一种scr脱硝催化剂工业中试性能测试装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置。现有脱硝催化剂测试装置无法模拟实际运行时因负荷变化对催化剂产生的影响。本实用新型包括测试装置，测试装置包括与省煤器出气口通连的配气部、与空气预热器出气口通连的反应部以及测量部，测试装置通过配气部、反应部对锅炉尾气实现配气、反应，并通过测量部进行样气采集和分析。将测试装置设置在实际工业生产的锅炉尾气系统中，利用锅炉尾气作为测试装置的试验气体，使得测试用烟气具有实际烟气理化和工艺特性产生影响的物质，确保反应部中的催化剂与测试用烟气反应，对现有催化剂在不同温度以及烟气组分情况下运行的研究提供准确可靠的试验数据。
【专利说明】
一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及火力发电领域，具体涉及脱硫催化剂测试装置。【背景技术】
[0002]随着国家“西电东送”工程的规划实施和电网超高压输电技术的应用，外购电比例大幅度增加，火电机组负荷率下降，随着运行小时数的减少，多数电厂将长期处于低负荷或频繁变负荷运行状态;此外，煤电机组超低排放改造后，提出了最为严格的污染物排放标准，脱硝系统能否全负荷投运成为氮氧化物能否达标排放的关键问题。一方面，原定负荷设计的SCR(选择性催化还原反应器)脱硝系统将因低负荷时烟气的各项参数的变化而导致脱硝效率降低，甚至由于SCR工作烟温无法稳定维持而导致SCR系统退出运行，难以达到预定脱硝要求；另一方面，温度变化和烟气组成变化对原定负荷设计的SCR催化剂造成损害，导致催化剂寿命急剧降低，从而增加SCR系统运行成本。如何使脱硝系统满足全负荷段内运行已经成为一个世界性难题，所以需要对现有催化剂在不同温度以及烟气组分情况下的运行状态进行研究，而国内常规的脱硝催化剂试验装置采用燃烧天然气或者配气模拟燃煤烟气进行试验，且试验装置只能对切割后的小尺寸催化剂进行小试，并不能准确反映全尺寸催化剂的实际工作状态，这种结构的试验装置适合在特定的标准状况下，进行催化剂出厂时、 运行中的性能检测，无法模拟实际运行时因负荷变化对催化剂产生的影响，也无法模拟实际烟气湿度、煤种燃烧中产生的重金属、碱土金属、卤素离子等对催化剂理化和工艺特性的影响，给研究带来不便。【实用新型内容】
[0003]为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置，克服当前SCR催化剂性能测试的局限性，提供一种基于实际燃煤烟气的SCR脱硝催化剂中试性能测试装置及其相应的方法，测试装置从燃煤机组省煤器出口引出基础烟气， 开展全尺寸的脱硝催化剂基于实际烟气环境下的脱硝效率、S02/S03转化率、NH3逃逸率、活性等工艺特性检测。
[0004]本实用新型通过以下方式实现:一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置，包括一与锅炉尾气管路通连的测试装置，所述锅炉尾气管路包括依次串联的省煤器、选择性催化还原反应器、空气预热器以及除尘器，所述测试装置包括一与所述省煤器出气口通连的配气部、一与所述空气预热器出气口通连的反应部以及一设置在所述反应部上的测量部， 所述测试装置通过配气部、反应部对锅炉尾气实现配气、反应，并通过所述测量部进行样气采集和分析。将测试装置设置在实际工业生产的锅炉尾气系统中，利用锅炉尾气作为测试装置的试验气体，使得测试用烟气具有实际烟气的湿度、重金属、碱土金属、卤素离子等对催化剂理化和工艺特性产生影响的物质，确保反应部中的催化剂与测试用烟气反应，对现有催化剂在不同温度以及烟气组分情况下运行的研究提供准确、可靠的试验数据，在实际烟气工作环境下评估全寿命周期内的催化剂工艺特性指标，还可以研究催化剂抗S02、H20、碱金属、重金属等有毒物质特性和机械强度、热稳定性，此外，本技术方案还具有工艺流程简洁，建设工程量小等特点。
[0005]作为优选，所述配气部包括依次串联第一滤尘器、第一级换热器、第二滤尘器、第二级换热器、混合器的配气管，所述配气管的首端与所述省煤器出气口通连，尾端通连所述反应部。从省煤器出气口引入的基础烟气具有温度高、含尘量大的特点，所以需要进行除尘、降温，以满足反应部催化反应需要。基础烟气首先第一滤尘器，能去除基础烟气中的大颗粒灰尘，防止因灰尘粘连而堵塞配气管；第一级换热器、第二级换热器均采用水冷式结构，基础烟气通过与冷却水热传导实现降温，具体降温幅度可以根据测试需要而定;所述混合器起到搅匀气体的作用，使得基础烟气各组分均匀散布，进而确保反应充分，过程更真实、可靠。采用两级换热器能有效控制基础烟气的温度范围，检验催化剂在较低的温度(〈200 0C)和较宽的温度窗口内的NOx转化率。
