，减小催化床壳体热损失，容易维持催化剂高温催化。
[0034]进一步地，所述空气电加热器包括加热器壳体、电加热棒、加热器进口、加热器底
座、加热器出口、加热器中间温度探头、加热器出口温度探头；
[0035]所述电加热棒设置在所述加热器壳体内部；
[0036]所述加热器中间温度探头设置在所述加热器壳体外中间位置。
[0037]进一步地，所述加热器壳体材质可采用金属碳钢材质或不锈钢，壳体与电加热棒有一层保温棉，可以降低壳体散热，有效保护本设备内仪器，延长设备使用时间。
[0038]进一步地，所述电加热棒个数为3根或4根，总功率为3kW～5kW；电加热棒与温度控制装置通过电线连接；电加热棒开启根数由温度控制装置决定，应对不同催化温度的需求。
[0039]进一步地，所述加热器底座材料为金属碳钢材质或不锈钢，起到支撑空气电加热器的作用，减弱风机振动引起的晃动。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于一氧化碳催化剂催化性能测试的撬装设备，其特征在于，所述撬装设备包括：烟气管道、过滤器、风机、空空换热器、空气电加热器、催化床、烟气CO浓度分析仪和温度控制装置；所述过滤器一端与烟气管道出口连接，另一端与所述空空换热器连接；所述过滤器用于过滤大颗粒污染物；所述空空换热器分别与所述空气电加热器、催化床和风机连接；所述温度控制装置分别与所述空气电加热器、风机和催化床连接；所述烟气CO浓度分析仪分别与所述空空换热器和催化床连接；所述风机与所述烟气管道入口连接。2.根据权利要求1所述的一种用于一氧化碳催化剂催化性能测试的撬装设备，其特征在于，所述催化床包括催化床气体入口、催化床壳体、催化剂更换门、催化床气体出口和催化床出入口温度探头；所述催化床气体出口分别与所述烟气CO浓度分析仪、空空换热器和空气电加热器出口连接；所述催化床气体入口与所述空气电加热器出口连接；所述催化剂设置在所述催化床壳体内部；所述催化剂更换门设置在所述催化床壳体上，用于更换所述催化剂；所述催化床出入口温度探头通过电线与温度控制装置连接，用于控制催化床催化温度。3.根据权利要求1所述的一种用于一氧化碳催化剂催化性能测试的撬装设备，其特征在于，所述撬装设备还包括流量计，所述流量计设置在所述过滤器和空空换热器之间。4.根据权利要求3所述的一种用于一氧化碳催化剂催化性能测试的撬装设备，其特征在于，所述空空换热器包括芯体、一次气体入口、一次气体出口、二次气体入口、二次气体出口；所述芯体包含两个气体通道；所述一次气体入口与所述流量计连接，一次气体出口与加热器进口连接；所述二次气体入口与催化床气体出口连接，所述二次气体出口与所述风机连接。5.根据权利要求4所述的一种用于一氧化碳催化剂催化性能测试的撬装设备，其特征在于，所述两个气体通道包括一次气体通道和二次气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李子宜，田京雷，刘应书，王聪，侯环宇，邢奕，杨雄，刘文海，孙方舟，
申请(专利权)人：河钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：