CN109387606A - 一种scr脱硝催化剂全尺寸性能评价系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，其特征在于，包括控制系统，与所述控制系统连接的供气系统、补水系统、SO3发生系统、NO发生系统、配气系统、加热系统、反应系统、分析系统、尾气处理系统，所述供气系统输出端连接配气系统，所述配气系统输出端连接加热系统，所述加热系统输入端连接补水系统、SO3发生系统、NO发生系统，所述加热系统输出端连接混合系统，所述反应系统第一输入端连接混合系统，所述反应系统第二输入端连接分析系统，所述反应系统输出端连接尾气处理系统。本发明的烟气工况可模拟可模拟测试催化剂在中多种低温烟气条件下的选择性和抗硫性能；本发明设有尾气处理系统，可有效处理烟气的污染气体，保护环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱硝催化剂性能评价装置，具体涉及一种SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统。
背景技术
目前传统的评价SCR脱硝催化剂的装置主要为粉末评价装置和小蜂窝评价装置(将全尺寸脱硝催化剂单元切割成3*3孔或4*4孔，长度为200～300mm的小蜂窝状)，评价出的性能无法满足真实工况的需求，因此急需一种节约能源，高效，准确并能满足不同行业实际需求的SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统。
催化剂性能评价时须考虑实际现场反应器工况条件，包括温度、流速、NOx浓度(NO和NO2)、SO2浓度、氧气浓度、空速(烟气流量与催化剂体积的比值)、反应器层数等，采用粉末评价装置对流速、空速、反应器层数等无法进行模拟；采用小蜂窝评价装置对空速、反应器层数等无法进行模拟。同时脱硝反应的进行受到外扩散和内扩散的影响，在现场脱硝反应器里，每层催化剂入口处200～300mm内，烟气为紊流状态，外扩散十分充分，可确保污染物NOx和还原剂NH3充分与催化剂接触；过了入口后端，气体主要为平流状态，外扩散效率很慢，降低了污染物NOx和还原剂NH3催化剂接触速度，而粉末评价装置和小蜂窝评价装置在反应的全程均为紊流状态，污染物NOx和还原剂NH3能够充分与催化剂接触，不受外扩散的影响，因此无法满足现场反应器工况条件。而且粉末和小蜂窝评价装置在测试时一般只通入NO、O2、NH3和N2，少部分会加入H2O和SO2，无法满足实际烟气参数，整体的评价结果偏离催化剂的实际性能，以及缺乏对催化剂的潜能、寿命、可再生性等性能评估。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，可以节约能源、高效、准确并能满足不同行业实际需求。
为解决上述技术问题，本发明提供一种SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，包括控制系统，与所述控制系统连接的供气系统、补水系统、SO3发生系统、NO发生系统、配气系统、加热系统、反应系统、分析系统、尾气处理系统，所述供气系统输出端连接配气系统，所述配气系统输出端连接加热系统，所述加热系统输入端连接补水系统、SO3发生系统、NO发生系统，所述加热系统输出端连接混合系统，所述反应系统第一输入端连接混合系统，所述反应系统第二输入端连接分析系统，所述反应系统输出端连接尾气处理系统。
进一步地，所述供气系统包括制氮系统、SO2供气系统a、NH3供气系统a、NO2供气系统；所述制氮系统包括空压机、冷干机、三级过滤器、空气储罐a、制氮机、氮气储罐和空气储罐b，所述空压机、冷干机、三级过滤器依次连接，所述三级过滤器第一输出端连接空气储罐a，所述空气储罐a、制氮机、氮气储罐依次连接，所述三级过滤器第二输出端连接空气储罐b。
进一步地，所述补水系统包括补水器a和补水器b，所述补水器a包括依次连接的水桶a、过滤器a、平流泵a、液体流量计a和汽化器a，所述补水器b包括依次连接的水桶b、过滤器b、平流泵b、液体流量计b和汽化器b；所述平流泵a的量程为0～500mL/min，平流泵b的量程为0～1500mL/min。
