一种SCR脱硝催化剂工业中试性能测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种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。本实用新型专利技术包括测试装置，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。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及火力发电领域，具体涉及脱硫催化剂测试装置。
技术介绍
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。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本技术提供一种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、SO2/SO3转化率、NH3逃逸率、活性等工艺特性检测。本技术通过以下方式实现：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SO2、H2O、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。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℃) 和较宽的温度窗口内的NOx转化率。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。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。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。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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）。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（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：童小忠，王洁，刘春红，袁伟中，邬东立，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33