一种用于测试SCR脱硝催化剂性能的测评系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于测试SCR脱硝催化剂性能的测评系统，该测评系统包括模拟烟气发生装置、氨气发生装置、催化反应器装置、温度控制装置、反应前烟气分析装置和反应后烟气分析装置，模拟烟气发生装置模拟实际锅炉产生的烟气，模拟烟气发生装置与催化反应器装置相连，两者相连的管道为反应前主管道，反应前烟气分析装置和氨气发生装置均与反应前主管道连通，催化反应器装置对进入的烟气进行SCR反应，温度控制装置环围反应前主管道和催化反应器装置，催化反应器装置的烟气输出管与反应后烟气分析装置相连，反应后的烟气进入反应后烟气分析装置。该测评系统可模拟实际电厂工况，测试SO2/SO3转化率、NH3逃逸、脱硝效率和压力降。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及催化剂性能评价装置，具体是指ー种用于测试SCR脱硝催化剂性能的测评系统。
技术介绍
氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一，是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质，对人体健康有较大的危害。同吋，NOx通过大气化学反应可生成亚微米的硝酸盐和硝酸气溶胶粒子，是形成区域细粒子污染和灰霾的重要原因。燃煤是NOx排放的主要来源，其中以火电燃煤占据比重为大。2011年发布的《火电厂大气污染排放标准》(GB13223-2011)中，NOx排放限值由450mg/m3降至100mg/m3, NOx控制势在必行。 在NOx控制技术中，选择性催化还原法(SCR)脱硝技术是脱硝效率最高、最具市场前景的脱硝技术，已成为国际上高效控制NOx排放的首选。其主要原理是将还原剂(液氨、氨水，尿素)喷入烟气中，在适当的温度并有催化剂存在的条件下，还原剂“有选择性”的与烟气中的NOx反应并生成氮气和水。催化剂是SCR烟气脱硝技术的核心，催化剂的性能是影响SCR脱硝效率和经济性的主要因素。对SCR催化剂的性能评价一般由催化剂生产厂商测试或进行中型性能测试，来测试整个催化剂单元的性能。这种测试装置存在测试时间长，试验成本高、烟气參数调节困难等缺点。
技术实现思路
本技术的目的是提供ー种用于测试SCR脱硝催化剂性能的测评系统，该测评系统结构紧凑、整体测试温度均匀稳定、可模拟实际电厂エ况采用多层催化剂布置、可同时测试S02/S03转化率、NH3逃逸、脱硝效率和压カ降，测试时间短且成本低。本技术的上述目的通过如下的技术方案来实现的ー种用于测试SCR脱硝催化剂性能的测评系统，其特征在干该测评系统包括模拟烟气发生装置、氨气发生装置、催化反应器装置、温度控制装置、反应前烟气分析装置和反应后烟气分析装置，所述的模拟烟气发生装置模拟实际锅炉产生的烟气，所述的模拟烟气发生装置与催化反应器装置相连，两者相连的管道为反应前主管道，所述反应前烟气分析装置和氨气发生装置均与所述反应前主管道连通，反应前烟气分析装置与反应前主管道连接处位于氨气发生装置与反应前主管道连接处之前，所述催化反应器装置对进入的烟气进行SCR反应，所述温度控制装置环围所述的催化反应器装置和反应前主管道，以控制模拟烟气温度和催化反应器装置的温度，催化反应器装置的烟气输出管与所述反应后烟气分析装置相连，催化反应后的烟气经烟气输出管后进入反应后烟气分析装置进行烟气分析，通过分析对比反应前、后烟气分析装置测量的烟气參数来测评催化剂的脱硫脱硝性能。本技术中，所述的模拟烟气发生装置包括气源发生単元、水蒸汽发生単元和混合器，所述的气源发生单元包括相连的气源发生器和质量流量计，所述的水蒸汽发生单元包括依次相连的H2O储罐、计量泵和汽化器，所述的质量流量计和汽化器分别与混合器连接，所述的混合器与所述反应前主管道连通。本技术中，所述的氨气发生装置包括依次相连的氨气源、质量流量计和氨气喷嘴，所述反应前主管道上设有氨/烟气混合器，所述的氨气喷嘴伸入到所述氨/烟气混合器内。本技术中，所述的催化反应器装置由I 3个相串联的催化反应单元组成，以模拟实际电站SCR系统中的催化剂层数，所述的催化反应单元包括反应管、支撑网格和催化剂试样块，所述的支撑网格焊接在反应管内，且位于反应管的下端，催化剂试样块承托在支撑网格上，相邻的反应管之间通过法兰连接。本技术中，所述的反应管为方形管，所述催化剂试样块为蜂窝式、板式或波纹板式结构。本技术中，所述的温度控制装置包括加热箱和温控单元，所述反应前主管道 和催化反应器装置位于该加热箱内，所述温控単元与加热箱相连，控制加热箱工作。本技术中，所述加热箱为电加热箱，所述加热箱外包覆ー层保温棉。