进一步地，所述SO3发生系统包括依次连接的SO2供气系统b、流量计a、空气系统a、流量计b、混合器a、加热器a和催化器a。
进一步地，所述NO发生系统包括NH3供气系统b、空气系统b，所述NH3供气系统b连接流量计c，所述空气系统b连接流量计d，所述流量计c、流量计d输出端分别连接混合器b，所述混合器b依次经过加热器b、催化器b与加热系统连接。
进一步地，所述配气系统包括氮气配气系统、空气配气系统、SO2配气系统、NH3配气系统、NO2配气系统，其中氮气配气系统、空气配气系统、SO2配气系统、NH3配气系统、NO2配气系统的输入端分别与氮气储罐、空气储罐b、SO2供气系统a、NH3供气系统a、NO2供气系统的输出端连接，所述氮气储罐依次经过过滤器a、流量计、单向阀a与加热器连接；所述空气储罐b依次经过过滤器b、流量计、单向阀b与加热器连接；所述SO2供气系统a依次经过SO2供气系统c、过滤器c、流量计、单向阀c与加热器连接；所述NH3供气系统a依次经过NH3供气系统c、过滤器d、流量计、单向阀d与加热器连接；所述NO2供气系统c依次经过过滤器e、流量计、单向阀e与加热器连接。
进一步地，所述反应系统包括依次连接的第一层反应器、第二层反应器、第三层反应器、第四层反应器、第五层反应器和第六层反应器，所述每层反应器之间设有电动阀，所述每层反应器设有旁路，所述反应器旁路上设有电动阀，所述反应器包括加热炉，所述加热炉内设有催化剂载舟，所述催化剂载舟前端设有烟气整流器。
进一步地，所述分析系统包括压力变送器、差压传感器、温度传感器、成分分析系统、氨表测试系统；所述压力变送器设于每层反应器前端；所述差压传感器一端连接每层反应器前端，另一端连接每层反应器后端，用于测试每层反应器反应前后的压力差；所述温度传感器设于每层反应器的前端和后端，用于测定入口烟气温度和出口烟气温度；所述成分分析系统包括移动测试车、测试口和手动取样口，所述移动测试车包括傅里叶红外分析仪、氧化锆氧传感器和高温预处理器，所述测试口设于每层反应器的前端和后端；所述手动取样口设于每层反应器的前端和后端；所述氨表测试系统包括设于混合系统和第一层反应器之间的激光氨分析仪a、设于第六层反应器和尾气处理系统之间的激光氨分析仪b；
进一步地，所述尾气处理系统包括依次连接的NH3净化器、冷凝器、氢氧化钠喷淋塔、稀硫酸喷淋塔和活性炭吸附器，所述NH3净化器内设有催化剂载舟，所述催化剂载舟内设有脱硝催化剂单元。
进一步地，所述控制系统包括电脑、控制器和信号线，所述电脑内的控制器通过信号线分别与供气系统、补水系统、SO3发生系统、NO发生系统、配气系统、加热系统、反应系统、分析系统和尾气处理系统相连。
本发明所达到的有益效果：
(1)本发明设有6层反应器串并联布局，既可检测1～6层的反应器串联工况，满足不同行业尤其是非电力行业的需求，又能降低能耗；
(2)本发明的烟气工况可模拟除传统的氮气、水、一氧化氮、二氧化硫和氨气，还可模拟二氧化氮和三氧化硫，可模拟测试催化剂在中低温烟气条件下的选择性和抗硫性能；
(3)本发明设有的混合器和烟气整流器可确保流场在反应器内得混合均匀，流场分布性能超过传统脱硝反应器内行业要求，更能合理检测脱硝催化剂的性能；
(4)本发明设有尾气处理系统，可有效处理烟气的污染气体，保护环境。
附图说明
图1为本发明的SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统结构示意图；
图2为本发明的供气系统结构示意图；
图3为本发明的补水系统结构示意图；
图4为本发明的SO3发生系统结构示意图；
图5为本发明的NO发生系统结构示意图；
图6为本发明的配气系统结构示意图；
图7为本发明的配气系统详细示意图；
图8为本发明的反应系统结构示意图；
图9为本发明的反应器结构示意图；
图10为本发明的分析系统压力变送器和差压传感器结构示意图；
图11为本发明的分析系统温度传感器结构示意图；
图12为本发明的分析系统成分分析系统结构示意图；
图13为本发明的分析系统氨表测试系统结构示意图；
图14为本发明的尾气处理系统结构示意图；
