本发明专利技术公开了一种催化反应装置、烟气CO催化氧化剂性能评价系统及方法，属于催化剂性能试验及检测技术领域。本发明专利技术通过设计可便捷快速切换卧式和立式的催化反应装置，结合配气系统、检测系统联动，反馈至主控电脑形成反馈控制，配合固定式危险气体检测器可形成报警控制，可解决现有的CO催化氧化性能装置在试验时操作繁琐，功能单一以及安全性较差等问题，且本发明专利技术配置有主控电脑和显示器，可完成对实验过程数据的记录、实时显示和数字化处理工作，提高工作效率。采用本发明专利技术可以探究不同温度、不同浓度、不同反应空速、不同杂质成分浓度下的CO催化氧化剂反应效率，可为催化氧化的设计与开发和现场使用提供方向。与开发和现场使用提供方向。与开发和现场使用提供方向。
【技术实现步骤摘要】
一种催化反应装置、烟气CO催化氧化剂性能评价系统及方法
[0001]本专利技术属于环保
，更具体地说，涉及一种催化反应装置、烟气CO催化氧化剂性能评价系统及方法。
技术介绍
[0002]烧结工序是钢铁行业烟气污染物的排放大头，随钢铁企业超低排放的实施，烧结烟气污染物治理已经得到了大幅度的改善。未来对烧结烟气中其他污染物的排放限值也会逐步出台。烧结烟气中含有较高含量的CO，根据现有的研究表明，CO会对人类造成严重危害，与空气中的其他成分反应，形成光化学烟雾污染，破坏臭氧。据河南某市统计结果显示，全市CO的排放量最大贡献源头为钢铁企业，占全市的90％以上，而烧结工序的CO排放量占比最大，达到36.06％。统计数据显示，烧结烟气中CO的排放浓度基本在8000ppm以上，虽暂时不在超低排放治理指标范围内，但随着社会的发展趋势，下一步势必会开展烧结烟气CO的治理。
[0003]现阶段，对烟气中CO的无害化处理路径主要有化学溶液吸收法、物理吸附法、催化氧化法等多种方式，结合烧结烟气特性采用催化氧化法具有较好的应用前景，催化氧化法的核心技术是CO催化氧化催化剂，现阶段高性能烟气CO催化氧化剂的设计、开发还处于初级阶段，需要大量的实验室探究和验证试验。
[0004]而现有的CO催化氧化催化剂的实验装置在一定程度上存在功能单一(一套装置无法同时模拟立式和卧式等不同布置方式的模拟结果)、操作复杂(不具备集成自动化控制功能)、无法实时反馈实验数据(前后分开检测，检测数据不在线连接到控制系统)等缺点。
[0005]经检索，关于CO催化氧化催化剂的实验装置的专利已有相关公开，如中国专利授权号为CN216082636U的技术专利公开了一种用于催化剂性能评价的装置，该装置包含气体发生单元、配气单元、水汽发生单元、反应单元、测试单元、尾气净化单元、气体泄漏报警单元。该装置中所需设备少，组装及使用流程简单，应用范围广，适用于催化剂性能的评价，尤其是CO氧化催化剂性能的评价，还可实现粉体催化剂或整体式的活性评价、抗硫抗水性能评价、使用寿命评价、反应热变化观测，以及其他气态、固态或液态组分对催化剂效果影响的评价。
[0006]又如，申请号为202110725777.4的专利技术专利公开了一种沸石转轮吸附浓缩脱附CO催化氧化系统及其工艺，其包括两条相同的废气处理线，所述废气处理线包括与喷漆房相连通的带有电动蝶阀的废气导通管，所述废气导通管的端部固定设有前处理过滤器，所述前处理过滤器通过废气导通管与主工艺风机相连接，所述主工艺风机通过废气导通管与沸石转轮相连接，所述沸石转轮的脱附出气口通过废气导通管与CO风机相连接，所述CO风机通过废气导通管与阻火器相连接，所述阻火器通过废气导通管与CO炉相连接，所述CO炉通过连通管与脱附换热器相连接，所述脱附换热器上通过连通管与沸石转轮的脱附进气口相连通。
[0007]再如，中国专利授权号为CN212109528U的技术专利授权了一种催化氧化燃煤
烟气中CO的管式炉试验系统，其包括配气系统，抽真空系统，温控装置和冷却系统，以及立式结构的炉体，设置在炉体内的炉膛保温层，设置在炉膛内的反应管；炉膛保温层呈多层设置，相邻两层之间设置有用于冷却介质循环的冷却通路；温控装置的测温端和加热端均设置在炉膛内；冷却系统用于冷却介质的循环降温，输出端连接冷却通路的输入端，输入端连接冷却通路的输出端；反应管内设置有支撑层，输入端连接并联的配气系统和抽真空系统，输出端连接分析吸收系统。
[0008]经检索发现目前用于CO催化氧化催化剂性能试验的装置及方法虽有不少，但其基本功能比较单一，大部分试验装置不具备集成自动化控制的功能，且实验室试验装置的操作较为繁琐，各试验参数的控制都需要人工调控。
技术实现思路
[0009]1.要解决的问题
[0010]本专利技术的主要目的是为了解决目前烟气CO催化氧化催化剂实验室试验装置操作繁琐，功能单一、人工操作控制精度差以及不具备集成化控制的问题，提供了一种催化反应装置、烟气CO催化氧化剂性能评价系统及方法。采用本专利技术的技术方案可以可便捷快速切换卧式和立式的催化剂反应装置，结合配气系统、烟气成分检测系统联动，反馈至主控电脑形成反馈控制，配合固定式危险气体检测器可形成报警控制，可有效解决上述问题。
[0011]2.技术方案
[0012]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0013]其一，本专利技术提供了一种催化反应装置，包括支撑底座、支撑臂和管式电加热炉，所述管式电加热炉可旋转安装于支撑臂上，通过可旋转式的设计，可快速切换催化反应装置的分布状态(如立式或卧式)，以满足催化反应装置在多场景下的布设需求。
