一种用于检测SCR脱硝催化剂磨损性能的装置及方法

摘要

本发明公开了一种用于检测SCR脱硝催化剂磨损性能的装置及方法，包括温控设备、检测设备和智能控制反馈设备。该装置最大程度上还原了SCR脱硝催化剂在现场使用过程中所经历的状态，更好的模拟了SCR脱硝催化剂在实际应用过程中的磨损状况，有利于判断新鲜蜂窝式、平板式和波纹板式催化剂的机械性能，并对机械性能的使用寿命期限给出一个大致判断。本发明优化了检测工况，提供了温度场条件，使得检测结果更加严谨准确；并且在检测过程中使用磨损剂进料装置，使得烟尘浓度准确性提高，并用光学浓度检测装置检测从而实时调整；SCR脱硝催化剂纵置布置，使得流场状态与火电厂现场保持一致。为保证新脱硝催化剂机械性能提供了新的技术。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测SCR脱硝催化剂磨损性能的装置及方法。

背景技术

目前国内环保态势严峻，对于大型燃煤电厂、化工能源行业都提出了烟气环保达标标准。烟气脱硝是降低烟气中氮氧化物浓度的方法，是环保重要组成部分。目前，国内绝大部分烟气脱硝所采用的方法为SCR选择性催化还原法脱除烟气中的氮氧化物，其中SCR脱硝催化剂的性能很大程度上决定了脱硝性能，而脱硝催化剂的机械性能，例如磨损、抗压等在现场实际应用过程中也很大程度上决定了使用的年限。实际工况中烟气是在350~420℃高温情况下运行且催化剂布置方式为纵置形式，这很大程度改变了磨损的工况与内部流场的形式，而现有检测设备没有考虑到此情况，存在检测SCR脱硝催化剂磨损性能与实际情况不相吻合的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的检测SCR脱硝催化剂磨损性能与实际情况不相吻合的问题，而提供一种用于检测SCR脱硝催化剂磨损性能的装置及方法，该装置最大程度上还原了SCR脱硝催化剂在现场使用过程中所经历的状态，更好的模拟了SCR脱硝催化剂在实际应用过程中的磨损状况，这有利于判断新鲜蜂窝式、平板式和波纹板式催化剂的机械性能，并对机械性能的使用寿命期限给出一个大致判断。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于检测SCR脱硝催化剂磨损性能的装置，其特征是，包括温控设备、检测设备和智能控制反馈设备；

所述温控设备包括加热装置和温度检测装置；

所述检测设备包括进气泵、第一风速检测装置、磨损剂进料装置、光学浓度检测装置、第一样品室、第二样品室、第三样品室、第四样品室、磨损剂回收装置、磨损剂过滤装置、第二风速检测装置、抽气泵、磨损性能检测通道、第一管道和第二管道；

所述智能控制反馈设备包括智能控制装置和连接线；

所述进气泵与加热装置的进口连接，所述加热装置的出口通过第一管道连通至磨损性能检测通道的进口，所述磨损剂进料装置也与磨损性能检测通道的进口连接，所述第一管道上设置温度检测装置和第一风速检测装置，所述磨损性能检测通道内依次设置光学浓度检测装置、第一样品室、第二样品室、第三样品室和第四样品室，所述磨损剂回收装置与磨损性能检测通道的出口连接，所述磨损剂过滤装置也与磨损性能检测通道的出口连接，所述抽气泵通过第二管道与磨损剂过滤装置连接，所述第二管道上设置第二风速检测装置；所述进气泵、加热装置、温度检测装置、第一风速检测装置、磨损剂进料装置、光学浓度检测装置、第二风速检测装置和抽气泵分别通过连接线与智能控制装置连接。

进一步的，所述进气泵和抽气泵均配有变频装置，可以通过频率调节两个泵的出力，从而起到改变空气流速的作用。

进一步的，所述磨损剂进料装置连接有称重传感器，方便控制磨损剂的进料量。

进一步的，所述温控设备将空气通入加热装置进行预热，空气达到预热温度后经第一管道与磨损剂进料装置给出的磨损剂进行混合；所述第一管道、磨损性能检测通道和第二管道均设置有伴热保温装置。