标记如下：1、供气系统；2、补水系统；3、SO3发生系统；4、NO发生系统；5、配气系统；6、加热系统；7、混合系统；8、反应系统；9、分析系统；10、尾气处理系统；11、控制系统；110、制氮系统；12、SO2供气系统a；13、NH3供气系统a；14、NO2供气系统；111、空压机；112、冷干机；113、三级过滤器；114、空气储罐a；115、制氮机；116、氮气储罐；117、空气储罐b；21、补水器a；22、补水器b；211、水桶a；212、过滤器a；213、平流泵a；214、液体流量计a；215、汽化器a；221、水桶b；222、过滤器b；223、平流泵b；224、液体流量计b；225、汽化器b；31、SO2供气系统b；32、流量计a；33、空气系统a；34、流量计b；35、混合器a；36、加热器a；37、催化器a；41、NH3供气系统b；42、、流量计c；43、空气系统b；44、流量计d；45、混合器b；46、加热器b；47、催化器b；51、氮气配气系统；52、空气配气系统；53、SO2配气系统；54、NH3配气系统；55、NO2配气系统；511、过滤器a；512、流量计e；513、流量计f；514、流量计g；515、单向阀a；521；过滤器b；522、流量计h；523、流量计i；524、流量计j；525、单向阀b；531、SO2供气系统c；532、过滤器c；533、流量计k；534、流量计l；535、单向阀c；541、NH3供气系统c；542、过滤器d；543、流量计m；544、流量计n；545、单向阀d；551、NO2供气系统c；552、过滤器e；553、流量计o；554、流量计p；555、单向阀e；811、第一层反应器；812、第二层反应器；813、第三层反应器；814、第四层反应器；815、第五层反应器；816、第六层反应器；821、电动阀a；822、电动阀b；823、电动阀c；824、电动阀d；825、电动阀e；826、电动阀f；827、电动阀g；828、电动阀h、829、电动阀i；8210、电动阀j；8211、电动阀k；8212、电动阀l；8213、电动阀m；831、加热炉；833、催化剂载舟；832、烟气整流器；91、压力变送器；92、差压传感器；93、温度传感器；94、成分分析系统；95、氨表测试系统；911、压力变送器a；912、压力变送器b；913、压力变送器c；914、压力变送器d；915、压力变送器e；916、压力变送器f；921、差压传感器a；922、差压传感器b；923、差压传感器c；924、差压传感器d；925、差压传感器e；926、差压传感器f；931、传感器a；932、传感器b；933、传感器c；934、传感器d；935、传感器e；936、传感器f；937、传感器g；938、传感器h；939、传感器i；9310、传感器j；9311、传感器k；9312、传感器l；940、移动测试车；9401、傅里叶红外分析仪6030；9402、氧化锆氧传感器；9403、高温预处理器；941、测试口a；942、测试口b；943、测试口c；944、测试口d；945、测试口e；946、测试口f；947、测试口g；948、测试口h；949、测试口i；9410、测试口j；9411、测试口k；9412、测试口l；9413、取样口a；9414、取样口b；9415、取样口c；9416、取样口d；9417、取样口e；9418、取样口f；9419、取样口g；9420、取样口h；9421、取样口i；9422、取样口j；9423、取样口k；9424、取样口l；951、激光氨分析仪a；952、激光氨分析仪b；101、NH3净化器；102、冷凝器；103、氢氧化钠喷淋塔；104、稀硫酸喷淋塔；105、活性炭吸附器；1011催化剂载舟；1012、脱硝催化剂单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1～14所示，一种SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，包括控制系统11，与所述控制系统11连接的供气系统1、补水系统2、SO3发生系统3、NO发生系统4、配气系统5、加热系统6、反应系统8、分析系统9、尾气处理系统10，所述供气系统1输出端连接配气系统5，所述配气系统5输出端连接加热系统6，所述加热系统6输入端连接补水系统2、SO3发生系统3、NO发生系统4，所述加热系统6输出端连接混合系统7，所述反应系统8第一输入端连接混合系统7，所述反应系统8第二输入端连接分析系统9，所述反应系统8输出端连接尾气处理系统10。
