[发明专利]一种SCR烟气脱硝催化剂性能测试方法及测试装置

说明书

技术领域

本发明属于一种催化剂性能测试方法及测试装置技术领域，尤其涉及一种烟气脱硝催化剂性能测试方法及测试装置。

背景技术

选择性催化还原(SCR)烟气脱硝催化剂广泛用于发电厂燃煤锅炉、水泥厂炉窑、垃圾焚烧炉等废气(即烟气)中氮氧化物(NOx)的脱除，脱硝催化剂包括蜂窝式、平板式及波纹式三种形式。而催化剂性能测试装置及测试方法，是关于选择性催化还原烟气脱硝催化剂的性能进行测试和评价的关键技术。

SCR脱硝技术及SCR脱硝催化剂在20世纪七十年代发源于日本并开始投入商业运用，20世纪八十年代以后先后转让到欧洲、美国等，并得到进一步发展和应用，现已成为一种成熟、可靠、解决NOx排放最佳技术。我国在SCR脱硝技术研究方面起步较晚，2006年才在消化吸收引进技术的基础上实现SCR脱硝催化剂的国产化。其中，对脱硝催化剂产品的性能评价技术也采用国外的成熟技术，即中型(bench)反应器性能测试装置及方法。

中型(bench)性能测试装置是通过模拟电厂等催化剂实际运行烟气条件，无损伤测试整个脱硝催化剂单体的性能，反应器是截面为155×155mm，长度为1300mm的管状，测试的烟气流量150～300Nm3/h，最大可实现长度为1200mm，截面为150×150mm的单体性能测试，测试温度最高达450℃，测试结果能较好的反映脱硝催化剂的性能，一直作为评价SCR脱硝系统实际运行工况下催化剂综合性能的依据。但该性能测试装置存在用气量大(150～300Nm3/h)、测量时间长(72小时以上)、试验成本高(3-5万元/次)等缺点。

发明内容

本发明公开了一种SCR烟气脱硝催化剂性能测试方法及测试装置，本发明要解决的一个问题是提供一种SCR烟气脱硝催化剂性能测试方法，本发明要解决的另一个问题是提供一种实现上述测试方法的测试装置。

本发明提供以下就是方案实现：

一种经济高效的烟气脱硝催化剂性能测试方法，包括以下步骤：

(1)将高纯氮气、压缩空气、NO、SO₂、NH₃和H₂O蒸汽混合，各成分含量与催化剂实际运行工况烟气成分含量一致；

(2)将(1)步骤混合烟气加热至催化剂实际运行工况下的烟气温度；

(3)将截面10×10mm～30×30mm，长度100～400mm的催化剂样品装入微型反应器；

(4)在下列条件下将步骤(2)加热后的模拟烟气通过步骤(3)反应器，A、烟气流量1～2Nm³/h(S.T.P.，wet)，B、通过催化剂的线速度LV大于0.85m/s(S.T.P.，wet)，C、通过催化剂的面速度AV与实际运行工况下面速度AV相同；

(5)通过微型反应器的入口和出口端分别安装的温度、压力检测装置和NO、SO₂、SO₃、NH₃取样装置分别获取数据并进行处理。

进一步所述微型反应器入口和出口端NO浓度测试数据用化学发光法测定并确定脱硝催化剂的脱硝效率。

进一步所述微型反应器入口和出口端SO₂和/或SO₃浓度测试数据用氧化还原滴定法测定并确定SO₂/SO₃转化率。

进一步所述微型反应器入口和出口端NH₃浓度测试数据用用中和滴定法测定并确定NH₃脱除率。

本发明实现上述测试方法的测试装置，包括以下几个部分：

(1)烟气混合装置，将高纯氮气、压缩空气、NO、SO₂、NH₃和H₂O蒸汽混合合成与催化剂实际运行工况烟气成分一致的模拟烟气；

(2)电热交换器，将模拟混合烟气加热至催化剂实际运行工况下的烟气温度；

(3)微型反应器，反应器为管状，直径≤Φ50mm，长度300～500mm，反应器内装截面10×10mm～30×30mm，长度100～400mm的催化剂样品，加热后的模拟烟气通过该反应器；

(4)测试装置，在微型反应器的入口和出口端分别装有温度、压力检测装置和NO、SO₂、SO₃、NH₃取样装置；

上述烟气混合装置、电热交换器、微型反应器安装在恒温加热炉内。