本技术中，所述反应前烟气分析装置包括SO2和NO分析単元、以及SO3分析单元，所述的SO2和NO分析单元为烟气分析仪,所述的SO3分析单元包括依次相连的采样旁路、阀门、冷凝管、冷凝瓶、循环水浴和采样泵，所述的烟气分析仪和采样旁路分别与所述反应前主管道连通。本技术中，所述反应后烟气分析装置包括SO2和NO分析単元、氨气分析単元以及SO3分析単元，所述的SO2和NO分析単元包括依次相连的冷凝器、气液分离器和烟气分析仪，所述的氨气分析単元包括依次相连的采样旁路、阀门、吸收瓶和采样泵，所述的SO3分析単元包括依次相连的采样旁路、阀门、冷凝管、冷凝瓶、循环水浴和采样泵，所述的冷凝器、氨气分析単元的采样旁路和SO3分析単元的采样旁路分别与所述催化反应器装置的烟气输出管连通。本技术的测评系统，结构紧凑，整体测试温度保持均匀稳定，可模拟实际电厂エ况采用多层催化剂布置，可同时测试S02/S03_化率、NH3逃逸、脱硝效率和压カ降，测试时间短、成本低，可用于对新鮮SCR脱硝催化剂和实际运行中的SCR脱硝催化剂进行性能评价，具有显著的技术经济效益。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进ー步详细说明。图I是本技术测评系统的整体结构示意图；图2是本技术测评系统中的模拟烟气发生装置的示意图；图3是本技术测评系统中的氨气发生装置的示意图；图4是本技术测评系统中的催化反应装置的组成示意图；图5是本技术测评系统中的温度控制装置的组成示意图；图6是本技术测评系统中的反应前烟气分析装置的组成示意图；图7是本技术测评系统中的反应后烟气分析装置的组成示意图。具体实施方式如图I至图7所示的ー种用于测试SCR脱硝催化剂性能的测评系统，该测评系统包括模拟烟气发生装置100、氨气发生装置200、催化反应器装置300、温度控制装置400、反应前烟气分析装置500和反应后烟气分析装置600，模拟烟气发生装置100模拟实际锅炉产生的烟气，模拟烟气发生装置100与催化反应器装置300相连，两者相连的管道为反应前主管道170，反应前烟气分析装置500和氨气发生装置200均与反应前主管道连通，反应前烟气分析装置500与反应前主管道连接处位于氨气发生装置200与反应前主管道连接处之前，催化反应器装置300对进入的烟气进行SCR反应，温度控制装置400环围反应前主管道170和催化反应器装置300，以控制烟气温度和催化反应器装置300的温度，催化反应器装置300的烟气输出管370与反应后烟气分析装置600相连，催化反应后的烟气经烟气输出管后进入反应后烟气分析装置600进行烟气分析，通过分析对比反应前、后烟气分析装置测量的烟气參数来测评催化剂的脱硝性能。 如图2所示，模拟烟气发生装置100包括气源发生単元、水蒸汽发生単元和混合器160，气源发生単元包括相连的气源发生器140和质量流量计150，水蒸汽发生単元包括依次相连的H2O储罐110、计量泵120和汽化器130，质量流量计150和汽化器160分别与混合器160连接，混合器与反应前主管道170连通，连通位置位于反应前主管道170的管ロ，气源发生器140产生高纯氮气、氧气、C02、NO、SO2，水蒸汽发生单元产生H2O蒸汽，烟气中的H2O通过去离子水汽化后实现，混合器160将高纯氮气、氧气、C02、N0、S02、H20蒸汽混合成与催化剂实际运行エ况烟气成分一致的模拟烟气后输入反应前主管道170中，实际烟气中的各成分通过质量流量计150本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试SCR脱硝催化剂性能的测评系统，其特征在于：该测评系统包括模拟烟气发生装置、氨气发生装置、催化反应器装置、温度控制装置、反应前烟气分析装置和反应后烟气分析装置，所述的模拟烟气发生装置模拟实际锅炉产生的烟气，所述的模拟烟气发生装置与催化反应器装置相连，两者相连的管道为反应前主管道，所述反应前烟气分析装置和氨气发生装置均与所述反应前主管道连通，反应前烟气分析装置与反应前主管道连接处位于氨气发生装置与反应前主管道连接处之前，所述催化反应器装置对进入的烟气进行SCR反应，所述温度控制装置环围所述的反应前主管道和催化反应器装置，以控制模拟烟气温度和催化反应器装置的温度，催化反应器装置的烟气输出管与所述反应后烟气分析装置相连，催化反应后的烟气经烟气输出管后进入反应后烟气分析装置进行烟气分析，通过分析对比反应前、后烟气分析装置测量的烟气参数来测评催化剂的脱硝性能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖永进，高翔，杨青山，骆仲泱，岑可法，倪明江，宋浩，吴卫红，施正伦，周劲松，方梦祥，余春江，王树荣，程乐鸣，王勤辉，
申请(专利权)人：广东电网公司电力科学研究院，浙江大学，
类型：实用新型
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