一种炭基催化剂性能试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种炭基催化剂性能试验装置，属于环境工程领域。


背景技术：

2.炭基催化剂是一种新型的炭基吸附材料，其对so2等具有较强的吸附催化作用。由于炭基催化剂比活性炭更加耐压、耐磨损、耐冲击，其比表面积比活性炭小，但炭基催化剂表面在制备过程中形成了大量脱硫活性点，使so2易催化氧化而吸附在其表面，因此炭基催化剂脱硫性能并不亚于活性炭，同时在强度和经济性方面，炭基催化剂都要优于活性炭，因此其更适合投用于大型脱硫装置。
3.炭基催化剂干法烟气污染物控制技术，可以实现脱硫脱硝一体化，也可脱除烟尘、so3、重金属等杂质。该技术基本不消耗水，节省大量水资源，脱硫效率高、脱硫副产品是高浓度so2，便于资源化利用，在电力、垃圾焚烧等多个领域具有广阔的应用前景。
4.炭基催化剂烟气脱硫脱硝技术原理为：烟气在炭基催化剂的吸附及催化作用下，烟气中的so2和o2及h2o发生反应生成h2so4，h2so4吸附在炭基催化剂表面；同时利用炭基催化剂的催化性能，烟气中nox与氨气发生催化还原反应生成n2，实现了烟气的脱硫脱硝。吸附催化反应后的炭基催化剂进行再生后循环利用。
5.炭基催化剂的性能是炭基催化法脱硫脱硝技术的关键。因此，很有必要对所催化剂的性能进行测试和检验，为关键设备的设计提供参考。


技术实现要素：

6.本实用新型为了解决现有技术中存在的问题，提供一种炭基催化法烟气净化技术的吸附和再生功能结合到同一个固定床内的炭基催化剂性能试验装置。
7.为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：一种炭基催化剂性能试验装置，包括固定床脱硫
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再生塔、烟气系统、再生加热系统和再生系统；
8.所述固定床脱硫
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再生塔内部设有固定床，底部设有烟气入口和物料出口，顶部设有烟气出口和物料入口，两侧分别设有热空气入口和热空气出口；
9.所述烟气系统包括进口烟道、出口烟道和增压风机，所述进、出口烟道分别与烟气入口和烟气出口连接，所述增压风机设置于进口烟道上；
10.所述再生加热系统包括冷空气入口管道、热空气循环管道、空气出口管道、循环风机和电加热器，所述热空气循环管道两端分别与热空气入口和热空气出口连接，所述冷空气入口管道连接于热空气循环管道上，所述空气出口管道连接于热空气循环管道靠近热空气出口处，所述电加热器设置于热空气循环管道靠近热空气入口处；
11.所述再生系统包括氮气罐、氮气入口管道和解析气进出口管道，所述氮气罐通过氮气入口管道与烟气入口连接，所述解析气进出口管道与出口烟道连接。
12.对上述技术方案的进一步设计为：所述固定床脱硫
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再生塔内部在固定床底部设有多孔板，所述多孔板上设有若干通孔，所述多孔板在通孔处设置有风帽。
13.所述固定床内设有若干层空气加热盘管，所述空气加热盘管两端分别与热空气入口和热空气出口连接。
14.相邻空气加热盘管之间的间距大于200mm。
15.所述固定床脱硫
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再生塔两侧均设有侧联箱，两侧的所述侧联箱分别与热空气入口和热空气出口连接，所述空气加热盘管与两侧的侧联箱连接。
16.所述固定床脱硫
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再生塔内部在空气加热盘管底部设有加强筋。
17.所述固定床脱硫
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再生塔内自上而下设置有三处温度测点，固定床脱硫
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再生塔在每处温度测点相对布置两个温度测量装置。
18.所述固定床脱硫
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再生塔顶部和底部均设有观察口。
19.所述进口烟道上设有流量调节阀，所述进口烟道和去口烟道上均设有烟气成分测孔。
20.所述再生加热系统还包括流量调节支管，所述流量调节支管并联在热空气循环管道上，所述流量调节支管和热空气循环管道上均设有流量调节阀。
21.本实用新型的有益效果为：
22.1、本实用新型提供了一种炭基催化剂性能试验装置。该装置用于检验炭基催化剂脱除燃煤电站烟气中各污染物的能力，如so2、nox和颗粒物等，可为炭基催化法烟气净化技术的关键设备提供有力的参考。
23.2、本实用新型装置将炭基催化法烟气净化技术的吸附和再生功能结合到同一个固定床内，在完成检验炭基催化剂吸附能力的同时，兼顾到其经济性，占地面积小，材料消耗少，可重复利用率高。本发明装置通过再生加热系统为污染物解析提供了温度条件；同时可使炭基催化剂再生，循环利用，减少炭基催化剂装填、卸料次数，便于试验重复开展。
24.3、本实用新型再生加热系统中，设置了流量调节支管，当主管路风机偏离最佳工况时，通过调节流量调节支管上的调节阀门，可实现提供给固定床脱硫