[0006]作为优选，所述配气部包括气体调质组件和水蒸气调质组件，所述气体调质组件包括一集流管、分别通过单向阀与所述集流管通连的一氧化氮调质单元、二氧化硫调质单元、氧气调质单元以及氮气调质单元，所述集流管外连端穿过所述第一级换热器后与所述混合器进气口通连，所述水蒸气调质组件包括一储水罐以及一与所述储水罐连接的水蒸气发生器，所述水蒸气发生器的出气口与所述混合器进气口通连。包括一氧化氮调质单元、二氧化硫调质单元、氧气调质单元以及氮气调质单元的气体调质组件可以根据测试需要来对基础烟气添加各种气体，水蒸气调质组件能调节基础烟气的湿度，使得基础烟气在配气部形成既具有重金属、碱土金属、卤素离子等各种物质，还能根据实验需要来调节基础烟气的湿度、组分等，通过为反应部提供兼具复杂烟气组分和不同基础烟气成分配比的调质气体来获得详实的测试数据。由于一氧化氮调质单元、二氧化硫调质单元、氧气调质单元以及氮气调质单元中的气体均为常温状态，各种气体按预设比例形成混配气体后通过集流管流经第一级换热器，对混配气体起到加热升温的作用，便于混配气体与具有一定热能的基础烟气混合；由于水蒸气发生器通过对加热水体的方式获得水蒸气，所以水蒸气已具有一定热量，则无需通过第一级换热器加热，可以直接导入混合器的进气口，混合器将基础烟气、混配气体以及水蒸气混合均匀并形成调质气体。
[0007]作为优选，所述反应部包括一氨气发生组件、内设容置腔的反应舱以及一排气结构，所述配气管通过一反应管组与所述容置腔通连，所述容置腔通过所述排气结构与所述空气预热器出气口通连，所述氨气发生组件与所述反应管组通连，所述容置腔内放置脱硝催化剂。利用氨气来还原基础烟气中的NOx，有效提高NOx转化率，所述调质气体与氨气混合后形成反应气体。
[0008]作为优选，所述容置腔包括若干首尾通连且与全尺寸催化剂轮廓匹配的容置区段，所述反应管组包括一与所述配气部通连的反应主管以及与各容置区段首端通连的反应支管，所述反应支管均通过对应的调节阀与所述反应主管通连，所述排气结构包括一中段设引风机的排气主管以及通过流量阀与所述排气主管通连的排气支管，所述排气支管的进气端与末段所述容置区段的尾端对应通连，所述排气主管的出气端与所述空气预热器出气口通连。容置区段可以安放全尺寸催化剂，有效避免因催化剂各部特性不一致而导致使用小尺寸催化剂试验获得的数据不准确的情况，更贴合实际使用情况;单个容置腔内排列多个催化剂，反应主管通过各反应支管将反应气体输送至各催化剂的首端，使得反应部可以根据需要单独测试任一容置区段的全尺寸催化剂或者测试若干依次相邻的全尺寸催化剂， 通过改变测试的催化剂组合来获得全面、可靠的测试数据。反应气体通过催化剂作用反应形成反应尾气，所述反应尾气通过排气结构送入空气预热器出气口，引风机为反应尾气流通提供驱动力，流量阀起到控制容置腔内反应气体流量的作用;排气支管与末段所述容置区段的尾端对应通连，使得进入容置腔的反应气体能与顺序排列的催化剂依次作用后排出，确保反应气体与催化剂充分接触。所述排气主管的出气端与所述空气预热器出气口通连，使得具有较低温度的反应尾气不会影响空气预热器的加热效率，提高热量传递效率。所述反应支管均通过对应的调节阀与所述反应主管通连，使得操作者可以通过开关各调节阀来控制各反应支管的通连状态，进而控制反应气体流入容置腔的位置，实现选择性使用任意催化剂单体或组合。
[0009]作为优选，所述反应舱内设有两个条状容置腔，所述容置腔内设有三个容置区段， 所述反应支管为六根，所述排气支管为两根，相邻催化剂间设有间隙，首段所述容置区段的首端设有声波吹灰器，所述氨气发生组件包括一氨气发生器以及一加热器，所述氨气发生器通过管路依次串连一单向阀和所述加热器后与所述反应主管通连。容置腔为两条，每条容置腔内放置三个容置区段，六根支管分别与各催化剂首端通连，排气支管分别与容置腔连通，用于排放反应尾气;声波吹灰器能有效防止灰尘在催化剂上积聚，确保催化剂与反应气体间的接触面积，进而保证催化效率;氨气发生组件产生的氨气在经过加热后送入容置腔中，防止因低温氨气进入容置腔而降低调质气体温度，确保反应在预设温度进行，以获得可靠的测试数据。
