本发明专利技术公开了一种可同时测量多种SCR催化剂的测试装置，包括配气系统、反应系统以及测量系统；配气系统包括分别装有N2、O2、NO、NH3和SO2的若干气瓶，反应系统包括若干反应管、包裹在反应管外侧的高温管式炉以及外套管；测量系统包括烟气分析仪，烟气分析仪的数据输出端与计算机相连，出气端与尾气回收装置相连。本发明专利技术能够测量在不同温度下的SCR催化剂的NO脱除效率，并且可以在某一特定温度下同时测量4种SCR催化剂的NO脱除效率，还能同时测量4种SCR催化剂在不同NH3/NO比、不同NH3含量、不同NO含量和不同O2含量下的NO脱除效率，而且测量同一种SCR催化剂在不同空速下的NO脱除效率，最后可以测量SCR催化剂在SO2和水蒸气存在情况下的NO脱除效率，研究催化剂的抗硫抗水性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热能与动力工程
，涉及一种SCR催化剂性能测试装置，具体是一种可同时测量多种SCR催化剂的测试装置。
技术介绍
伴随着科学技术的进步，人类社会的现代化得到了高速发展，全球化的工业规模也与日俱增，但是高速发展带来的环境问题也日益严峻。随着各种污染气体排放量的增多，人类赖以生存的环境正在遭受着严重的侵害，同时，人类自身的健康也饱受侵害。在常见的污染物气体中，NOx(主要指NO和NO2)危害较大。除了部分NOx来自于自然界本身，还有相当一部分量来源于人类的自身活动，例如化石燃料的燃烧、汽车尾气的排放等。数据显示，2000年，我国氮氧化物排放的总量约为1210万吨，2005年，该量上升到了1990万吨，2009年，又升至2214.4万吨，截止2013年，氮氧化物总量达到2227万吨。如果未能采取有效限制措施，则预计到2020年，全国能源消费导致的氮氧化物排放总量可以达到2363～2914万吨。届时中国也将成为世界第一大NOx排放国。过度的NOx排放会对人类生存环境带来了酸雨、近地层大气臭氧层破坏以及光化学烟雾等危害。因此，如何有效治理氮氧化物已成为当前十分紧迫的环境问题之一。在人为氮氧化物排放源里，燃煤电厂对NOx的排放量贡献最大，约占氮氧化物排放总量的一半。据统计：2009年底，我国火电装机总容量6.51亿千瓦，2013年底，火电庄机总容量上升到8.62亿千瓦。然而，我国自身能源结构的特点，决定了今后相当长的时期内煤电依然在我国发电格局内占主要位置。针对该种情
况，我国的电力建设总方针里也明确规定“优化发展火电”。而所谓的优化，就是要在提高发电量的同时，有效减少污染排放量。2011年7月，我国颁布的《火电厂大气污染排放标准》(GB 13223-2011)将新建发电锅炉的NOx最高排放值限制在100mg/m3以下，该值远低于旧标准的限值。同时，该标准对烟尘、二氧化硫等污染物也作出了限制。其严格程度与欧盟、美国等经济发达体现行标准不相上下。预计新标准实施后，到2015年电力行业氮氧化物排放量可以大幅降低，幅值高达580万吨。且据目前的发展趋势来估计，未来我国新建的电厂的NOx最高排放值限有可能将会低至50mg/m3。针对燃煤电厂的氮氧化物固定生成源，目前有三种公认成熟的技术来控制NOx，分别是燃烧控制技术，炉内喷射吸收剂以及烟气脱硝技术。其中烟气脱硝技术是指脱除烟气中的氮氧化物的技术，效率可达80％以上，是目前最为重要的控制NOx排放的方法。而烟气脱硝技术中的选择性催化还原技术(SCR)作为氮氧化物脱除技术中的关键手段在电厂中得到广泛应用，催化剂又是该技术的核心，催化剂脱除NOX的效果直接反映了催化剂性能的优劣，所以脱硝催化剂已成为越来越多的研究者所关注的焦点问题。实验室制备SCR催化剂的方法一般为溶胶凝胶法，浸渍法和共沉淀法等，制备得到的SCR催化剂一般研磨为40-60目，然后用SCR测试装置测试其NO脱除率以及催化剂的抗硫抗水性，进而可以对比判断出不同种类催化剂的性能，最终为工业实际提供参考。然而现在普遍采用的实验室SCR催化剂测试装置有很多缺点：1.只能同一工况下测试一种催化剂的NO脱除率；2.反应给水装置的给水量不够稳定；3.现有的很多SCR催化剂测试装置没有考虑在SO2和水蒸气存在的情况下的催化剂的NO脱除效率，就算有的话也是直接在已经混合了NO，
