[实用新型]在线模拟脱硝催化剂中毒的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种催化剂抗中毒性能评估装置，本实用新型尤其是涉及一种在线模拟脱硝催化剂中毒的实验装置。

背景技术

氮氧化物(NOx)是形成酸雨、光化学烟雾、雾霾的主要物质，对人体健康有较大的危害。火电厂燃煤、燃气锅炉是NOx 排放的主要来源。2011年发布的《火电厂大气污染排放标准》(GB13223-2011) 中，NOx排放限值由450mg/m³ 降至100mg/m³，NOx控制势在必行。针对现行标准，采用选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)是脱除锅炉尾气中氮氧化物最为常见同时也是最为有效的方法，被广泛应用于各电厂锅炉装置中。

燃料燃烧过程中会将其中的碱金属、砷、卤化氢等通过烟气的形式释放出来，从而导致催化剂中毒。目前，业内公认对于氨选择性催化还原NOx的钒钨钛催化剂体系，碱金属是最强的毒化物之一。烟气中水溶性或离子可交换性的碱金属元素（钾、钠）具有很强的流动性，它们会迁移到催化剂上中和催化剂表面的酸性活性位，从而导致催化剂活性下降。评估碱金属元素对催化剂寿命的影响是催化剂研究的一项重要工作内容。

R．T．Yang等人（Mechanism of poisoning of the V₂O₅/TiO₂ catalyst for the reduction of NO by NH₃ Journal of Catalysis 1990,125,411）等人采用湿式浸渍的方法将KNO₃或K₂CO₃作为K₂O前驱体，对钒钨钛系SCR催化剂进行碱金属中毒机理的研究。Yang的工作是具有开创性的，但是也存在不足，首先碱金属氧化物并非实际穿过SCR催化剂烟气中的主要碱金属化合物，其次烟气中的碱金属化合物先与催化剂表面接触、附着在表面、逐渐渗透到催化剂内部，这是湿式浸渍方法无法做到的。

针对Yang的工作，Moradi等人（Deactivation of Oxidation and SCR catalysts used in flue gas cleaning by exposure to aerosols of high and low melting point salts, potassium salts and zinc chloride Applied Catalysis B: Environmental 2003,46,65）将新鲜的催化剂暴露在含有KCl、K₂SO₄、K₂CO₃气溶胶颗粒（平均粒径70nm）的模拟烟气中，考察钾对SCR催化剂的影响。他们在通用的催化剂活性测试装置上侧接气溶胶发生装置。气溶胶发生装置为TSI公司的3076型原子化器，该原子化器的工作原理是基于气动喷雾原理，通过高速气流将盐溶液冲击为微小液体颗粒。

上述的3076型原子化器价格昂贵，对于一般的催化研究实验室难以进行相关的实验研究工作。上述的3076型原子化器由于采用气动喷雾原理，通常气雾流量在3升/分钟，难以在小流量实验场合使用，同时不能大范围调整气溶胶颗粒浓度。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种结构简单、能用于评估催化剂抗中毒性能的在线模拟脱硝催化剂中毒的实验装置。

按照本实用新型提供的技术方案，所述在线模拟脱硝催化剂中毒的实验装置，包括盐雾发生器与反应器，在反应器上连接有反应物输入管道；所述盐雾发生器包括盐雾发生器壳体，在盐雾发生器壳体内设有超声波雾化器，在盐雾发生器壳体上设有盐雾出口接头、盐溶液输入口接头与吹扫气入口接头，在盐雾出口接头上连接有盐雾输出管道，在盐溶液输入口接头上连接有盐溶液输入管道，在吹扫气入口接头上连接有吹扫气输入管道，盐雾输出管道侧接入所述的反应物输入管道。

在盐溶液输入管道上安装有盐溶液恒流泵。在吹扫气输入管道上安装有气体流量控制器。

本实用新型具有以下优点：

1、结构简单，所用的超声波雾化器为商品化产品，组件成本低；

2、装置气体流量范围为0.1~10升/分钟，气体流量可调范围广，可以用于小气体流量场合，优于基于气动雾化模式的装置；

3、可以通过改变盐溶液的浓度灵活控制盐气溶胶颗粒的大小；