[0010]作为优选，所述第一级换热器和第二级换热器间的配气管上串联第二滤尘器，所述第二滤尘器的出气口和混合器的进气口间设有一带第六控制阀的跨接管，所述排气结构包括一降温组件，所述降温组件包括一设于所述排气主管首段的第一控制阀、通连所述第一控制阀进气口与所述第二级换热器进气口的降温管以及通连所述第一控制阀出气口与所述第二级换热器出气口的回流管，所述降温管和回流管上分别设有第二控制阀和第三控制阀，位于第二滤尘器与第二级换热器间、第二级换热器与混合器间的配气管上分别设有第四控制阀和第五控制阀。通过增设第二滤尘器来进一步降低基础烟气中的含尘量，有效防止灰尘在管路中积聚粘连，进而导致管路堵塞；由于引风机具有正常工作温度范围，当反应尾气的温度大于引风机正常工作温度范围时，反应尾气利用降温组件实现降温并满足引风机的正常工作温度要求;在使用降温组件时，通过配合使用各控制阀实现高温反应尾气通过第二换热器降温形成低温反应尾气，再通过引风机将低温反应尾气外排。[〇〇11]作为优选，所述测量部包括烟气预处理器、烟气分析仪、依次串接所述烟气预处理器、烟气分析仪的测量主管以及分别与所述反应支管、排气支管通连的测量支管，所述测量支管均通过对应的调节阀与所述测量主管通连，所述测量支管采集的样气通过测量主管依次流经所述烟气预处理器和烟气分析仪实现反应数据采集。测量支管分别与各反应支管、 排气支管通连，测量主管能通过控制各测量支管上的调节阀来采集位于催化剂两端的样气，烟气分析仪通过分析上述样气来获得对应催化剂的各项工艺指标参数。
[0012]作为优选，所述反应支管通过位于其调节阀与反应舱间的管路通连所述测量支管，所述排气支管通过位于其流量阀与反应舱间的管路通连所述测量支管，当反应支管的调节阀或排气支管上的流量阀关闭时，也能确保与其对应的测量支管能采集到相关样气，确保测试正常进行。
[0013]—种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试方法，包括以下步骤:
[0014]1、从省煤器出气口引入基础烟气；
[0015]2、基础烟气通过气体调质组件和水蒸气调质组件加工后形成调质气体；
[0016]3、向调质气体中添加经过预热的还原气体，形成反应气体；
[0017]4、将反应气体通入反应舱的容置腔中，反应气体与全尺寸催化剂反应后形成反应尾气；
[0018]5、采集反应气体和反应尾气，并通过烟气分析仪分析获得烟气数据；
[0019]6、反应尾气通过引风机排入空气预热器的出气口。
[0020]本实用新型从燃煤机组省煤器出口引入基础烟气，并布置两级换热器以调节反应温度，同时设置烟气调质系统以调整反应工况，可以现场模拟脱硝催化剂运行状态，开展全尺寸的脱硝催化剂基于实际烟气环境下的脱硝效率、S02/S03转化率、NH3逃逸率、活性等工艺特性检测，为规范燃煤电厂SCR脱硝催化剂标准化管理提供技术指导。
[0021 ]本实用新型的有益效果:1、工艺流程清晰，建设工程量小，可在实际燃煤烟气工作环境下评估全寿命周期内的催化剂工艺特性指标;2、可研究SCR脱硝催化剂长期在实际燃煤烟气工作环境下，抗S02、H20、碱金属、重金属等有毒物质特性和机械强度、热稳定性；3、可分析液氨喷入混合均匀性，研究出口氨逃逸控制策略;4、可以根据实际需要，调整试验工作，验证催化剂的活性和选择性，检验催化剂是否在较低的温度(〈200°C)和较宽的温度窗口内具有较高的NOx转化率。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型使用状态结构不意图；
[0023]图2为反应舱、反应管组、排气管组以及测量管组连接结构示意图；
[0024]图中:1、省煤器，2、选择性催化还原反应器，3、空气预热器，4、除尘器，5、第一滤尘器，6、第一级换热器，7、第二级换热器，8、混合器，9、配气管，10、集流管，11、一氧化氮调质单元，12、二氧化硫调质单元，13、氧气调质单元，14、氮气调质单元，15、储水罐，16、水蒸气发生器，17、反应舱，18、催化剂，19、容置区段，20、反应主管，21、反应支管，22、引风机，23、排气主管，24、排气支管，25、声波吹灰器，26、氨气发生器，27、加热器，28、第二滤尘器，29、第六控制阀，30、跨接管，31、第一控制阀，32、第二控制阀，33、第三控制阀，34、第四控制阀，35、第五控制阀，36、降温管，37、回流管，38、烟气预处理器，39、烟气分析仪，40、测量主管，41、测量支管。