本发明的烟气工况可模拟除传统的氮气、水、一氧化氮、二氧化硫和氨气，还可模拟二氧化氮和三氧化硫，可模拟测试催化剂在中低温烟气条件下的选择性和抗硫性能；本发明设有尾气处理系统，可有效处理烟气的污染气体，保护环境。
实施例
如图1～14所示，一种SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，包括控制系统11，与所述控制系统11连接的供气系统1、补水系统2、SO3发生系统3、NO发生系统4、配气系统5、加热系统6、反应系统8、分析系统9、尾气处理系统10，所述供气系统1输出端连接配气系统5，所述配气系统5输出端连接加热系统6，所述加热系统6输入端连接补水系统2、SO3发生系统3、NO发生系统4，所述加热系统6输出端连接混合系统7，所述反应系统8第一输入端连接混合系统7，所述反应系统8第二输入端连接分析系统9，所述反应系统8输出端连接尾气处理系统10。
供气系统1包括制氮系统110、SO2供气系统a12、NH3供气系统a13、NO2供气系统14；制氮系统110包括空压机111、冷干机112、三级过滤器113、空气储罐a114、制氮机115、氮气储罐116和空气储罐b117，空压机111、冷干机112、三级过滤器113依次连接，三级过滤器113第一输出端连接空气储罐a114，空气储罐a114、制氮机115、氮气储罐116依次连接，所述三级过滤器113第二输出端连接空气储罐b117。空气经空压机111压缩后，进入冷干机112，温度降低后的压缩空气经过三级过滤器113，除掉空气中的液态水、粉尘以及油污，然后一部分空气经三级过滤器113第一输出端进入空气储罐a114中，再进入制氮机115，除去空气中的氧气，剩余的氮气进入氮气储罐116，氮气纯度为99.9％，产生的氮气量为400m3/h。同时，经三级过滤器113过滤后的另一部分空气经三级过滤器113第二输出端进入空气储罐b117保存。
补水系统2包括补水器a21和补水器b22，所述补水器a21包括依次连接的水桶a211、过滤器a212、平流泵a213、液体流量计a214和汽化器a215，所述补水器b22包括依次连接的水桶b221、过滤器b222、平流泵b223、液体流量计b224和汽化器b225，平流泵a213的量程为0～500mL/min，平流泵b223的量程为0～1500mL/min；补水系统2采用两组补水器，补水器a21为较小的补水器，补水器b22为较大的补水器。传统的电力行业含水率约8～10％，焦炭行业为3～5％，垃圾焚烧行业为10～20％，铝行业为10～30％，不同行业含水率差异较大，国标GB/T 31587-2015《蜂窝式烟气脱硝催化剂》对水含量波动范围的要求为±10％，波动范围相对较大，采用一大一小两组补水器，可以满足不同行业的需要，同时可有效降低水含量波动范围。当催化剂使用在焦炭行业时，可以使用补水器a，可以保证汽化充分的同时确保气态水平稳，大大降低波动范围。当催化剂使用在垃圾焚烧或铝行业时，含水率较大，可使用补水器b。
SO3发生系统3包括依次连接的SO2供气系统b31、流量计a32、空气系统a33、流量计b34、混合器a35、加热器a36和催化器a37。一般燃煤电厂、垃圾焚烧、水泥、玻璃和陶瓷等行业烟气里含有SO3，在烟气温度310～420℃时，对催化剂无影响，因此检测时不需考虑其对催化剂性能的影响。但是在中低温下小于270℃时，SO3对催化剂性能影响较大，容易在催化剂孔道内与NH3生成硫铵，堵塞催化剂的活性位，从而导致催化剂性能降低，具体影响程度与温度、喷氨量、SO3的浓度、烟气流速等多种因素有关，因此本发明设有了SO3发生系统，来模拟不同行业的实际工况(SO3含量)对催化剂性能的影响，弥补现有相关国家标准或企业标准的缺陷。加热器a控制温度控制在300～500℃内，催化剂a内含有V2O5催化剂，在氧气的协助下可将SO2氧化为SO3。SO3的浓度可通过SO2流量、空气流量和温度等条件进行调节，方便快捷，精确度高。
