一种新型SCR催化剂测试装置
技术领域
本实用新型涉及一种新型SCR催化剂测试装置,可连续测试不同温度条件、不同NH3/NO比及不同O2含量条件下SCR催化剂的脱硝效率。
背景技术
NOx作为大气污染物之一,主要是形成酸雨、光化学烟雾、以及破坏臭氧层等,此外NOX对人体的呼吸***及神经中枢也有较严重的危害,这已经成为一个日益严重的全球性问题。因此氮氧化物的减排任务非常紧迫。
选择性催化还原反应(SCR)法是目前烟气脱硝中用得最多的,其技术是在NH3和催化剂的作用下,将NO和NO2转化成无害的N2 和H2O,SCR技术可达到很高的NOx脱硝率(85~95%),烟气NOx排放水平可降低到100-200mg/Nm3。SCR技术由于巨大的削减潜力、无反应副产物生成等优点,被认为是最彻底的NOx减排技术,其关键技术是催化剂,如何测试催化剂性能就成了一个十分重要的问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足,提供一种新型SCR催化剂测试装置,结构流程简单,操作方便,可连续测试不同温度条件、不同NH3/NO比及不同O2含量条件下SCR催化剂的脱硝效率。
本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案:包括多气瓶组,阀门,动态配气仪,SCR反应器,程序升温控制仪,吸收NH3的磷酸瓶,NOx分析仪,控制流量软件,气体回收罐。多气瓶组通过阀门与动态配气仪相连,动态配气仪一端与计算机相连,另一端与SCR反应器相连,将不同浓度烟气送至SCR反应器里的催化剂层,SCR反应器则由程序升温控制仪来控制加热温度,其后连有吸收NH3的磷酸瓶,磷酸瓶则与NOx分析仪及气体回收罐相连。
多气瓶组由NO/N2、O2/N2、NH3/N2、N2四种气瓶组成,其作用是模拟窑炉烟气成分并提供还原剂NH3,N2作为平衡气体。
动态配气仪包括4台CS200型质量流量控制器、4个阀门、不锈钢混气罐和热电偶温度显示器,4台CS200型质量流量控制器一端通过4个阀门分别与NO/N2、O2/N2、NH3/N2、N2四种气瓶相连,另一端通过4个阀门与不锈钢混气罐相连。4台质量流量控制器又与计算机相连,并通过计算机上的软件来控制其流量的大小,因此可通过流量控制软件来调节不同的NH3/N2比或不同O2含量。
SCR反应器是由立式管式炉、石英反应器、催化剂和热电偶组成,立式管式炉用来给催化剂及反应烟气进行加热,石英反应器主要是用来放置催化剂,热电偶一端***催化剂中,另一端与动态配气仪上的热电偶温度显示器相连,催化剂的温度可在动态配气仪上显示出来。立式管式炉的加热温度是由程序升温仪来控制,因此,可通过程序升温仪来设置一个程序温度,根据热电偶测出来的温度及此时NOx分析仪上的NOx浓度就能得出不同温度条件下催化剂的脱硝效率。
吸收NH3的磷酸瓶,主要用于吸收未反应完全的NH3,防止残余的NH3进入到NOx分析仪中导致腐蚀仪器。
NOx分析仪用来分析反应前后NO和NO2的浓度,并且在NOx分析仪的气体入口处加了一张过滤纸,防止灰尘等物质进入仪器中。
回收罐用来回收经过SCR脱硝反应后的剩余的气体,避免剩余的有毒气体直接排放到大气中。
工作时,打开NOx分析仪电源开关,让仪器进行预热30min;打开动态配气仪电源开关;打开计算机上的流量控制软件,将事先计算好的每种气体的流量数值输入软件相应位置;打开多气瓶组后的阀门及动态配气仪上的阀门;稳定一段时间后,记录NOx分析仪上的NOx的浓度C0;稳定一时间后,关闭动态配气仪上的所有阀门,将一定体积的催化剂装入石英反应器中;通过程序升温控制仪设置好升温程序;打开动态配气仪上的四个阀门;此时,催化反应开始进行,记录动态配气仪上热电偶温度显示器的温度及对应的NOx分析仪上的NOx浓度Ct,则温度为t时催化剂的脱硝率公式为:
Wt%=(C0 - Ct) / C0 * 100%
(C0表示没有催化剂条件下初始的NOx浓度,Ct表示反应温度为t时的NOx浓度)
因此,随着温度的变化,对应的催化剂的脱硝率同理也均能计算出来。并且通过计算机上的流量控制软件可调节NH3/N2,NO/N2 或O2/N2的流量,从而可实现在不同NH3/NO比及O2含量条件下的催化剂的脱硝率测试。
本实用新型的有益效果:
