SCR催化剂多污染物协同脱除性能在线试验装置的试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种SCR催化剂多污染物协同脱除性能在线试验装置的试验方法，它属于环境工程领域。本发明专利技术包括配气系统、省煤器出口烟道、空预器入口烟道、蠕动泵、蒸发瓶、预混合器、预热缓冲罐、强制混合器、催化反应器和风机，所述烟气管路分别与省煤器出口烟道、强制混合器连接，强制混合器与催化反应器连接，蠕动泵和蒸发瓶连接，配气系统和蒸发瓶均与预混合器连接，预混合器和预热缓冲罐连接，预热缓冲罐和烟气管路连接，出口管路与风机连接，风机出口管路与空预器入口烟道连接。本发明专利技术还提供一种在线试验装置的试验方法。本发明专利技术结构设计合理，满足SCR脱硝低温催化剂、SCR催化剂多污染物协同脱除性能试验研究工作的需求。物协同脱除性能试验研究工作的需求。物协同脱除性能试验研究工作的需求。

【技术实现步骤摘要】
SCR催化剂多污染物协同脱除性能在线试验装置的试验方法


[0001]本专利技术涉及一种在线试验评估装置，尤其是涉及一种SCR催化剂多污染物协同脱除性能在线试验装置的试验方法，它属于环境工程领域。

技术介绍

[0002]燃煤机组全面实施超低排放后主要大气污染物(SO2、NO
x
、颗粒物)排放浓度及排放量都得到了有效控制，减排效果十分显著。但近年来受电源结构改变影响，燃煤机组深度调峰、启停调峰、长周期低负荷运行已成常态，对采用SCR脱硝工艺的燃煤机组产生较大影响。低负荷时SCR脱硝系统投运困难、氨逃逸大、NO
x
难以控制等情况十分普遍，除提高反应器入口烟气温度、控制NO
x
生成浓度外，研制适应低负荷运行工况的SCR低温催化剂迫在眉睫。
[0003]燃煤烟气中汞以颗粒态汞(Hg
p
)、氧化态汞(Hg
2+
)和单质态汞(Hg0)的形式存在，总量约在煤种总汞的90％。Hg
2+
由于其水溶性较好，其大部分可被湿法脱硫系统捕获而脱除；大部分的Hg
p
可被除尘器捕获而去除；但Hg0具有极强的挥发性和难水溶性，难以脱除，且由于其在烟气中占比较大，导致燃煤电厂现有污染物控制装置对总汞的脱除效率较低。因此，如何将Hg0转化为易脱除的Hg
2+
和Hg
p
是提高燃煤电厂现有污染物控制设备协同高效脱汞的前提和研究重点。
[0004]研究表明，SCR催化剂能够促进单质汞的氧化，使单质汞(Hg0)转化为氧化态的二价汞(Hg
2+
)，从而使更多的二价汞(Hg
2+
)能够被后续湿法脱硫装置脱除，降低排放到空气中的汞浓度。因此，研究开发具有低温脱硝活性，同时脱汞效率高的SCR催化剂将是下步研究工作的重点方向。
[0005]现有的SCR催化剂性能试验装置由于原始设计意图有其自身的结构特点，存在不能完全模拟真实烟气成分、无法评价新型催化剂性能等缺点。因此需要专利技术SCR催化剂多污染物协同脱除性能在线试验装置，以满足SCR脱硝低温催化剂、SCR催化剂多污染物协同脱除性能试验研究工作需求。用于催化剂的质量控制、已使用催化剂的寿命考评，也可用于催化剂运行条件的研究和新催化剂开发研究工作。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，满足SCR脱硝低温催化剂、SCR催化剂多污染物协同脱除性能试验研究工作需求的SCR催化剂多污染物协同脱除性能在线试验装置的试验方法。
[0007]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：该SCR催化剂多污染物协同脱除性能在线试验装置的试验方法，包括在线试验评估装置，所述在线试验评估装置包括配气系统、省煤器出口烟道、空预器入口烟道、蠕动泵、蒸发瓶、预混合器、预热缓冲罐、强制混合器、催化反应器和风机，在线试验评估装置布置在省煤器出口烟道和空预器入口烟道之间，烟气管路分别与省煤器出口烟道、强制混合器连接，强制混合器与催化反应器连接，蠕动泵和蒸发瓶连接，配气系统和蒸发瓶均与预混合器连接，预混合器和预热缓冲罐连接，预热缓冲罐
和烟气管路连接，出口管路与风机连接，风机出口管路与空预器入口烟道连接，其特征在于：具体步骤如下：
[0008](1)将所需试验的催化剂样品放入催化反应器内，打开风机，让SCR催化剂多污染物协同脱硝性能试验装置内充满基础烟气；
[0009](2)打开催化反应器的加热装置、预热缓冲罐的加热装置、蒸发瓶的加热装置、恒温水浴锅和风机，使试验装置达到设定温度；
[0010](3)当催化反应器的入口温度、出口温度均达到设定值时，设定值为320℃时，依次打开O2输入单元、NO输入单元、SO2输入单元和汞蒸发系统，启动蠕动泵将水直接注入蒸发瓶中蒸发产生水蒸气，水蒸气含量通过控制蠕动泵的水量以达到设定值；N2、O2、NO、SO2、汞、气态水在预混合器中初步混合，然后再进入预热缓冲罐，使气体混合均匀，得到混合气体；