NO发生系统4包括NH3供气系统b41、空气系统b43，所述NH3供气系统b41连接流量计c42，所述空气系统b43连接流量计d44，所述流量计c42、流量计d44输出端分别连接混合器b45，所述混合器b45依次经过加热器b46、催化器b47与加热系统6连接。催化器b47内含有贵金属催化剂，在一定的温度下(400～600℃)可将NH3氧化成NO，传统的气源直接采用钢瓶供气，成本很高，采用NO发生系统可以降低成本。
配气系统5包括氮气配气系统51、空气配气系统52、SO2配气系统53、NH3配气系统54、NO2配气系统55，氮气配气系统51、空气配气系统52、SO2配气系统53、NH3配气系统54、NO2配气系统55的输入端分别与氮气储罐116、空气储罐b117、SO2供气系统a12、NH3供气系统a13、NO2供气系统14的输出端连接。氮气储罐116依次经过过滤器a511、流量计、单向阀a515与加热器6连接。氮气配气系统51的流量计为流量计e512、流量计f513、流量计g514并联使用，根据实际的流量需要选用不同的流量计使用范围。空气储罐b117依次经过过滤器b521、流量计和单向阀b525与加热器6连接。空气配气系统52的流量计为流量计h522、流量计i523、流量计j524并联使用。SO2供气系统a12依次经过SO2供气系统c531、过滤器c532、流量计、单向阀c535与加热器6连接。SO2配气系统53的流量计为流量计k533、流量计l534并联使用。NH3供气系统a13依次经过NH3供气系统c541、过滤器d542、流量计和单向阀d545与加热器6连接。NH3配气系统的流量计为流量计m543、流量计n544并联使用。NO2供气系统14依次经过NO2供气系统c551、过滤器e552、流量计和单向阀e555与加热器6连接。NO2配气系统的流量计为流量计o553、流量计p554并联使用。
由于流量计在全量程范围内并不能全部控制精准，部分型号的使用范围在总量程的5％～95％，还有些使用范围在总量程的20％～80％，实际使用时有范围限制，因此本方案对氮气和空气的控制采用大、中、小三个流量计。氮气流量计e512、流量计f513、流量计g514量程分别为7000L/min、1600L/min、200L/min；空气流量计h522、流量计i523、流量计j524量程分别为7000L/min、1400L/min、160L/min。同时采用此方案能够满足不同行业烟气O2浓度的差异。
SO2流量计k533、流量计l534量程分别为22L/min、3L/min；NH3流量计m543、流量计n544量程分别为17L/min、2L/min；NO2流量计o553、流量计p554量程分别为0.5L/min、0.05L/min。SO2、NH3和NO2均采用一大一小两组配置，以满足不同行业的特点，确保模拟烟气组分控制得准确性。
反应系统8包括依次连接的第一层反应器811、第二层反应器812、第三层反应器813、第四层反应器814、第五层反应器815和第六层反应器816，每层反应器之间设有电动阀，每层反应器设有旁路，反应器旁路上设有电动阀，其中第一层反应器旁路设有电动阀a821和电动阀b822、第二层反应器旁路设有电动阀c823和电动阀d824、第三层反应器旁路设有电动阀e825和电动阀f826、第四层反应器旁路设有电动阀g827和电动阀h828、第五层反应器旁路设有电动阀i829和电动阀j8210、第六层反应器旁路设有电动阀k8211、电动阀l8212和电动阀m8213，反应器包括加热炉831，加热炉831内设有催化剂载舟833，所述催化剂载舟833前端设有烟气整流器832。
水泥行业催化剂项目一般采用5或6层布置，玻璃行业一般采用4或5层布置，燃煤锅炉一般采用1、2或者3层布置，垃圾发电一般采用2、3或者4层布置。本方案可以满足不同行业的实际需求，同时可以降低成本和能耗。