进一步的，所述智能控制反馈设备为检测设备提供输入、输出及反馈信号，所述智能控制装置向进气泵、加热装置、磨损剂进料装置和抽气泵发出启动、停止指令，并将温度检测装置、第一风速检测装置和第二风速检测装置检测的第一管道、磨损性能检测通道和第二管道内的烟气温度和烟气流速反馈到智能控制装置。

进一步的，所述光学浓度检测装置检测气体中磨损剂浓度大小，其检测值反馈到智能控制装置，与在智能控制装置中的设定值进行比较，实时调整磨损剂进料装置释放磨损剂的量。

进一步的，所述进气泵提供一定流速的气量，并由第一风速检测装置反馈至智能控制装置实时调整；所述抽气泵的气体流速由第二风速检测装置反馈至智能控制装置实时调整。

工作方法，过程如下：首先在第一样品室、第二样品室、第三样品室、第四样品室内放置要检测的蜂窝式或平板式催化剂样品，设置四个样品室是为了模拟与火电厂SCR脱硝装置装填脱硝催化剂形式保持一致，火电厂机组设置几层催化剂，SCR脱硝催化剂磨损性能的装置内就布置几层催化剂样品；其次，通过智能控制装置设定气体温度和气体流速，启动程序控制打开加热装置和进气泵，通过温度检测装置和第一风速检测装置检测进入装置内部的气体温度与气体流速是否与在智能控制装置上设置的保持一致，如有偏差实时进行调节；待气体温度和流速稳定且准确后，通过智能控制装置设定磨损剂浓度，控制打开磨损剂进料装置，并通过光学浓度检测装置实时调节磨损剂浓度使其保持与设定值一致；此时模拟磨损阶段开始，带着磨损剂的气体充分与催化剂接触模拟现场工况条件下的磨损状态，保证空气流速在实验室磨损试验中的面速度与火电机组现场磨损的面速度一致，这样可以完全模拟催化剂在现场工作的状态；磨损剂在通过催化剂后，由于重力的作用大部分落入磨损剂回收装置，并有少量随着气体混合进入磨损剂过滤装置，通过磨损剂过滤装置将磨损剂全部过滤下来，过滤后的空气继续流入下游装置；计时若干时间后，通过智能控制装置控制关闭磨损剂进料装置，停止加热装置工作，打开抽气泵，通过第二风速检测装置检测出口气体流速，加快装置内部降温；最后通过智能控制装置控制关闭进气泵和抽气泵，取出第一样品室、第二样品室、第三样品室和第四样品室内的催化剂样品进行称量，计算磨损程度。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

首先配置有变频器的进气泵和出气泵，这样可以提供稳定的抽力，且可以实时调整出力。其次，该装置配备了温控系统，可以模拟电厂SCR脱硝区域的烟气温度，这样检测出的结果与实际结果更为相近。然后配置的磨损剂进料装置和光学浓度检测装置可以确保气体中粉尘浓度的准确性。最后，本装置提供的SCR脱硝催化剂布置方式为纵置式，与电厂布置催化剂方式完全一致，这样也确保了流场的一致性，使得检测结果更加准确合理。

本发明优化了检测工况，提供了温度场条件，使得检测结果更加严谨准确；并且在检测过程中使用磨损剂进料装置，使得烟尘浓度准确性提高，并用光学浓度检测装置检测从而实时调整；SCR脱硝催化剂纵置布置，使得流场状态与火电厂现场保持一致。为保证新脱硝催化剂机械性能提供了新的装置和方法。

附图说明

图1是本发明的装置结构示意图。

图中：进气泵1、加热装置2、温度检测装置3、第一风速检测装置4、磨损剂进料装置5、光学浓度检测装置6、第一样品室7、第二样品室8、第三样品室9、第四样品室10、智能控制装置11、磨损剂回收装置12、磨损剂过滤装置13、第二风速检测装置14、抽气泵15、连接线16、磨损性能检测通道17、第一管道18、第二管道19。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1，一种用于检测SCR脱硝催化剂磨损性能的装置，包括温控设备、检测设备和智能控制反馈设备；

温控设备包括加热装置2和温度检测装置3；

检测设备包括进气泵1、第一风速检测装置4、磨损剂进料装置5、光学浓度检测装置6、第一样品室7、第二样品室8、第三样品室9、第四样品室10、磨损剂回收装置12、磨损剂过滤装置13、第二风速检测装置14、抽气泵15、磨损性能检测通道17、第一管道18和第二管道19；

