一种多功能催化剂活性评价中试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于催化剂活性评价装置技术领域，特别是涉及到一种多功能催化剂活性评价中试装置，包括进气系统、反应系统、尾气收集系统、制气系统和控制分析系统，反应器包括钢制反应器A和石英反应器B，石英反应器B设置在钢制反应器A内，评价脱硝催化剂活性及催化VOCs燃烧催化剂活性共用同一个预热器和同一个反应炉，以及相同的尾气处理装置，减少设备占地面积，制气系统接入空压机和制氮机，降低购置成本，整体装置操作方便，适应性强，既能满足VOCs催化燃烧催化剂评价所需一定氧气含量的空气，也能满足低温脱硝催化剂活性评价所需氮气和氧气的混合气，节省了实验成本，在方形钢制反应器内设置一个圆形微反应器，为消除外扩散的影响提供便利。

A pilot plant for activity evaluation of multifunctional catalysts

【技术实现步骤摘要】
一种多功能催化剂活性评价中试装置
本技术属于催化剂活性评价装置
，特别是涉及到一种多功能催化剂活性评价中试装置。
技术介绍
公知的，非电领域燃煤的烟气，包括焦化、水泥窑炉、陶瓷窑炉、玻璃窑炉，属于低温烟气，选择性催化剂还原（SCR）是目前非煤领域燃煤烟气普遍采用的低温脱硝技术，作为SCR技术的核心，脱硝催化剂的脱硝效率、SO2/SO3转化率、活性温度窗口等技术指标与整体SCR技术的正常运行密切相关，一般而言，对于生产线中取出的工业催化剂样品或者实验室内制备的新型脱硝催化剂样品，均是通过采用催化剂微型反应装置来检测上述指标，以完成催化剂的质量检测、配方筛选。因此，选用设计合理、检测高效的催化剂评价装置，对于脱硝催化剂性能的进一步提升，具有十分重要的意义。在我国VOCs(volatileorganiccompounds)挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于133.32Pa、常压下沸点在50-260℃以下的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体，VOCs治理的主要方法有吸收法、吸附法、直接燃烧法、催化燃烧法、冷凝法和生物法等及其组合方法，其中催化燃烧法是在催化剂的作用下，使废气中可燃的组分完全氧化成CO2和H2O，因为绝大部分有机物均为可燃性有机物，因此催化燃烧已经成为净化含VOCs废气的有效手段之一。在评价脱硝催化剂活性及催化VOCs燃烧催化剂活性时，大多数研究单位都是分别建立单独的活性评价装置，这样就会存在重复投资购买昂贵的空气、氮气、氧气等气源的现象，特别是对于进行工业化生产催化剂前的中试评价装置，由于装置规模大、催化剂空速高、气量大、消耗的气体量特别大，造成试验成本比较高，另外，如果要在中试装置做一些消除催化反应的外扩散和内扩散影响的实验，需要小型的微反应器，原有反应器无法满足需求。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中问题，本技术设计了一种多功能催化剂活性评价中试装置，包括进气系统、反应系统、尾气收集系统、制气系统和控制分析系统，一套设备就能够对脱硝催化剂活性和催化VOCs燃烧催化剂活性评价，避免重复投资，降低成本，且在该中试装置能够做一些消除催化反应的外扩散和内扩散影响的实验。为实现上述专利技术目的，本技术采用下述技术方案：一种多功能催化剂活性评价中试装置，包括依次连接的进气系统、反应系统、尾气收集系统，还包括制气系统和控制分析系统；反应系统包括串联的预热器和反应器，预热器和反应器之间通过管道A连接，在管道A上设有三通阀；尾气收集系统包括串联的循环水冷却罐和气液分离罐，循环水冷却罐的进料端通过管道B与反应器的出料口连接，循环水冷却罐和气液分离罐之间通过管道C连接，在循环水冷却罐上设有进水口、出水口，在气液分离罐的上下端对应设有尾气取样口、液体出口；进气系统包括进气管道和管道混合器，所述进气管道包括并联的氮气管路、VOC气管路、第一共用管路、O2管路、第二共用管路、H2O气管路、NH3气管路，氮气管路、VOC气管路、第一共用管路、O2管路、第二共用管路、H2O气管路的末端与管道混合器进气端连接，管道混合器出气端与预热器连接，NH3气管路的末端与管道A临近反应器一端连接，NH3气管路、H2O气管路、O2管路和VOC气管路的始端分别与相应的气源一一对应连接，第一共用管路的始端通过三通接口与SO2和HCl气连接，第二共用管路的始端通过三通接口与NO和H2S气连接，氮气管路的始端与制气系统连接；制气系统包括制气机、储气罐，制气机包括制氮机和空气压缩机，储气罐包括氮气罐和压缩空气罐，制氮机与氮气罐串联连接，空气压缩机与压缩空气罐串联连接，氮气罐、压缩空气罐分别与氮气管路的始端连接；控制分析系统通过数据线和进样系统分别与进气系统、反应系统、尾气收集系统连接。进一步的，反应器包括钢制反应器A和石英反应器B，钢制反应器A是外圆内方结构，石英反应器B是横截面是圆形的石英管，石英反应器B设置在钢制反应器A内，且钢制反应器A和石英反应器B可拆卸连接，在钢制反应器A和石英反应器B之间还设有密封装置。进一步的，在氮气管路连接有分支管路，所述分支管是吹扫管路，吹扫管路分别与VOC气管路、第一共用管路、O2管路、第二共用管路起始端连接。进一步的，在第一共用管路的始端与SO2气之间、第一共用管路的始端与HCl气之间、第二共用管路的始端与NO气之间、第二共用管路的始端与H2S气之间分别相应设有分子质量流量计和单向阀。进一步的，在氮气管路、VOC气管路、第一共用管路、O2管路、第二共用管路、H2O气管路和NH3气管路上均对应依次设有截止阀、质量流量计、单向阀和压力表。进一步的，控制分析系统包括流量控制单元、温度控制单元、压力控制、温度和压力报警单元、气相色谱分析仪，流量控制单元与进气系统连接，温度控制单元、压力控制、温度和压力报警单元均通过线路与预热器和反应器连接，气相色谱分析仪通过进样系统分别与尾气取样口和三通阀的进气取样口连接。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1.本技术包括进气系统、反应系统、尾气收集系统、制气系统和控制分析系统，评价脱硝催化剂活性及催化VOCs燃烧催化剂活性共用同一个预热器和同一个反应炉，以及相同的尾气处理装置，减少设备占地面积，有空压机和制氮机的接入，降低购置成本，既能满足VOCs催化燃烧催化剂评价所需一定氧气含量的空气，也能满足低温脱硝催化剂活性评价所需氮气和氧气的混合气，节省了实验成本，在方形钢制反应器内设置一个圆形微反应器，为消除外扩散的影响提供便利；2.本技术整体装置操作方便，适应性强，可以满足催化反应前后原料气及产物成分的在线监测，减少人工手动检测的误差。附图说明图1是本技术结构示意图；图2是本技术中控制系统结构示意图；图3是本技术中反应器的剖面结构示意图；上述图中：1-进气系统；101-氮气管路；102-吹扫管路；103-VOC气管路；104-第一共用管路；105-O2管路；106-第二共用管路；107-H2O气管路；108-NH3气管路；109-管道混合器；2-反应系统；201-预热器；202-反应器；202A-钢制反应器；202B-石英反应器；203-管道A；204-管道B；3-气液分离系统；301-循环水冷却罐；302-气液分离罐；303-管道C；4-制气系统；401-制气机；402-储气罐；5-控制分析系统；501-流量控制单元；502-温度控制单元；503-压力控制单元；504-温度和压力测量报警单元；6-三通阀；7-出水口；8-进水口；9-尾气取样口；10-液体出口。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。结合附图1-3，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能催化剂活性评价中试装置，包括依次连接的进气系统（1）、反应系统（2）、尾气收集系统（3），其特征是：还包括制气系统（4）和控制分析系统（5）；/n反应系统（2）包括串联的预热器（201）和反应器（202），预热器（201）和反应器（202）之间通过管道A（203）连接，在管道A（203）上设有三通阀（6）；/n尾气收集系统（3）包括串联的循环水冷却罐（301）和气液分离罐（302），循环水冷却罐（301）的进料端通过管道B（204）与反应器（202）的出料口连接，循环水冷却罐（301）和气液分离罐（302）之间通过管道C（303）连接，在循环水冷却罐（301）上设有进水口（8）、出水口（7），在气液分离罐（302）的上下端对应设有尾气取样口（9）、液体出口（10）；/n进气系统（1）包括进气管道和管道混合器（109），所述进气管道包括并联的氮气管路（101）、VOC气管路（103）、第一共用管路（104）、O