当检测的催化剂项目为6层布置时，关闭电动阀b、d、f、h、j、l和m，打开a、c、e、g、i和k，模拟烟气依次进入第一层反应器、第二层反应器、第三层反应器、第四层反应器、第五层反应器和第六层反应器，可以直接检测6层催化剂的硫转化率、脱硝效率(包括氨逃逸)。然后电磁阀a、d和m处于打开状态，其余处于关闭状态，可以测第一层催化剂的硫转化率和活性；电磁阀a、c、f和m处于打开状态，其余处于关闭状态，可以测第二层催化剂的硫转化率和活性；以此类推，可直接测试每层催化剂的硫转化率和活性，无需关闭整套系统，等温度降至室温后再一层一层单独检测，可以将6层进行对比，研究每层催化剂的实际性能和失活速率，为催化剂项目的实际应用提供对比数据。
当检测的催化剂项目为5层布置时，打开电动阀a、c、e、g、i、l和m，关闭电动阀b、d、f、h、j和k，模拟烟气依次进入第一层反应器、第二层反应器、第三层反应器、第四层反应器和第五层反应器，然后从第六层反应器的旁路排出，可以直接得到5层催化剂的硫转化率、脱硝效率(包括氨逃逸)。然后电磁阀a、d和m处于打开状态，其余处于关闭状态，可以测第一层催化剂的硫转化率和活性；电磁阀a、c、f和m处于打开状态，其余处于关闭状态，可以测第二层催化剂的硫转化率和活性，以此类推。
当检测的催化剂项目为2层布置时，打开电动阀a、c、f和m，关闭其余电动阀，模拟烟气依次进入第一层反应器、第二层反应器，然后从第三层反应器、第四层反应器、第五层反应器和第六层反应器的旁路排出。当检测的催化剂项目为1层布置时，打开电动阀a、d和m，关闭其余电动阀，模拟烟气进入第一层反应器，然后从第二层反应器、第三层反应器、第四层反应器、第五层反应器和第六层反应器的旁路排出，直接检测第一层催化剂的硫转化率、脱硝效率(包括氨逃逸)和活性。以此类推，采用此方案，可以节省能耗和降低检测周期。
分析系统9包括压力变送器91、差压传感器92、温度传感器93、成分分析系统94、氨表测试系统95。
压力变送器91设于每层反应器前端，压力变送器91包括第一层反应器前端的压力变送器a911、第二层反应器前端的压力变送器b912、第三层反应器前端的压力变送器c913、第四层反应器前端的压力变送器d914、第五层反应器前端的压力变送器e915和第六层反应器前端的压力变送器f916。可以测得每层催化剂入口处的实际压力，一方面可以间接的确定系统管路是否有漏气现象，另一方面通过实际压力来换算出烟气在催化剂孔道内的实际流速。
差压传感器92一端连接每层反应器前端，另一端连接每层反应器后端，用于测试每层反应器反应前后的压力差。差压传感器包括连接第一层反应器前后端的差压传感器a921、第二层反应器前后端的差压传感器b922、第三层反应器前后端的差压传感器c923、第四层反应器前后端的差压传感器d924、第五层反应器前后端的差压传感器e925和第六层反应器前后端的差压传感器f926，可以实时测得每层催化剂的压力损失(压降)。
温度传感器93设于每层反应器的前端和后端，用于测定入口烟气温度和出口烟气温度。温度传感器包括测试第一层反应器入口烟气温度的传感器a931以及出口烟气温度的传感器b932、测试第二层反应器入口烟气温度的传感器c933以及出口烟气温度的传感器d934、测试第三层反应器入口烟气温度的传感器e935以及出口烟气温度的传感器f936、测试第四层反应器入口烟气温度的传感器937g以及出口烟气温度的传感器h938、测试第五层反应器入口烟气温度的传感器i9310以及出口烟气温度的传感器j9311和测试第六层反应器入口烟气温度的传感器k9312以及出口烟气温度的传感器l9313，温度传感器探头深入烟气管路中，位于管路内径的中心，可以实际获得烟气的温度，实时反馈给控制系统，通过PLC来调节加热器的输入功率，确保温度控制在合理范围内，精度控制在±2℃，优于国家标准。