(1)可连续测试不同温度条件下SCR催化剂的脱硝率;
(2)可测试不同NH3/NO比和不同O2含量条件下催化剂的脱硝率;
(3)可通过控制流量软件方便快速地控制不同气体的流量;
(4)通过将热电偶***催化剂中可以及时精确地反应催化剂当时的反应温度;
(5)结构流程简单,操作方便。
附图说明
图1为一种新型SCR催化剂测试装置的示意图。
图中,1-1为N2气瓶,1-2为O2/N2气瓶,1-3为NO/N2气瓶,1-4为NH3/N2气瓶,2为阀门,3-1为CS200型质量流量控制器,3-2为不锈钢混气罐,3-3为热电偶温度显示器,4-1为立式管式炉,4-2为石英反应器,4-3为催化剂,4-4为热电偶,5为程序升温控制仪,6为吸收NH3的磷酸瓶,7为NOx分析仪,8为气体回收罐,9为计算机。
具体实施方案
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
本实施例提供一种新型SCR催化剂测试装置,包括多气瓶组1,阀门2,动态配气仪3,SCR反应器4,程序升温控制仪5,吸收NH3的磷酸瓶6,NOx分析仪7,气体回收罐8,计算机9。多气瓶组1通过阀门2与动态配气仪3相连,动态配气仪3一端与计算机9相连,另一端与SCR反应器4相连,将不同浓度烟气送至SCR反应器4里的催化剂4-3层,SCR反应器4则由程序升温控制仪5来控制加热温度,其后连有吸收NH3的磷酸瓶6,磷酸瓶6则与NOx分析仪7及气体回收罐8相连。
多气瓶组1由N2气瓶1-1,O2/N2气瓶1-2,NO/N2气瓶1-3,NH3/N2气瓶1-4四种气瓶组成,其作用是模拟窑炉烟气成分并提供还原剂NH3,N2作为平衡气体。
动态配气仪3包括4台CS200型质量流量控制器3-1、4个阀门2、不锈钢混气罐3-2和热电偶温度显示器3-3,4台CS200型质量流量控制器3-1一端通过4个阀门2分别与N2气瓶1-1,O2/N2气瓶1-2,NO/N2气瓶1-3,NH3/N2气瓶1-4四种气瓶相连,另一端通过4个阀门2与不锈钢混气罐3-2相连。4台质量流量控制器3-1又与计算机8相连,并通过计算机8上的软件来控制其流量的大小,因此可通过流量控制软件来调节不同的NH3/N2比或不同O2含量。
SCR反应器4是由立式管式炉4-1、石英反应器4-2、催化剂4-3和热电偶4-4组成,立式管式炉4-1用来给催化剂4-3及反应烟气进行加热,石英反应器4-2主要是用来放置催化剂4-3,热电偶4-4一端***催化剂4-3中,另一端与动态配气仪3上的热电偶温度显示器3-3相连,催化剂4-3的温度可在动态配气仪3上显示出来。立式管式炉4-1的加热温度是由程序升温仪5来控制,因此,可通过程序升温仪5来设置一个程序温度,根据热电偶4-4测出来的温度及此时NOx分析仪上7的NOx浓度就能得出不同温度条件下催化剂的脱硝效率。
吸收NH3的磷酸瓶6,主要用于吸收未反应完全的NH3,防止残余的NH3进入到NOx分析仪中导致腐蚀仪器。
NOx分析仪7用来分析反应前后NO和NO2的浓度,并且在NOx分析仪7的气体入口处加了一张过滤纸,防止灰尘等物质进入仪器中。
气体回收罐8用来回收经过SCR脱硝反应器4后的剩余的气体,避免剩余的有毒气体直接排放到大气中。
工作时,打开NOx分析仪7电源开关,让仪器进行预热30min;打开动态配气仪3电源开关;打开计算机8上的流量控制软件,将事先计算好的每种气体的流量数值输入软件相应位置;打开多气瓶组1后的阀门2及动态配气仪3上的阀门2;稳定一段时间后,记录NOx分析仪7上的NOx的浓度C0;稳定一时间后,关闭动态配气仪3上的所有阀门,将一定体积的催化剂4-3装入石英反应器4-2中;通过程序升温控制仪5设置好升温程序;打开动态配气仪3上的四个阀门2;此时,催化反应开始进行,记录动态配气仪3上热电偶温度显示器3-3的温度及对应的NOx分析仪7上的NOx浓度Ct,则温度为t时催化剂的脱硝率公式为:
Wt%=(C0 - Ct) / C0 * 100%
(C0表示没有催化剂条件下初始的NOx浓度,Ct表示反应温度为t时的NOx浓度)。
因此,随着温度的变化,对应的催化剂的脱硝率同理也均能计算出来。并且通过计算机8上的流量控制软件可调节NH3/N2,NO/N2 或O2/N2的流量,从而可实现在不同NH3/NO比及O2含量条件下的催化剂的脱硝率测试。