一种SCR脱硝催化剂模拟反应装置及模拟方法与流程

文档序号:17918261发布日期:2019-06-14 23:55
一种SCR脱硝催化剂模拟反应装置及模拟方法与流程

本发明涉及一种SCR脱硝催化剂模拟反应装置及模拟方法。



背景技术:

SCR脱硝催化剂模拟反应装置用于检测脱硝催化剂性能,模拟反应装置需模拟催化剂的实际运行情况,同时需保证反应装置内气体密封性能和气流均布性,进而保证模拟反应装置检测的催化剂性能结果能直接反映催化剂实际运行性能的高低,催化剂模拟反应装置是催化剂性能检测最重要的组成部分。

有鉴于此,在申请号为201410196866.4的专利文献中公开了脱硝催化剂检测装置,所述催化剂检测装置包括,提供N2、NO、NO2、O2、SO2和CO2的混合气体的配气系统;用于气体混合的混合器;用于将混合气体进行加热的加热器;接入NH3并设置有催化剂的反应器;对混合气体和NH3组成的模拟烟气进行温度,压力,流量,各组分含量测试的测试装置;对测试装置进行控制的控制系统;所述配气系统与混合器相连接;所述混合器与加热器相连接;所述加热器与反应器相连接,所述测试装置分别与加热器与反应器相连接。

催化剂模拟反应装置既要保证反应装置气体密封性和气流均布性,又要保证催化剂保证催化剂的线速度、面速度以及空速与实际运行情况保持一致,同时还要保证便捷的催化剂模块装、卸,最后还要保证催化剂性能实际检测分析测孔测点的需要,因此SCR脱硝催化剂模拟反应装置的质量直接影响到催化剂性能的检测质量。



技术实现要素:

本发明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的SCR脱硝催化剂模拟反应装置。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是:该SCR脱硝催化剂模拟反应装置,其结构特点在于:包括烟气管道、入口喇叭口烟道、烟气导流装置、烟气均布装置、具有烟气采样功能的监测口、烟气密封垫片、催化剂载舟体、出口喇叭口烟道和液压密封装置;所述催化剂载舟体的两端均安装有烟气密封垫片,所述烟气密封垫片与监测口连接,所述烟气均布装置和出口喇叭口烟道均与监测口连接,所述烟气导流装置与烟气均布装置连接,所述入口喇叭口烟道与烟气导流装置连接,所述液压密封装置与出口喇叭口烟道连接,所述入口喇叭口烟道和液压密封装置均与烟气管道连接。满足各种催化剂实际布置方式的需要,从而可以有效检测催化剂的性能,保证检测的质量,确保SCR脱硝催化剂检测的有效性和准确性。

进一步地,所述催化剂载舟体为多个,所述多个催化剂载舟体通过烟气密封垫片连接。

进一步地,该SCR脱硝催化剂模拟反应装置的数量多个,所述多个SCR脱硝催化剂模拟反应装置通过烟气管道连接。

进一步地,所述入口喇叭口烟道的材质为不锈钢;所述入口喇叭口烟道的进口截面形状和入口喇叭口烟道的出口截面形状均为正方形;所述入口喇叭口烟道的进口截面尺寸为50×50mm~100×100mm,所述入口喇叭口烟道的出口截面尺寸为155×155mm~165×165mm,所述入口喇叭口烟道的喇叭段烟气流动方向长度为150~250mm,所述入口喇叭口烟道的直段烟气流动方向长度为100~200mm。

进一步地,所述烟气导流装置的材质为不锈钢;所述烟气导流装置布置在烟气入口喇叭口内,所述烟气导流装置的烟气流动方向长度为L,L的范围为100~150mm,所述烟气导流装置的进口截面边长为d,L的范围为75~100mm,所述烟气导流装置的出口截面边长为D,所述烟气导流装置的进口截面尺寸与入口喇叭口烟道的出口截面尺寸一致。

进一步地,所述烟气导流装置的出口设置有均匀的出口格栅结构,所述烟气导流装置的入口设置有均匀的入口格栅结构;所述入口格栅结构的中心呈正方形布置,所述入口格栅结构的边长为d/3;所述出口格栅结构的尺寸为D/m,m为正整数(m=1、2、3、4…);所述入口格栅结构的尺寸为d/3n,n为正整数(n=1、2、3、4…);所述出口格栅结构的中心呈n个正方形布置的喇叭格栅结构,所述喇叭格栅结构的四面均与喇叭口边沿平行。