O2，NH3和N2的气路中通入SO2和水蒸气得到最终混合气体，再将这股混合气体通入反应管，然而这样会导致NH3，SO2，O2和水蒸气在未到达反应管内催化剂表面的情况下发生反应，生成NH4HSO4粉末，进而堵塞管路；4.反应气体进入反应管内的催化剂表面的时候未能充分预热；5.反应石英管更换催化剂操作不够简单。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种可同时测量多种SCR催化剂的测试装置，该测试装置用于同时测量多种SCR催化剂的NOx脱除率以及在有SO2和水蒸气存在情况下的NOx脱除率。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种可同时测量多种SCR催化剂的测试装置，包括配气系统、反应系统以及测量系统；配气系统包括分别装有N2、O2、NO、NH3和SO2的若干气瓶，反应系统包括若干反应管、包裹在反应管外侧的高温管式炉以及外套管，各个气瓶的出口通过气体混合器连接至反应管的入口处，反应管密封套设在外套管内，且入口伸出外套管，出口位于外套管内；测量系统包括烟气分析仪，烟气分析仪的数据输出端与计算机相连，出气端与尾气回收装置相连；外套管的出气口通过出气管与烟气分析仪相连。本专利技术进一步的改进在于：所述气瓶包括SO2/N2气瓶、N2气瓶、NH3/N2气瓶、NO/N2气瓶和O2/N2气瓶，每个气瓶的出口处均连接减压阀和质量流量计；SO2/N2气瓶的出口连接第一气体混合器，N2气瓶的出口分别连接第二气体混合器和气体洗涤瓶，气体洗涤瓶的出口连接第一气体混合器；NH3/N2气瓶、NO/N2
气瓶和O2/N2气瓶的出口均连接至第二气体混合器上；第一气体混合器和第二气体混合器的出口分别连接至反应管的入口。所述气体洗涤瓶设置于水浴锅内。本专利技术还包括旁路系统，旁路系统由两条烟气旁路组成，第一烟气旁路的一端连接第二气体混合器的出口，另一端连接烟气分析仪的入口；第二烟气旁路的一端连接第一气体混合器的出口，另一端连接烟气分析仪的入口；第一烟气旁路和第二烟气旁路上分别设置有第一阀门和第二阀门。所述反应管为内外双层结构，O2、NO、NH3和N2混合之后通入反应管的内层，携带水蒸气的N2和SO2混合后通入反应管的外层；反应管末端设置筛板，筛板上设置两层莫来石棉层，且两层莫来石棉层之间设置SCR催化剂层；反应管的内外两层的气体于莫来石棉层前端混合，经过SCR催化剂层由反应管末端的筛板进入外套管内，最终由外套管末端的出气管排出。所述外套管内设置有4根反应管。所述反应管的内层入口和外层入口均开设在反应管的侧壁上，前端通过橡胶塞密封；反应管的外层入口与第一气体混合器的出口相连通，内层入口与第二气体混合器的出口相连通；且每个反应管的各个入口处均设置有阀门。所述外套管的末端通过密封胶塞密封，出气管安装于密封胶塞的中央。所述反应管内设置有电热偶，电热偶连接温度显示仪表，且管式炉上连接有温控仪。所述筛板上开设有若干使气体通过的网孔。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术操作简单，结构合理，同时测试多种SCR催化剂的NO脱除效率的时候能够节约大量时间。