[发明专利]一种联合评价催化剂脱硝和脱汞性能的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于检测用于燃煤电厂脱硝脱汞系统中催化剂的脱硝活性及汞氧化活性的技术领域

背景技术

氮氧化物NOx和汞是燃煤电厂主要排放的大气污染物，氮氧化物的排放会造成酸雨，温室效应和臭氧层破坏等环境问题，严重危害人类健康和社会发展。

国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准，标准确规定：自2015年1月1日起，燃煤锅炉执行文件中表1规定的汞及其化合物污染物排放限值(不超过30μg/Nm)，我国最新颁布的火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）规定了燃煤锅炉的汞排放限制为0.03mg/m³，随着环保要求的不断提高，今后对于我国燃煤电厂的氮氧化物和汞的排放标准也将会越来越严格，目前国内大部分燃煤电厂已经逐渐并逐步完善了脱销系统的安装，并采用目前世界上主要的脱销技术，即选择性催化还原（SCR）脱硝技术，而催化剂是SCR技术的核心，基于SCR脱销技术而开发的催化剂也层出不穷，针对于我国不同煤炭品种的燃烧特质而开发的脱销催化剂也在进一步研究完善当中。

燃煤电厂烟气中的汞主要以气态单质汞（Hg⁰）等形态存在。单质汞是脱除难点，目前主要用脱汞吸附剂进行吸附去除。已有研究表明，燃煤电厂脱硝系统中的部分催化剂对单质汞具有氧化能力，能够将单质汞氧化成二价汞的化合物，这就使得在不新增加脱汞设备的情况下，利用现有脱硝装置将烟气中较难脱除的单质汞氧化进而被后续的湿法脱硫设备脱除。然而目前脱硝催化剂种类繁多、烟气组成复杂，到底何种催化剂同时兼具高效的脱硝活性以及具有较强的单质汞氧化活性还有待进一步研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有同时检测催化剂脱硝及汞氧化活性的联合评价装置。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种联合评价催化剂脱硝和脱汞性能的装置，包括管道Ⅰ～Ⅶ、预热混合器、电加热炉、三通球阀Ⅰ～Ⅲ、烟气分析仪和汞分析仪，以及具有两个进气口和一个出气口的催化反应器。

所述管道Ⅰ的进口连接NH₃气源、出口连接催化反应器的第一进气口。

所述管道Ⅱ的进口连接O₂气源、出口连接预热混合器的进气口。所述管道Ⅲ的进口连接NO气源、出口连接预热混合器的进气口。所述管道Ⅳ的进口连接N₂气源、出口连接预热混合器的进气口。所述管道Ⅴ的进口连接HCl气源、出口连接预热混合器的进气口。所述管道Ⅵ的进口连接N₂气源、出口连接装有汞渗透管的U型石英管的进气口，所述装有汞渗透管的U型石英管出气口通过管道Ⅷ与预热混合器的进气口连通。所述管道Ⅶ的进口连接SO₂气源、出口连接预热混合器的进气口。所述管道Ⅰ～Ⅶ上均安装有单向阀。

所述预热混合器的出气口通过管道与三通球阀Ⅰ的A₁口连通。所述三通球阀Ⅰ的A₂口通过管道与三通球阀Ⅱ的B₁口连通。所述三通球阀Ⅰ的A₃口通过管道与催化反应器的第二进气口连通。

所述催化反应器内填充催化剂，所述催化反应器的出气口通过管道与三通球阀Ⅲ的C₁口连通。所述三通球阀Ⅲ的C₃口通过管道连接所述汞分析仪。所述三通球阀Ⅲ的C₂口通过管道连接三通球阀Ⅱ的B₂口。所述三通球阀Ⅱ的B₃口通过管道连接所述烟气分析仪，所述三通球阀Ⅲ和三通球阀Ⅱ为T型三通球阀。

进一步地，所述装有汞渗透管的U型石英管浸入油浴中，所述催化反应器放入电加热炉中。

本发明的技术效果是毋庸置疑的，该装置可以产生不同配比的烟气，模拟出工厂的实际状况。通过更换不同种类的催化剂，选择出针对特定烟气脱硝和脱汞效果均好的催化剂。

本发明的另一个目的是公开一种基于上述装置的联合评价催化剂脱硝和脱汞性能的方法，包括以下步骤：

1)调整三通球阀Ⅰ，使得A₁口与A₂口连通、A₃口封闭，调整三通球阀Ⅱ，使得B₁口、B₂口和B₃口相互连通，调整三通球阀Ⅲ使得C₂口和C₃口连通、C₁口封闭。