智能控制反馈设备包括智能控制装置11和连接线16；

进气泵1与加热装置2的进口连接，加热装置2的出口通过第一管道18连通至磨损性能检测通道17的进口，磨损剂进料装置5也与磨损性能检测通道17的进口连接，第一管道18上设置温度检测装置3和第一风速检测装置4，磨损性能检测通道17内依次设置光学浓度检测装置6、第一样品室7、第二样品室8、第三样品室9和第四样品室10，磨损剂回收装置12与磨损性能检测通道17的出口连接，磨损剂过滤装置13也与磨损性能检测通道17的出口连接，抽气泵15通过第二管道19与磨损剂过滤装置13连接，第二管道19上设置第二风速检测装置14；进气泵1、加热装置2、温度检测装置3、第一风速检测装置4、磨损剂进料装置5、光学浓度检测装置6、第二风速检测装置14和抽气泵15分别通过连接线16与智能控制装置11连接。

具体的，进气泵1和抽气泵15均配有变频装置，可以通过频率调节两个泵的出力，从而起到改变空气流速的作用。

具体的，磨损剂进料装置5连接有称重传感器，方便控制磨损剂的进料量。

具体的，温控设备将空气通入加热装置2进行预热，空气达到预热温度后经第一管道18与磨损剂进料装置5给出的磨损剂进行混合；第一管道18、磨损性能检测通道17和第二管道19均设置有伴热保温装置。

具体的，智能控制反馈设备为检测设备提供输入、输出及反馈信号，智能控制装置11向进气泵1、加热装置2、磨损剂进料装置5和抽气泵15发出启动、停止指令，并将温度检测装置3、第一风速检测装置4和第二风速检测装置14检测的第一管道18、磨损性能检测通道17和第二管道19内的烟气温度和烟气流速反馈到智能控制装置11。

具体的，光学浓度检测装置6检测气体中磨损剂浓度大小，其检测值反馈到智能控制装置11，与在智能控制装置11中的设定值进行比较，实时调整磨损剂进料装置5释放磨损剂的量。

具体的，进气泵1提供一定流速的气量，并由第一风速检测装置4反馈至智能控制装置11实时调整；抽气泵15的气体流速由第二风速检测装置14反馈至智能控制装置11实时调整。

工作方法：首先在第一样品室7、第二样品室8、第三样品室9、第四样品室10内放置要检测的蜂窝式或平板式催化剂样品，设置四个样品室是为了模拟与火电厂SCR脱硝装置装填脱硝催化剂形式保持一致，火电厂机组设置几层催化剂，SCR脱硝催化剂磨损性能的装置内就布置几层催化剂样品；其次，通过智能控制装置11设定气体温度和气体流速，启动程序控制打开加热装置2和进气泵1，通过温度检测装置3和第一风速检测装置4检测进入装置内部的气体温度与气体流速是否与在智能控制装置11上设置的保持一致，如有偏差实时进行调节；待气体温度和流速稳定且准确后，通过智能控制装置11设定磨损剂浓度，控制打开磨损剂进料装置5，并通过光学浓度检测装置6实时调节磨损剂浓度使其保持与设定值一致；此时模拟磨损阶段开始，带着磨损剂的气体充分与催化剂接触模拟现场工况条件下的磨损状态，保证空气流速在实验室磨损试验中的面速度与火电机组现场磨损的面速度一致，这样可以完全模拟催化剂在现场工作的状态；磨损剂在通过催化剂后，由于重力的作用大部分落入磨损剂回收装置12，并有少量随着气体混合进入磨损剂过滤装置13，通过磨损剂过滤装置13将磨损剂全部过滤下来，过滤后的空气继续流入下游装置；计时若干时间后，通过智能控制装置11控制关闭磨损剂进料装置5，停止加热装置2工作，打开抽气泵15，通过第二风速检测装置14检测出口气体流速，加快装置内部降温；最后通过智能控制装置11控制关闭进气泵1和抽气泵15，取出第一样品室7、第二样品室8、第三样品室9和第四样品室10内的催化剂样品进行称量，计算磨损程度。

本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。