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再生塔较小空气流量的前提下，同时保证较大的压头，从而可使主管路风机始终运行在最佳工况下，解决了在“小流量
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大压头”工况下，风机选型困难的问题。
附图说明
25.图1为本实用新型实施例中固定床脱硫
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再生塔示意图；
26.图2为图1中多孔板示意图；
27.图3为图1中风帽示意图；
28.图4为本实用新型实施例的炭基催化剂性能试验装置系统结构示意图。
29.图中：1
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增压风机；2
‑
固定床脱硫
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再生塔；22
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多孔板；23
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风帽；24
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加强筋；25
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空气加热管；3
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流量调节阀；4
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烟气成分测孔；5
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调节阀；6
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关断阀；7
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循环风机8
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流量调节支管；9
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电加热器；10
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流量调节阀；11
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空气出口阀门；12
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氮气罐；13
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调节阀；
30.a
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烟气入口；b
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物料出口；c
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第二观察口；d
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热空气入口；e
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热空气出口；f
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烟气出口；g
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第一观察口；h
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物料进口。
具体实施方式
31.下面结合附图以及具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
32.如图1和图4所示，本实施例的一种炭基催化剂性能试验装置，该装置包括固定床脱硫
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再生塔2、烟气系统、再生加热系统和再生系统。
33.所述固定床脱硫
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再生塔2主体为圆柱状结构，上部与下部分别为圆锥段结构，固定床脱硫
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再生塔2内部设有固定床，底部设有烟气入口a和物料出口b，顶部设有烟气出口f和物料入口h，两侧分别设有热空气入口d和热空气出口e。所述固定床脱硫
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再生塔2内部在固定床底部设有多孔板22，用于支撑炭基催化剂层，结合图2和图3所示，所述多孔板22上设有若干通孔，所述多孔板22在通孔处设置有风帽23，所述风帽23盖在通孔上，风帽23内径大于通孔外径，烟气经由风帽23进入固定床脱硫