[0014]所述管式电加热炉内部设有反应管，反应管一端设有顶盖，反应管另一端设有底盖，顶盖及底盖均分别可拆卸安装于管式电加热炉壳体两端。所述顶盖、底盖上均贯穿安装有延伸管，所述延伸管一端伸出顶盖或底盖外部，其另一端与反应管连通。所述支撑底座、支撑臂、延伸管均采用不锈钢制成，且在支撑底座下设有配重，用于保持催化反应装置的稳定性。
[0015]作为本专利技术的进一步优选，本专利技术的催化反应装置还包括防漏网和密封圈，所述防漏网对称设于反应管内腔端部，起到防止反应管内催化剂物料漏出的作用，尤其是当的催化反应装置处于立式状态时，从而充分保证了反应稳定进行。更进一步的，所述反应管固定在管式电加热炉的内部，且反应管内设卡槽，用于固定防漏网，且防漏网采用耐温耐腐蚀材料制成(如不锈钢)。所述密封圈包括密封胶圈和密封垫圈，所述密封胶圈设于顶盖靠近反应管的一侧，所述密封垫圈设于底盖靠近反应管的一侧，充分保证了反应管两端部的密封性。
[0016]作为本专利技术的进一步优选，催化反应装置还包括限位旋转轴承，所述管式电加热炉外壳上焊接有限位旋转轴承，该限位旋转轴承安装在支撑臂上，通过转动管式加热炉即可实现催化反应装置由卧式布置转化为立式布置。相对于传统的立式或卧式装置而言，使用更小的成本实现两种不同布置方式的切换，可满足一套反应装置集成两种不同布置方式下CO催化剂性能试验需求，并且切换过程简单。
[0017]作为本专利技术的进一步优选，所述顶盖及底盖均向外延伸设有螺栓孔耳，对应的管式加热炉壳体上设有固定螺孔，顶盖及底盖的螺栓耳孔均通过螺杆与管式电加热炉壳体安装相连。
[0018]其二，本专利技术提供了一种烟气CO催化氧化剂性能评价系统，试验时采用上述的催化反应装置进行反应，且该催化氧化剂性能评价系统还包括反应气配置系统、烟气成分检测系统和反应参数集成控制系统。其中：
[0019]反应气配置系统，用于控制待反应烟气的组分；
[0020]烟气成分检测系统，用于检测催化氧化反应前后烟气成分的变化；
[0021]催化氧化反应系统(也即上述催化反应装置)，在其内部填充催化剂，作为催化氧化过程的反应容器；
[0022]反应参数集成控制系统，用于控制、显示、记录和处理反应过程的反应参数。
[0023]所述反应气配置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种催化反应装置，其特征在于：包括支撑底座(81)、支撑臂(82)和管式电加热炉(813)，所述管式电加热炉(813)可旋转安装于支撑臂(82)上，所述管式电加热炉(813)内部设有反应管(812)，反应管(812)一端设有顶盖(86)，其另一端设有底盖(810)，顶盖(86)及底盖(810)均分别可拆卸安装于管式电加热炉(813)壳体两端；所述顶盖(86)、底盖(810)均贯穿安装有延伸管(85)，所述延伸管(85)一端伸出顶盖(86)或底盖(810)外部，其另一端与反应管(812)连通。2.根据权利要求1所述的一种催化反应装置，其特征在于：还包括防漏网(89)和密封圈，所述防漏网(89)对称设于反应管(812)内腔端部，所述密封圈包括密封胶圈(84)和密封垫圈(811)，所述密封胶圈(84)设于顶盖(86)靠近反应管(812)的一侧，所述密封垫圈(811)设于底盖(810)靠近反应管(812)的一侧。3.根据权利要求1所述的一种催化反应装置，其特征在于：还包括限位旋转轴承(814)，所述管式电加热炉(813)通过限位旋转轴承(814)安装于支撑臂(82)上。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的一种催化反应装置，其特征在于：所述顶盖(86)及底盖(810)均向外延伸设有螺栓孔耳(83)，顶盖(86)及底盖(810)均通过螺栓孔耳(83)、螺杆(87)与管式电加热炉(813)壳体安装相连。5.根据权利要求2所述的一种催化反应装置，其特征在于：所述延伸管(85)与防漏网(89)均采用耐温耐腐蚀材料制成。6.一种烟气CO催化氧化剂性能评价系统，其特征在于：包括如权利要求1
‑
5中任一项所述的催化反应装置(8)，还包括反应气配置系统、烟气成分检测系统和反应参数集成控制系统，所述反应气配置系统通过烟气管道(11)与催化反应装置(8)一端相连，催化反应装置(8)另一端通过烟气管道(11)与放散气出口(14)连接，两段烟气管道(11)上均设有烟气成分取样口(5)，每个烟气成分取样口(5)单独通过取样气管道(12)与烟气成分检测系统相连，且反应气配置系统、催化反应装置(8)及烟气成分检测系统均与反应参数集成控制系统电连接。7.根据权利要求6所述的一种烟气CO催化氧化剂性能评价系统，其特征在于：所述反应气配置系统包括反应及杂质气瓶(1)、鼓泡器(2)、电控质量流量计(3)、气体混匀器(4)和管道，所述反应及杂质气瓶(1)通过管道和气体混匀器(4)相连，且该管道上设有电控质量流量计(3)，所述气体混匀器(4)通过烟气管道(11)和催化...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹欣川洲，刘自民，唐嘉瑞，程峰，樊明宇，桂满城，郁雷，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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