进一步地,所述烟气均布装置的材质为不锈钢,所述烟气均布装置布置在入口喇叭口烟道的直段烟道内,所述烟气均布装置沿烟气流动方向长度为3~10mm,所述烟气均布装置的截面尺寸与烟气导流装置的出口截面尺寸一致,所述烟气均布装置的截面均匀开设均布孔,所述均布孔数量为6×6~12×12个。

进一步地,所述均布孔的形状为正八边形、正六边形、正方形、正三角形、圆形或椭圆形。

进一步地,所述催化剂载舟体的材质为不锈钢,所述催化剂载舟体的截面尺寸与出口喇叭口烟道的出口截面尺寸一致,所述催化剂载舟体沿烟气流动方向长度为1.2~1.7m。

进一步地,本发明的另一个技术目的在于提供一种SCR脱硝催化剂模拟反应装置的模拟方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的。

一种SCR脱硝催化剂模拟反应装置的模拟方法,其特点在于:所述模拟方法如下:烟气由烟气管道进入到入口喇叭口烟道内,再通过烟气导流装置和烟气均布装置进行导流和均布,从而保证催化剂载舟体的烟气均匀分布,在催化剂载舟体内烟气在催化剂条件下进行反应,反应后的烟气由出口喇叭口烟道排入烟气管道,催化剂载舟体采用烟气密封垫片通过液压密封装置实现密封,烟气组分、烟温、流速、静压均通过监测口进行测定。

作为优选,采用单级的催化剂载舟体沿烟气流动方向长度为1.2-1.7m。

作为优选,采用多级的催化剂载舟体联用时,各级催化剂载舟体间设置一层烟气密封垫片。

作为优选,烟气密封垫片的材质为高碳钢,烟气密封垫片布置在催化剂载舟体的两端。

作为优选,液压密封装置与外部液压驱动相连,通过液压密封装置可实现出口喇叭口烟道左右伸缩,从而达到密封效果。

相比现有技术,本发明具有以下优点:

1、该SCR脱硝催化剂模拟反应装置及模拟方法,通过烟气导流装置和烟气均布装置保证SCR脱硝催化剂模拟反应装置内气流的均布性,通过烟气密封垫片和液压密封装置保证SCR脱硝催化剂模拟反应装置内气体的密封性,通过活动的催化剂载舟体可以保证自由拆卸、安装催化剂模块,通过具有烟气采样功能的监测口保证SCR脱硝催化剂模拟反应装置检测分析的需要,同时通过多种布置型式,满足各种催化剂实际布置方式的需要,从而可以有效检测催化剂的性能,保证检测的质量,确保SCR脱硝催化剂检测的有效性和准确性。

2、有效实现SCR脱硝催化剂模拟反应装置内气流均布性;保证SCR脱硝催化剂模拟反应装置的密封性;实现便捷的催化剂模块安装与拆卸;保证催化剂性能检测的有效性和准确性。

附图说明

图1是本发明实施例的SCR脱硝催化剂模拟反应装置的结构示意图。

图2是本发明实施例的SCR脱硝催化剂模拟反应装置中催化剂载舟体双级设置时的连接关系示意图。

图3是本发明实施例的SCR脱硝催化剂模拟反应装置中催化剂载舟体三级设置时的连接关系示意图。

图4是本发明实施例的SCR脱硝催化剂模拟反应装置中催化剂载舟体四级设置时的连接关系示意图。

图5是本发明实施例的单级催化剂载舟体设置时、四个SCR脱硝催化剂模拟反应装置串联的构示意图。

图6是本发明实施例的双级催化剂载舟体设置时、两个SCR脱硝催化剂模拟反应装置串联的构示意图。

图7是本发明实施例的烟气导流装置的主视结构示意图。

图8是本发明实施例的烟气导流装置的左视结构示意图。

图9是本发明实施例的烟气导流装置的右视结构示意图。

图10是本发明实施例的烟气导流装置中喇叭格栅结构主视结构示意图。

图11是本发明实施例的烟气导流装置中喇叭格栅结构左视结构示意图。

图12是本发明实施例的烟气均布装置的左视结构示意图。

图中:烟气管道1、入口喇叭口烟道2、烟气导流装置3、烟气均布装置4、监测口5、烟气密封垫片6、催化剂载舟体7、出口喇叭口烟道8、液压密封装置9、喇叭格栅结构10。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图12所示,须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时,本说明书中若用引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。

本实施例中的SCR脱硝催化剂模拟反应装置,包括烟气管道1、入口喇叭口烟道2、烟气导流装置3、烟气均布装置4、具有烟气采样功能的监测口5、烟气密封垫片6、催化剂载舟体7、出口喇叭口烟道8和液压密封装置9。