【具体实施方式】
[0025]下面结合说明书附图和【具体实施方式】对本实用新型的实质性特点作进一步的说明。
[0026]如图1所示的一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置，由一与锅炉尾气管路通连的测试装置组成，所述锅炉尾气管路包括依次串联的省煤器1、选择性催化还原反应器2、空气预热器3以及除尘器4，其特征在于所述测试装置包括一与所述省煤器I出气口通连的配气部、一与所述空气预热器3出气口通连的反应部以及一设置在所述反应部上的测量部，所述测试装置通过配气部、反应部对锅炉尾气实现配气、反应，并通过所述测量部进行样气采集和分析。
[0027]在使用时，通过本测试装置形成的测试方法，包括以下步骤:
[0028]1、从省煤器1出气口引入基础烟气，所述基础气体进入配气管9并依次通过第一滤尘器5、第一级换热器6、第二滤尘器28以及第二级换热器7;
[0029]2、气体调质组件中的各单元气体混合形成混配气体，水蒸气调质组件形成水蒸气，水蒸气和利用第一级换热器6加热后的混配气体与基础烟气在混合器8中混合形成调质气体；
[0030]3、氨气发生组件生产高温氨气，高温氨气与调质气体混合形成反应气体；
[0031]4、将反应气体通入反应舱17的容置腔中，反应气体与全尺寸催化剂18反应后形成反应尾气；[〇〇32]5、采集反应气体和反应尾气，并通过烟气分析仪39分析获得烟气数据；[〇〇33]6、反应尾气通过引风机22排入空气预热器3的出气口。
[0034]本技术方案的目的是克服当前SCR催化剂18性能测试的局限性，提供一种基于实际燃煤烟气的SCR脱硝催化剂18中试性能测试装置及其相应的方法。本实用新型从燃煤机组省煤器1出口引出烟气，布置两级换热器以调节反应温度，同时设置烟气调质系统以调整反应工况，可以现场模拟脱硝催化剂18运行状态，开展全尺寸的脱硝催化剂18基于实际烟气环境下的脱硝效率、S02/S03转化率、NH3逃逸率、活性等工艺特性检测，为规范燃煤电厂 SCR脱硝催化剂18标准化管理提供技术指导。在此中试平台上，不仅可以在实际烟气工作环境下评估全寿命周期内的催化剂18工艺特性指标，还可以研究催化剂18抗S02、H20、碱金属、重金属等有毒物质特性和机械强度、热稳定性;而且可以分析液氨喷入混合均匀性，研究出口氨逃逸控制策略;还可以验证催化剂18的活性和选择性，检验催化剂18是否在较低的温度(〈200°C)和较宽的温度窗口内具有较高的NOx转化率。
[0035]在实际操作中，所述配气部包括依次串联第一滤尘器5、第一级换热器6、第二滤尘器28、第二级换热器7、混合器8的配气管9,所述配气管9的首端与所述省煤器1出气口通连， 尾端通连所述反应部。所述第一滤尘器5和第二滤尘器28的滤网网目因根据基础烟气状况以及反应部催化反应要求而调整，均应视为本实用新型的具体实施例。在实际操作中，所述第一级换热器6和第二级换热器7均采用气液两相降温结构，利用换热器中相互隔离的气体管路和冷却水管路交错接触来进行热量交换，进而实现基础烟气降温，一般情况下基础烟气从省煤器1出气口引入时的温度在300度以上，通过第一级换热器6后，基础烟气的温度最低降至250度，通过第二换热器后，基础烟气的温度最低可以降至150度，在所述第二滤尘器 28的出气口和混合器8的进气口间设有跨接管30，使得进入反应部的气体温度可以根据需要来调整，例如基础烟气通过第一级换热器6后直接通过跨接管30省去第二级换热器7,使得进入反应部的基础烟气具有较高的温度，以满足测试不同基础烟气工况的需要。所述第一滤尘器5和第二滤尘器28中的滤网至过滤大颗粒灰尘，使得流出配气部的基础烟气中具有较多的小颗粒灰尘，模拟实际的锅炉尾气。
[0036]在实际操作中，所述配气部包括气体调质组件和水蒸气调质组件，所述气体调质组件包括一集流管10、分别通过单向阀与所述集流管10通连的一氧化氮调质单元11、二氧化硫调质单元12、氧气调质单元13以及氮气调质单元14,所述气体调质组件包含的气体种类可以根据测试需要来调整，用以实现复杂组成情况下测试装置对催化剂18工作效率的测试，均应视为本实用新型的具体实施例。气体调质组件和水蒸气调质组件能提供的各种气体应根据测试需要来配比添加，并无必须添加的要求，以满足测试装置测试不同组分气体的需要。