成分分析系统94包括移动测试车940、测试口和手动取样口，所述移动测试车940包括傅里叶红外分析仪9401、氧化锆氧传感器9402和高温预处理器9403，烟气由测试口进入高温预处理器，可除掉烟气中的粒径最低为0.01um粉尘，同时确保温度不变，不发生冷凝等现象，然后烟气在进入氧化锆氧传感器分析氧气浓度，然后在进入傅里叶红外分析仪。测试口设于每层反应器的前端和后端，手动取样口设于每层反应器的前端和后端。测试口包括第一层反应器前端的测试口a941和后端的测试口b942、第二层反应器前端的测试口c943和后端的测试口d944、第三层反应器前端的测试口e945和后端的测试口f946、第四层反应器前端的测试口g947和后端的测试口h948、第五层反应器前端的测试口i949和后端的测试口j9410、第六层反应器前端的测试口k9411和后端的测试口l9412。当催化剂项目为6层时，移动测试车连至测试口a941，待数据稳定后，在将移动测试车连至测试口l9412，即可得到相关数据；当催化剂项目为5层时，移动测试车连至测试口a941，待数据稳定后，在将移动测试车连至测试口j9410，即可得到相关数据；当催化剂项目为1层时，移动测试车连至测试口a941，待数据稳定后，在将移动测试车连至测试口b942，即可得到相关数据。依次类推，可以满足不同催化剂项目的需求和不同行业、锅炉的工况，方便快捷。手动取样口包括第一层反应器前端的取样口a9413和后端的取样口b9414、第二层反应器前端的取样口c9415和后端的取样口d9416、第三层反应器前端的取样口e9417和后端的取样口f9418、第四层反应器前端的取样口g9419和后端的取样口h9420、第五层反应器前端的取样口i9421和后端的取样口j9422、第六层反应器前端的取样口k9423和后端的取样口l9424。手动取样口可人工收集SO2、SO3、NH3等气体，即可与自动分析仪器(傅里叶红外分析仪6030、激光氨分析仪)进行对比，也可作为最终的数据。氨表测试系统包括设于混合系统7和第一层反应器811之间的激光氨分析仪a951、设于第六层反应器816和尾气处理系统10之间的激光氨分析仪b952。采用两套激光氨分析仪，可以实时检测入口高浓度NH3浓度，可以实时检测出口低浓度NH3浓度。
尾气处理系统10包括依次连接的NH3净化器101、冷凝器102、氢氧化钠喷淋塔103、稀硫酸喷淋塔104和活性炭吸附器105，NH3净化器101内设有催化剂载舟1011，所述催化剂载舟1011内设有脱硝催化剂单元1012。尾气处理系统10可最大限度的除掉SOx、NOx和NH3，降低对环境的污染。
控制系统包括电脑、控制器和信号线，电脑内的控制器通过信号线分别与供气系统1、补水系统2、SO3发生系统3、NO发生系统4、配气系统5、加热系统6、反应系统8、分析系统9和尾气处理系统10相连。
本发明设有6层反应器串并联布局，既可检测1～6层的反应器串联工况，满足不同行业尤其是非电力行业的需求，又能降低能耗；本发明的烟气工况可模拟除传统的氮气、水、一氧化氮、二氧化硫和氨气，还可模拟二氧化氮和三氧化硫，可模拟测试催化剂在中低温烟气条件下的选择性和抗硫性能；本发明设有的混合器和烟气整流器可确保流场在反应器内得混合均匀，流场分布性能超过传统脱硝反应器内行业要求，更能合理检测脱硝催化剂的性能；本发明设有尾气处理系统，可有效处理烟气的污染气体，保护环境。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，其特征在于，包括控制系统，与所述控制系统连接的供气系统、补水系统、SO3发生系统、NO发生系统、配气系统、加热系统、反应系统、分析系统、尾气处理系统，所述供气系统输出端连接配气系统，所述配气系统输出端连接加热系统，所述加热系统输入端连接补水系统、SO3发生系统、NO发生系统，所述加热系统输出端连接混合系统，所述反应系统第一输入端连接混合系统，所述反应系统第二输入端连接分析系统，所述反应系统输出端连接尾气处理系统。
2.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，其特征在于，所述供气系统包括制氮系统、SO2供气系统a、NH3供气系统a、NO2供气系统；所述制氮系统包括空压机、冷干机、三级过滤器、空气储罐a、制氮机、氮气储罐和空气储罐b，所述空压机、冷干机、三级过滤器依次连接，所述三级过滤器第一输出端连接空气储罐a，所述空气储罐a、制氮机、氮气储罐依次连接，所述三级过滤器第二输出端连接空气储罐b。