本实施例中的催化剂载舟体7的两端均安装有烟气密封垫片6,烟气密封垫片6与监测口5连接,烟气均布装置4和出口喇叭口烟道8均与监测口5连接,烟气导流装置3与烟气均布装置4连接,入口喇叭口烟道2与烟气导流装置3连接,液压密封装置9与出口喇叭口烟道8连接,入口喇叭口烟道2和液压密封装置9均与烟气管道1连接。液压密封装置9与外部液压驱动相连,通过液压密封装置9可实现出口喇叭口烟道8左右伸缩,从而达到密封效果。

本实施例中的催化剂载舟体7为多个,多个催化剂载舟体7通过烟气密封垫片6连接(如图2、3、4)。

本实施例中,该SCR脱硝催化剂模拟反应装置的数量多个,多个SCR脱硝催化剂模拟反应装置通过烟气管道1连接(如图5、6)。

本实施例中的入口喇叭口烟道2的材质为不锈钢;入口喇叭口烟道2的进口截面形状和入口喇叭口烟道2的出口截面形状均为正方形;入口喇叭口烟道2的进口截面尺寸为50×50mm~100×100mm,入口喇叭口烟道2的出口截面尺寸为155×155mm~165×165mm,入口喇叭口烟道2的喇叭段烟气流动方向长度为150~250mm,入口喇叭口烟道2的直段烟气流动方向长度为100~200mm。

本实施例中的烟气导流装置3的材质为不锈钢;烟气导流装置3布置在烟气入口喇叭口内,烟气导流装置3的烟气流动方向长度为L,L的范围为100~150mm,烟气导流装置3的进口截面边长为d,L的范围为75~100mm,烟气导流装置3的出口截面边长为D,烟气导流装置3的进口截面尺寸与入口喇叭口烟道2的出口截面尺寸一致(如图7、8、9、10、11)。

本实施例中的烟气导流装置3的出口设置有均匀的出口格栅结构,烟气导流装置3的入口设置有均匀的入口格栅结构;入口格栅结构的中心呈正方形布置,入口格栅结构的边长为d/3;出口格栅结构的尺寸为D/m,m为正整数(m=1、2、3、4…);入口格栅结构的尺寸为d/3n,n为正整数(n=1、2、3、4…);出口格栅结构的中心呈n个正方形布置的喇叭格栅结构10,喇叭格栅结构10的四面均与喇叭口边沿平行(如图7、8、9、10、11)。

本实施例中的烟气均布装置4的材质为不锈钢,烟气均布装置4布置在入口喇叭口烟道2的直段烟道内,烟气均布装置4沿烟气流动方向长度为3~10mm,烟气均布装置4的截面尺寸与烟气导流装置3的出口截面尺寸一致,烟气均布装置4的截面均匀开设均布孔,均布孔数量为6×6~12×12个(如图12);均布孔的形状为正八边形、正六边形、正方形、正三角形、圆形或椭圆形。

本实施例中的催化剂载舟体7的材质为不锈钢,催化剂载舟体7的截面尺寸与出口喇叭口烟道8的出口截面尺寸一致,催化剂载舟体7沿烟气流动方向长度为1.2~1.7m。具体为采用单级的催化剂载舟体7沿烟气流动方向长度为1.2-1.7m;采用多级的催化剂载舟体7联用时,各级催化剂载舟体7间设置一层烟气密封垫片6;烟气密封垫片6的材质为高碳钢,烟气密封垫片6布置在催化剂载舟体7的两端。

本实施例中的SCR脱硝催化剂模拟反应装置的模拟方法,如下:烟气由烟气管道1进入到入口喇叭口烟道2内,再通过烟气导流装置3和烟气均布装置4进行导流和均布,从而保证催化剂载舟体7的烟气均匀分布,在催化剂载舟体7内烟气在催化剂条件下进行反应,反应后的烟气由出口喇叭口烟道8排入烟气管道1,催化剂载舟体7采用烟气密封垫片6通过液压密封装置9实现密封,催化剂载舟体7与入口喇叭口烟道2和出口喇叭口烟道8、以及催化剂载舟体7之间的均采用烟气密封垫片6进行密封,同时通过液压密封装置9实现密封,烟气组分、烟温、流速、静压均通过监测口5进行测定。

此外,需要说明的是,本说明书中所描述的具体实施例,其零、部件的形状、所取名称等可以不同,本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化,均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

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