[0037]在实际操作中，所述集流管10外连端穿过所述第一级换热器6后与所述混合器8进气口通连，所述水蒸气调质组件包括一储水罐15以及一与所述储水罐15连接的水蒸气发生器16，所述水蒸气发生器16的出气口与所述混合器8进气口通连。混配气体、水蒸气以及基础烟气在混合器8的进气口处混合，由于基础烟气已经历除尘和降温工序，既有效防止基础烟气中的灰尘因遇水蒸气而板结在混合器8内，还能确保三者温差较小，利于均应混合。在第一级换热器6中，包括互为密封隔离设置的配气管9、集流管10以及冷却水管，三者间只存在于热量传递过程，互为不通连。
[0038]在实际操作中，所述反应部包括一氨气发生组件、内设容置腔的反应舱17以及一排气结构，所述配气管9通过一反应管组与所述容置腔通连，所述容置腔通过所述排气结构与所述空气预热器3出气口通连，所述氨气发生组件与所述反应管组通连，所述容置腔内放置脱硝催化剂18。氨气发生组件为反应提供还原气体，反应管组将基础烟气和还原气体送入容置腔中，还原气体在催化剂18作用下与调质气体中的NOx反应，以此提高NOx的转化效率。还原气体和调质气体在反应主管20中混合，并利用反应支管21输送至指定容置腔的位置。
[0039]在实际操作中，所述容置腔包括若干首尾通连且与全尺寸催化剂18轮廓匹配的容置区段19，所述反应管组包括一与所述配气部通连的反应主管20以及与各容置区段19首端通连的反应支管21，所述反应支管21均通过对应的调节阀与所述反应主管20通连，所述排气结构包括一中段设引风机22的排气主管23以及通过流量阀与所述排气主管23通连的排气支管24，所述排气支管24的进气端与末段所述容置区段19的尾端对应通连，所述排气主管23的出气端与所述空气预热器3出气口通连。所述容置腔的数量以及容置区段19的数量可以根据测试需要来增减调整，以满足试验需要，均应视为本实用新型的具体实施例。
[0040]在实际操作中，所述反应舱17内设有两个条状容置腔，所述容置腔内设有三个容置区段19，所述反应支管21为六根，所述排气支管24为两根(如图2所示)。设定:所述容置腔包括左腔和右腔；左腔内设有依次排列的左一催化剂18、左二催化剂18、左三催化剂18;右腔内设有依次排列的右一催化剂18、右二催化剂18、右三催化剂18;所述反应支管21包括与左一催化剂18首端对应的左一反应管、与左二催化剂18首端对应的左二反应管、与左三催化剂18首端对应的左三反应管、与右一催化剂18首端对应的右一反应管、与右二催化剂18首端对应的右二反应管、与右三催化剂18首端对应的右三反应管;所述排气支管24包括左排气管、右排气管;所述测量支管41为八根，包括与左一反应管通连的左一测量管、与左二反应管通连的左二测量管、与左三反应管通连的左三测量管、与左排气管通连的左四测量管、与右一反应管通连的右一测量管、与右二反应管通连的右二测量管、与右三反应管通连的右三测量管、与右排气管通连的右四测量管。在测试前，配气部已混合形成满足测试要求的调质气体，氨气生成组件也已准备足量还原用氨气并与调质气体形成反应气体，各反应支管21和测量支管41上的对应调节阀均为关闭状态，所述排气支管24上的控制阀为开启状态，在测试时，通过以下操作方式实现不同催化剂18工况的反应及测量:
[0041]1.测试左腔三条催化剂18共同工作状态下的试验数据:反应时，打开左一反应管上的调节阀，使得反应气体通过左一反应管流动至左一催化剂18的首端，由于反应气体会依次流过左一催化剂18、左二催化剂18以及左三催化剂18,反应气体在各催化剂18作用下反应形成反应尾气，并通过左排气管外排;在反应过程中进行参数测量，打开左一测量管上的调节阀，用于收集反应气体样气，打开左四测量管上的调节阀，用于收集反应尾气的样气，通过烟气分析仪39分析两组样气来获得对比参数，进而获得催化剂18效率数据。[〇〇42]在实际操作中，在测试右腔三条催化剂18时，也应采用上述操作方式，以获得右腔三条催化剂18同时工作状态试验数据。