3.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，其特征在于，所述补水系统包括补水器a和补水器b，所述补水器a包括依次连接的水桶a、过滤器a、平流泵a、液体流量计a和汽化器a，所述补水器b包括依次连接的水桶b、过滤器b、平流泵b、液体流量计b和汽化器b；所述平流泵a的量程为0～500mL/min，平流泵b的量程为0～1500mL/min。
4.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，其特征在于，所述SO3发生系统包括依次连接的SO2供气系统b、流量计a、空气系统a、流量计b、混合器a、加热器a和催化器a。
5.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，其特征在于，所述NO发生系统包括NH3供气系统b、空气系统b，所述NH3供气系统b连接流量计c，所述空气系统b连接流量计d，所述流量计c、流量计d输出端分别连接混合器b，所述混合器b依次经过加热器b、催化器b与加热系统连接。
6.根据权利要求1或2所述的SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，其特征在于，所述配气系统包括氮气配气系统、空气配气系统、SO2配气系统、NH3配气系统、NO2配气系统，其中氮气配气系统、空气配气系统、SO2配气系统、NH3配气系统、NO2配气系统的输入端分别与氮气储罐、空气储罐b、SO2供气系统a、NH3供气系统a、NO2供气系统的输出端连接，所述氮气储罐依次经过过滤器a、流量计、单向阀a与加热器连接；所述空气储罐b依次经过过滤器b、流量计、单向阀b与加热器连接；所述SO2供气系统a依次经过SO2供气系统c、过滤器c、流量计、单向阀c与加热器连接；所述NH3供气系统a依次经过NH3供气系统c、过滤器d、流量计、单向阀d与加热器连接；所述NO2供气系统c依次经过过滤器e、流量计、单向阀e与加热器连接。
7.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，其特征在于，所述反应系统包括依次连接的第一层反应器、第二层反应器、第三层反应器、第四层反应器、第五层反应器和第六层反应器，所述每层反应器之间设有电动阀，所述每层反应器设有旁路，所述反应器旁路上设有电动阀，所述反应器包括加热炉，所述加热炉内设有催化剂载舟，所述催化剂载舟前端设有烟气整流器。
8.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，其特征在于，所述分析系统包括压力变送器、差压传感器、温度传感器、成分分析系统、氨表测试系统；所述压力变送器设于每层反应器前端；所述差压传感器一端连接每层反应器前端，另一端连接每层反应器后端，用于测试每层反应器反应前后的压力差；所述温度传感器设于每层反应器的前端和后端，用于测定入口烟气温度和出口烟气温度；所述成分分析系统包括移动测试车、测试口和手动取样口，所述移动测试车包括傅里叶红外分析仪、氧化锆氧传感器和高温预处理器，所述测试口设于每层反应器的前端和后端；所述手动取样口设于每层反应器的前端和后端；所述氨表测试系统包括设于混合系统和第一层反应器之间的激光氨分析仪a、设于第六层反应器和尾气处理系统之间的激光氨分析仪b。
9.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，其特征在于，所述尾气处理系统包括依次连接的NH3净化器、冷凝器、氢氧化钠喷淋塔、稀硫酸喷淋塔和活性炭吸附器，所述NH3净化器内设有催化剂载舟，所述催化剂载舟内设有脱硝催化剂单元。
10.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂全尺寸性能评价系统，其特征在于，所述控制系统包括电脑、控制器和信号线，所述电脑内的控制器通过信号线分别与供气系统、补水系统、SO3发生系统、NO发生系统、配气系统、加热系统、反应系统、分析系统和尾气处理系统相连。
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