【技术特征摘要】
1.一种多功能催化剂活性评价中试装置，包括依次连接的进气系统（1）、反应系统（2）、尾气收集系统（3），其特征是：还包括制气系统（4）和控制分析系统（5）；
反应系统（2）包括串联的预热器（201）和反应器（202），预热器（201）和反应器（202）之间通过管道A（203）连接，在管道A（203）上设有三通阀（6）；
尾气收集系统（3）包括串联的循环水冷却罐（301）和气液分离罐（302），循环水冷却罐（301）的进料端通过管道B（204）与反应器（202）的出料口连接，循环水冷却罐（301）和气液分离罐（302）之间通过管道C（303）连接，在循环水冷却罐（301）上设有进水口（8）、出水口（7），在气液分离罐（302）的上下端对应设有尾气取样口（9）、液体出口（10）；
进气系统（1）包括进气管道和管道混合器（109），所述进气管道包括并联的氮气管路（101）、VOC气管路（103）、第一共用管路（104）、O2管路（105）、第二共用管路（106）、H2O气管路（107）、NH3气管路（108），氮气管路（101）、VOC气管路（103）、第一共用管路（104）、O2管路（105）、第二共用管路（106）、H2O气管路（107）的末端与管道混合器（109）进气端连接，管道混合器（109）出气端与预热器（201）连接，NH3气管路（108）的末端与管道A（203）临近反应器（202）一端连接，NH3气管路（108）、H2O气管路（107）、O2管路（105）和VOC气管路（103）的始端分别与相应的气源一一对应连接，第一共用管路（104）的始端通过三通接口与SO2和HCl气连接，第二共用管路（106）的始端通过三通接口与NO和H2S气连接，氮气管路（101）的始端与制气系统（4）连接；
制气系统（4）包括制气机（401）、储气罐（402），制气机（401）包括制氮机和空气压缩机，储气罐（402）包括氮气罐和压缩空气罐，制氮机与氮气罐串联连接，空气压缩机与压缩空气罐串联连接，氮气罐、压缩空气罐分别与氮气管路（101）的始端连接；
控制分析系统（5）通过数据线和进样系统分别与进气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王占修，裴广斌，尚兴记，
申请(专利权)人：洛阳中超新材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41