[0011](4)混合气体在压力作用下经过强制混合器进入催化反应器，在催化反应器内反应后从催化反应器的下部排出；当温度均达到设定值时，打开进口管路烟气分析仪、进口管路汞测试仪、出口管路烟气分析仪和出口管路汞测试仪，配制烟气进入进口管路烟气分析仪、进口管路汞测试仪、出口管路烟气分析仪和出口管路汞测试仪，在线烟气分析仪测量混合气体中的O2、NO、SO2、汞、气态水的含量，并通过调节控制计量阀门来控制O2、NO、SO2、汞、气态水的含量，使各组份达到催化反应器入口的预设值；当催化反应器入口各烟气组份均达到预设值后，催化剂进入老化过程，老化过程为待系统烟气参数按要求调节稳定，持续通烟气30h后，每隔1h对催化反应器出口烟气中SO2和SO3浓度进行检测；当连续4个测试数据不存在同一种趋势且测试结果的标准偏差小于10％时，表明新催化剂的老化完成，可以进入正式测试阶段；
[0012]正式测试时按设计氨氮摩尔比通过氨气输入单元进行氨气注入，稳定并保持1h；然后每隔1.0h
‑
1.5h测定一次催化反应器的入口和催化反应器的出口的NO和单质汞的浓度；测试期间，当烟气条件发生变化时，应稳定lh后方可进行数据采集；至少测定5次；当相邻两次的测量结果相对偏差不大于10％时，可以结束试验；待催化反应器入口气体组分稳定后，同时记录入口、出口混合气体中的O2、NO、SO2、汞、气态水的含量，通过计算得出汞催化氧化率和脱硝效率；
[0013](5)试验完毕后，关闭气体输入单元，关闭催化反应器的加热装置、预热缓冲罐的加热装置、蒸发瓶的加热装置、恒温水浴锅，打开氮气承载输送单元，对管路、催化反应器、进口管路烟气分析仪、进口管路汞测试仪、出口管路烟气分析仪和出口管路汞测试仪进行吹扫，排除掉吸附在内壁上的汞蒸汽、H2O、NO、NH3、SO2腐蚀性气体。
[0014]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1)整体结构设计合理，烟气系统采用锅炉省煤器出口烟道内实际烟气作为试验用基础烟气，并采用配气系统进行烟气调质以满足不同试验需求；2)设置汞蒸发系统和水汽蒸发装置，弥补了常规催化剂综合试验装置不能进行催化剂汞催化氧化性能试验评价工作的不足，能够同时进行多污染物协同脱除性能试验研究工作，大大缩短了时间成本；3)增加了气体预混合器，使气体组分充分混合，消除了气体组分混合不均匀对试验效果的影响；4)在反应器进出口管路均设置了烟气分析系统，可实时掌握烟气组分情况，便于及时调整运行状态。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例中SCR脱硝催化剂多污染物协同脱除性能试验装置结构示意图。
[0016]图中：汞蒸发系统10，SO2输入单元11，氨气输入单元12，CO2输入单元13，O2输入单元14，氮气输入单元15，NO输入单元16，氮气承载输送单元17，蠕动泵18，蒸发瓶19，预混合器20，预热缓冲罐21，强制混合器22，进口管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SCR催化剂多污染物协同脱除性能在线试验装置的试验方法，包括在线试验评估装置，所述在线试验评估装置包括配气系统、省煤器出口烟道、空预器入口烟道、蠕动泵、蒸发瓶、预混合器、预热缓冲罐、强制混合器、催化反应器和风机，在线试验评估装置布置在省煤器出口烟道和空预器入口烟道之间，烟气管路分别与省煤器出口烟道、强制混合器连接，强制混合器与催化反应器连接，蠕动泵和蒸发瓶连接，配气系统和蒸发瓶均与预混合器连接，预混合器和预热缓冲罐连接，预热缓冲罐和烟气管路连接，出口管路与风机连接，风机出口管路与空预器入口烟道连接，其特征在于：具体步骤如下：(1)将所需试验的催化剂样品放入催化反应器内，打开风机，让SCR催化剂多污染物协同脱硝性能试验装置内充满基础烟气；(2)打开催化反应器的加热装置、预热缓冲罐的加热装置、蒸发瓶的加热装置、恒温水浴锅和风机，使试验装置达到设定温度；(3)当催化反应器的入口温度、出口温度均达到设定值时，设定值为320℃时，依次打开O2输入单元、NO输入单元、SO2输入单元和汞蒸发系统，启动蠕动泵将水直接注入蒸发瓶中蒸发产生水蒸气，水蒸气含量通过控制蠕动泵的水量以达到设定值；N2、O2、NO、SO2、汞、气态水在预混合器中初步混合，然后再进入预热缓冲罐，使气体混合均匀，得到混合气体；(4)混合气体在压力作用下经过强制混合器进入催化反应器，在催化反应器内反应后从催化反应器的下部排出；当温度均达到设定值时，打开进口管路烟气分析仪、进口管路汞测试仪、出口管路烟气分析仪和出口管路汞测试仪，配制烟气进入进...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲立涛，李超，何凤元，杜佳，王德鑫，齐晓辉，李瑶，于洪海，王飞，牛如清，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：