[0043]2.测试左一催化剂18试验数据:反应时，打开左一反应管上的调节阀，使得反应气体通过左一反应管流动至左一催化剂18的首端，由于反应气体会依次流过左一催化剂18、 左二催化剂18以及左三催化剂18,反应气体在各催化剂18作用下反应形成反应尾气，并通过左排气管外排;在反应过程中进行参数测量，打开左一测量管上的调节阀，用于收集反应气体样气，打开左二测量管上的调节阀，用于收集反应尾气的样气，两组样气分别代表通过左一催化剂18前的气体成分和通过左一催化剂18后的气体成分，通过烟气分析仪39分析两组样气来获得对比参数，进而获得催化剂18效率数据。
[0044]在实际操作中，在测试右一催化剂18时，也应采用上述操作方式，以获得右一催化剂18工作状态试验数据。
[0045]3、测试左二催化剂18试验数据:反应时，打开左二反应管上的调节阀，使得反应气体通过左二反应管流动至左二催化剂18的首端，由于反应气体会依次流过左二催化剂18以及左三催化剂18，反应气体在各催化剂18作用下反应形成反应尾气，并通过左排气管外排； 在反应过程中进行参数测量，打开左二测量管上的调节阀，用于收集反应气体样气，打开左三测量管上的调节阀，用于收集反应尾气的样气，两组样气分别代表通过左二催化剂18前的气体成分和通过左二催化剂18后的气体成分，通过烟气分析仪39分析两组样气来获得对比参数，进而获得催化剂18效率数据。
[0046]在实际操作中，在测试右二催化剂18时，也应采用上述操作方式，也应采用上述操作方式获得对应试验数据。[〇〇47]4.测试左三催化剂18试验数据:反应时，打开左三反应管上的调节阀，使得反应气体通过左三反应管流动至左三催化剂18的首端，由于反应气体会流过左三催化剂18,反应气体在催化剂18作用下反应形成反应尾气，并通过左排气管外排;在反应过程中进行参数测量，打开左三测量管上的调节阀，用于收集反应气体样气，打开左四测量管上的调节阀，用于收集反应尾气的样气，两组样气分别代表通过左三催化剂18前的气体成分和通过左三催化剂18后的气体成分，通过烟气分析仪39分析两组样气来获得对比参数，进而获得催化剂18效率数据。[〇〇48] 在实际操作中，在测试右三催化剂18时，也应采用上述操作方式，也应采用上述操作方式获得对应试验数据。
[0049]5.测试左一催化剂18和左二催化剂18共同工作状态下的试验数据:反应时，打开左一反应管上的调节阀，使得反应气体通过左一反应管流动至左一催化剂18的首端，由于反应气体会依次流过左一催化剂18、左二催化剂18以及左三催化剂18,反应气体在各催化剂18作用下反应形成反应尾气，并通过左排气管外排;在反应过程中进行参数测量，打开左一测量管上的调节阀，用于收集反应气体样气，打开左三测量管上的调节阀，用于收集反应尾气的样气，两组样气分别代表通过预设测试催化剂18前的气体成分和通过预设测试催化剂18后的气体成分，通过烟气分析仪39分析两组样气来获得对比参数，进而获得催化剂18效率数据。
[0050]在实际操作中，在测试右一催化剂18和右二催化剂18共同工作时，也应采用上述操作方式获得对应试验数据。
[0051 ] 6.测试左二催化剂18和左三催化剂18共同工作状态下的试验数据:反应时，打开左二反应管上的调节阀，使得反应气体通过左二反应管流动至左二催化剂18的首端，由于反应气体会依次流过左二催化剂18、左三催化剂18，反应气体在各催化剂18作用下反应形成反应尾气，并通过左排气管外排;在反应过程中进行参数测量，打开左二测量管上的调节阀，用于收集反应气体样气，打开左四测量管上的调节阀，用于收集反应尾气的样气，两组样气分别代表通过预设测试催化剂18前的气体成分和通过预设测试催化剂18后的气体成分，通过烟气分析仪39分析两组样气来获得对比参数，进而获得催化剂18效率数据。
[0052]在实际操作中，在测试右二催化剂18和右三催化剂18共同工作时，也应采用上述操作方式获得对应试验数据。
[0053]测试装置测量不同工况催化剂18组合的方式并不局限于上述实施例，还可以左腔和右腔同时测量，以获得更贴合实际使用状态的参数，也应视为本实用新型的具体实施例。
[0054]在实际操作中，当左腔和右腔同时工作时，通过分别设置在左排气管和右排气管上的对应控制阀实现流量控制，以使得流经左腔和右腔的反应气体均衡。
[0055]在实际操作中，相邻催化剂18间设有间隙，便于形成气体滞留的空腔，便于测量支管41采集样气;首段所述容置区段19的首端设有声波吹灰器25，所述氨气发生组件包括一氨气发生器26以及一加热器27，所述氨气发生器26通过管路依次串连一单向阀和所述加热器27后与所述反应主管20通连。