‑
再生塔2内。
34.所述固定床内设有若干层空气加热盘管25，固定床脱硫
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再生塔两侧均设有侧联箱，两侧的所述侧联箱分别与热空气入口d和热空气出口f连接，所述空气加热盘管25与两侧的侧联箱连接，进而与热空气入口d和热空气出口f连接。本实施例中相邻两空气加热盘管25之间的间距大于200mm。所述固定床脱硫
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再生塔1内部在每个空气加热盘管25底部均设有加强筋24，用于对空气加热盘管25提供支撑。
35.本实施例的试验装置中，试验前，炭基催化剂由上部物料进口h填入；试验后，炭基催化剂由底部的物料出口b排出，固定床脱硫
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再生塔2上部和下部设有物料进口插板阀和出口插板阀，用于装料、补料及卸料；烟气由再生塔底部烟气入口a进入，通过炭基催化剂层后，由上部烟气出口f排出；炭基催化剂再生时，热空气通过热空气入口d进入空气加热盘管25，换热后，由热空气出口e排出。
36.本实施例中烟气中的so2等污染物可在固定床内脱除，同时，本装置中的炭基催化剂也可在床内实现再生，即利用高温空气与床内的炭基催化剂进行换热，将其加热到400℃以上，从而进行炭基催化剂再生，并解析出富集so2气体排出。
37.本实施例中所述固定床脱硫
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再生塔2内自上而下设置有三处温度测点，温度测点外伸长度大于250mm，固定床脱硫
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再生塔在每处温度测点处均相对布置两个温度测量装置，用于测量床体不同高度方向上炭基催化剂的温度。
38.所述固定床脱硫
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再生塔2顶部和底部分别设有第一观察口g和第二观察口c。
39.结合图4所示，本实施例中的烟气系统，包括增压风机1、流量调节阀3、烟气成分测孔4、进口烟道和出口烟道，进口烟道和出口烟道分别与烟气入口a和烟气出口f连接，流量调节阀3、增压风机1和烟气成分测孔4沿烟气流动方向依次设置于进口烟道上，进口烟道上还设有温度、压力和流量计等仪表；出口烟道上设有烟气成分测孔和温度、压力仪表。通过进口烟道和出口烟道上的烟气成分测孔4来对经过炭基催化剂的烟气成分进行比对，从而检验炭基催化剂脱除燃煤电站烟气中各污染物的能力。
40.烟气系统通过增压风机1将待处理原烟气引至固定床脱硫
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再生塔2，烟气净化后由出口管道送回原烟道。
41.所述再生加热系统，包括热空气循环管道，冷空气入口管道、调节阀5、空气出口管道、关断阀6、循环风机7、流量调节支管8和电加热器9，所述热空气循环管道两端分别与热空气入口d和热空气出口e连接，与空气加热盘管25一起形成循环回路；所述冷空气入口管道与热空气循环管道连接，调节阀5设置于冷空气入口管道上，空气出口管道连接于热空气循环管道靠近热空气出口e处，空气出口管道上设有空气出口阀门11，所述热空气循环管道
上设有关断阀6、循环风机7、电加热器9和流量调节阀10，热空气循环管道在靠近热空气入口d和热空气出口e处均设有温度和压力仪表。
42.本实施例中，热空气循环管道上还并联有流量调节支管8，流量调节支管8也设有流量调节阀。
43.本实施例中再生加热系统可实现固定床脱硫
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再生塔2内催化剂升温、降温过程。
44.升温加热过程：当脱硫塔内炭基催化剂对污染物吸附接近饱和，试验进入解析阶段。打开循环风机7，开启电加热器9，热空气进入固定床脱硫
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再生塔2通过换热管道加热炭基催化剂至400℃以上，通过流量调节阀10及流量调节支管8控制热空气流量，完成炭基催化剂污染物解析和再生。降温过程：关闭管路循环关断阀6，打开冷空气入口阀门5和空气出口阀门11，开启循环风机7，引入冷空气，通过换热管道对固定床脱硫
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再生塔及炭基催化剂进行冷却降温。
45.本实施例中的所述再生系统，包括氮气罐12、调节阀13、氮气管道和解析气出口管道。氮气罐12通过氮气管道与烟气入口a连接，调节阀13设置于氮气管道上，氮气管道上还设有流量仪表，解析气出口管道与烟气出口f连接，解析气出口管道上设有压力和温度仪表。
46.再生塔内的炭基催化剂高温解析过程中，打开氮气罐12阀门，通入保护氮气，作为保护气和载气的氮气将解析气体带出脱硫塔，通过解析出口管道排出。
47.本实用新型的技术方案不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本实用新型要求保护的范围内。