本专利技术能够测量在不同温度下的SCR催化剂的NO脱除效率，并且可以在某一特定温度下同时测量4种SCR催化剂的NO脱除效率，还能同时测量4种SCR催化剂在不同NH3/NO比、不同NH3含量、不同NO含量和不同O2含量下的NO脱除效率，而且测量同一种SCR催化剂在不同空速下的NO脱除效率，最后可以测量SCR催化剂在SO2和水蒸气存在情况下的NO脱除效率，研究催化剂的抗硫抗水性。进一步的，本专利技术将进口气路设置为2路，避免了O2、SO2、NH3和水蒸气在进入反应管内的催化剂层之前提前反应生成NH4HSO4晶体而堵塞气路。进一步的，本专利技术反应管内的双层气本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可同时测量多种SCR催化剂的测试装置，其特征在于，包括配气系统、反应系统以及测量系统；配气系统包括分别装有N2、O2、NO、NH3和SO2的若干气瓶，反应系统包括若干反应管(17)、包裹在反应管(17)外侧的高温管式炉(19)以及外套管(23)，各个气瓶的出口通过气体混合器(12)连接至反应管(17)的入口处，反应管(17)密封套设在外套管(23)内，且入口伸出外套管(23)，出口位于外套管(23)内；测量系统包括烟气分析仪(2)，烟气分析仪(2)的数据输出端与计算机(3)相连，出气端与尾气回收装置(1)相连；外套管(23)的出气口通过出气管(25)与烟气分析仪(2)相连。
【技术特征摘要】
1.一种可同时测量多种SCR催化剂的测试装置，其特征在于，包括配气系统、反应系统以及测量系统；配气系统包括分别装有N2、O2、NO、NH3和SO2的若干气瓶，反应系统包括若干反应管(17)、包裹在反应管(17)外侧的高温管式炉(19)以及外套管(23)，各个气瓶的出口通过气体混合器(12)连接至反应管(17)的入口处，反应管(17)密封套设在外套管(23)内，且入口伸出外套管(23)，出口位于外套管(23)内；测量系统包括烟气分析仪(2)，烟气分析仪(2)的数据输出端与计算机(3)相连，出气端与尾气回收装置(1)相连；外套管(23)的出气口通过出气管(25)与烟气分析仪(2)相连。2.根据权利要求1所述的可同时测量多种SCR催化剂的测试装置，其特征在于，所述气瓶包括SO2/N2气瓶(4)、N2气瓶(5)、NH3/N2气瓶(6)、NO/N2气瓶(7)和O2/N2气瓶(8)，每个气瓶的出口处均连接减压阀(9)和质量流量计(10)；SO2/N2气瓶(4)的出口连接第一气体混合器，N2气瓶(5)的出口分别连接第二气体混合器(12)和气体洗涤瓶(13)，气体洗涤瓶(13)的出口连接第一气体混合器；NH3/N2气瓶(6)、NO/N2气瓶(7)和O2/N2气瓶(8)的出口均连接至第二气体混合器(12)上；第一气体混合器和第二气体混合器(12)的出口分别连接至反应管(17)的入口。3.根据权利要求2所述的可同时测量多种SCR催化剂的测试装置，其特征在于，所述气体洗涤瓶(13)设置于水浴锅(11)内。4.根据权利要求2或3所述的可同时测量多种SCR催化剂的测试装置，其特征在于，还包括旁路系统，旁路系统由两条烟气旁路组成，第一烟气旁路的一端连接第二气体混合器(12)的出口，另一端连接烟气分析仪(2)的入口；第
\t二烟气旁路的一端连接第一气体混合器的出口，另一端连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓璐，惠世恩，牛艳青，雷雨，吕媛，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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