[0056]在实际操作中，所述第二滤尘器28的出气口和混合器8的进气口间设有一带第六控制阀29的跨接管30，所述排气结构包括一降温组件，所述降温组件包括一设于所述排气主管23首段的第一控制阀31、通连所述第一控制阀31进气口与所述第二级换热器7进气口的降温管36以及通连所述第一控制阀31出气口与所述第二级换热器7出气口的回流管37，所述降温管36和回流管37上分别设有第二控制阀32和第三控制阀33，位于第二滤尘器28与第二级换热器7间、第二级换热器7与混合器8间的配气管9上分别设有第四控制阀34和第五控制阀35。由于需要为反应部提供各个温度区段的反应气体，使得反应尾气的温度会出现超过引风机22正常工作的温度范围，所以需要对温度较高的反应尾气进行降温处理。在实际运行中，当反应部需要较低温度的反应气体时，开启第四控制阀34、第五控制阀35并关闭第六控制阀29，使得基础烟气通过依次流经第一级换热器6和第二级换热器7来降低温度，关闭第二控制阀32、第三控制阀33并开启第一控制阀31，使得反应部形成的低温反应尾气能直接通过引风机22排出；当反应部需要较高温度的反应气体时，关闭第四控制阀34、第五控制阀35并开启第六控制阀29，使得基础烟气通过第一级换热器6后跨过第二级换热器7后形成高温基础烟气，关闭第一控制阀31并开启第二控制阀32、第三控制阀33，反应部形成的高温反应尾气先通过降温管36流经第二级换热器7降温再通过与引风机22连通的回流管37外排，高温反应尾气通过第二级换热器7降温后满足引风机22的工作温度范围。
[0057]在实际操作中，所述测量部包括烟气预处理器38、烟气分析仪39、依次串接所述烟气预处理器38、烟气分析仪39的测量主管40以及分别与所述反应支管21、排气支管24通连的测量支管41，所述测量支管41均通过对应的调节阀与所述测量主管40通连，所述测量支管41采集的样气通过测量主管40依次流经所述烟气预处理器38和烟气分析仪39实现反应数据采集。[〇〇58]所述反应支管21通过位于其调节阀与反应舱17间的管路通连所述测量支管41，所述排气支管24通过位于其流量阀与反应舱17间的管路通连所述测量支管41。
[0059]在实际操作中，所述配气管9首端与省煤器1的出气口通连，还应该包括连接省煤器1出气口的管道与配气管9通连的方案，配气管9的接入点与省煤器1出气口间的管道没有阀门等阻碍结构存在，亦能实现从省煤器1出气口排出的锅炉尾气自由进入配气管9的目的，上述方式适用于本技术方案中的其它结构中，例如排气主管23与空气预热器3出气口间的通连、降温管36分别与第一控制阀31进气口、第二级换热器7进气口间的通连、回流管37 分别与第一控制阀31出气口、第二级换热器7出气口间的通连等，均应视为本实用新型的具体实施例。反之，所述测量支管连接在对应的反应支管或者排气支管上，还应该包括测量支管直接与容置腔通连，所述测量支管的连通在容置腔上的位置与对应的反应支管或者排气支管的连通在容置腔上的位置邻近，也应视为本实用新型的具体实施例。
【主权项】
1.一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置，包括一与锅炉尾气管路通连的测试装 置，所述锅炉尾气管路包括依次串联的省煤器(1)、选择性催化还原反应器(2)、空气预热器 (3)以及除尘器(4)，其特征在于所述测试装置包括一与所述省煤器(1)出气口通连的配气 部、一与所述空气预热器(3)出气口通连的反应部以及一设置在所述反应部上的测量部，所 述测试装置通过配气部、反应部对锅炉尾气实现配气、反应，并通过所述测量部进行样气采 集和分析。2.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置，其特征在于所述 配气部包括依次串联第一滤尘器(5)、第一级换热器(6)、第二滤尘器(28)、第二级换热器 (7)、混合器(8)的配气管(9)，所述配气管(9)的首端与所述省煤器(1)出气口通连，尾端通 连所述反应部。3.根据权利要求2所述的一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置，其特征在于所述 配气部包括气体调质组件和水蒸气调质组件，所述气体调质组件包括一集流管(10)、分别 通过单向阀与所述集流管(10 )通连的一氧化氮调质单元(11 )、二氧化硫调质单元(12 )、氧 气调质单元(13)以及氮气调质单元(14)，所述集流管(10)外连端穿过所述第一级换热器 (6)后与所述混合器(8)进气口通连，所述水蒸气调质组件包括一储水罐(15)以及一与所述 储水罐(15)连接的水蒸气发生器(16)，所述水蒸气发生器(16)的出气口与所述混合器(8) 进气口通连。4.根据权利要求2-3任一所述的一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置，其特征在 于所述反应部包括一氨气发生组件、内设容置腔的反应舱(17)以及一排气结构，所述配气 管(9)通过一反应管组与所述容置腔通连，所述容置腔通过所述排气结构与所述空气预热 器(3 )出气口通连，所述氨气发生组件与所述反应管组通连，所述容置腔内放置脱硝催化剂 (18)〇5.根据权利要求4所述的一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置，其特征在于所述 容置腔包括若干首尾通连且与全尺寸催化剂(18)轮廓匹配的容置区段(19)，所述反应管组 包括一与所述配气部通连的反应主管(20)以及与各容置区段(19)首端通连的反应支管 (21)，所述反应支管(21)均通过对应的调节阀与所述反应主管(20)通连，所述排气结构包 括一中段设引风机(22)的排气主管(23)以及通过流量阀与所述排气主管(23)通连的排气 支管(24)，所述排气支管(24)的进气端与末段所述容置区段(19)的尾端对应通连，所述排 气主管(23)的出气端与所述空气预热器(3)出气口通连。6.根据权利要求5所述的一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置，其特征在于所述 反应舱(17)内设有两个条状容置腔，所述容置腔内设有三个容置区段(19)，所述反应支管 (21)为六根，所述排气支管(24)为两根，相邻催化剂(18)间设有间隙，首段所述容置区段 (19)的首端设有声波吹灰器(25)，所述氨气发生组件包括一氨气发生器(26)以及一加热器 (27)，所述氨气发生器(26)通过管路依次串连一单向阀和所述加热器(27)后与所述反应主 管(20)通连。7.根据权利要求6所述的一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置，其特征在于所述 第二滤尘器(28 )的出气口和混合器(8 )的进气口间设有一带第六控制阀(29 )的跨接管 (30)，所述排气结构包括一降温组件，所述降温组件包括一设于所述排气主管(23)首段的 第一控制阀(31)、通连所述第一控制阀(31)进气口与所述第二级换热器(7)进气口的降温管(36)以及通连所述第一控制阀(31)出气口与所述第二级换热器(7)出气口的回流管(37)，所述降温管(36)和回流管(37)上分别设有第二控制阀(32)和第三控制阀(33)，位于第二滤尘器(28)与第二级换热器(7)间、第二级换热器(7)与混合器(8)间的配气管(9)上分别设有第四控制阀(34)和第五控制阀(35 )。8.根据权利要求6所述的一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置，其特征在于所述测量部包括烟气预处理器(38)、烟气分析仪(39)、依次串接所述烟气预处理器(38)、烟气分析仪(39)的测量主管(40)以及分别与所述反应支管(21)、排气支管(24)通连的测量支管(41)，所述测量支管(41)均通过对应的调节阀与所述测量主管(40)通连，所述测量支管(41)采集的样气通过测量主管(40)依次流经所述烟气预处理器(38)和烟气分析仪(39)实现反应数据采集。9.根据权利要求8所述的一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置，其特征在于所述反应支管(21)通过位于其调节阀与反应舱(17)间的管路通连所述测量支管(41)，所述排气支管(24)通过位于其流量阀与反应舱(17)间的管路通连所述测量支管(41)。
【文档编号】B01D53/56GK205581066SQ201620117047
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】童小忠, 王洁, 刘春红, 袁伟中, 邬东立
【申请人】浙江浙能技术研究院有限公司