一种脱硝催化剂检测过程余热利用系统的制作方法

1.本实用新型属于环保节能技术领域，特别涉及一种脱硝催化剂检测过程余热利用系统。


背景技术：

2.选择性催化还原(scr)脱硝技术因具有高效、可靠的脱硝性能被广泛应用于燃煤电厂的脱硝系统。而scr脱硝装置中起重要作用的是scr催化剂。scr脱硝系统的催化剂模块大部分采取高尘布置方案，运行一段时间后催化剂的脱硝性能会下降，造成催化剂失活，严重的可能会导致整个机组运行出现故障。为表征催化剂的本征化学动力系数，反映全尺寸催化剂单元体的活性，需要对scr催化剂进行测试评估。
3.一种全尺寸烟气脱硝催化剂性能检测装置实验台由气体制备、配气混合、气体加热、反应器及切换阀组、控制和检测、尾气处理等装置组成。实验台可以准确模拟催化剂的真实scr脱硝设备中的烟气条件。通过配置的气体流量控制装置调控模拟烟气流量，以及反应中各种组分气体的浓度。通过电加热器对调配好的烟气进行升温，到达温度后将烟气通入反应器，进行催化剂性能检测。检测后的烟气经过自然降温后，经过废气净化装置排出室外。
4.检测工艺中需要将烟气加热到350℃～400℃，然后以该温度保持24-72小时不等，最后进行催化剂及烟气降温。催化剂及烟气在降温的过程中，较快的降温形成的巨大温差会导致催化剂受内应力的作用产生裂纹甚至破裂。
5.此外，催化剂及烟气在降温时，使大量的热量被浪费；而测试前的烟气加热需要热量；如果能将这些降温产生的热量进行回收利用，可以达到节约能源，进而节约成本的效果。因此，开发一种脱硝催化剂检测过程余热利用系统是很有必要的。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种脱硝催化剂检测过程余热利用系统，可以充分利用催化剂检测过程中的余热，有利于节能环保，并能实现催化剂的缓慢降温，避免催化剂产生破裂。
7.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
8.一种脱硝催化剂检测过程余热利用系统，包括烟气发生装置、第一换热器、第一电加热器、第二换热器、第二电加热器、除盐水供给装置、反应器和烟气净化排放系统；
9.所述烟气发生装置与第一换热器的低温烟气入口通过连接管路连接，第一换热器的烟气出口与第一电加热器通过连接管路连接，第一电加热器的出口与反应器的入口通过连接管路连接，形成烟气通路；
10.所述除盐水供给装置与第二换热器的除盐水入口通过连接管路连接，第二换热器的水蒸气出口与第二电加热器通过连接管路连接，第二电加热器的出口与反应器的入口通过连接管路连接，形成水蒸气通路；
11.所述反应器的出口、第一换热器的尾气入口和尾气出口以及第二换热器的尾气入口和尾气出口之间串联连接，形成尾气通路；尾气通路的末端连接烟气净化排放系统。
12.进一步的，所述烟气通路上设有第一引风机和第一阀门，所述水蒸气通路上设有第二引风机和第二阀门。
13.进一步的，除盐水供给装置与第二换热器之间的连接管路上还设有水泵。
14.进一步的，第一引风机、第二引风机、第一阀门和第二阀门均与plc控制系统连接。
15.进一步的，该系统中的各连接管路外包裹有保温棉。
16.进一步的，第一电加热器、第二电加热器、第一换热器、第二换热器和反应器上均设有保温层。
17.本实用新型的有益效果：
18.烟气发生装置复配的混合烟气通过控制第一阀门和第一引风机通入第一换热器中，通过与反应器内流出的高温烟气及催化剂降温时产生的热量进行交换，实现冷烟气的升温。检测过程中，烟气需要复配一定浓度的水蒸气，除盐水引入第二换热器中，通过与反应器内流出的高温烟气及催化剂降温时产生的热量进行交换，经过换热加热实现部分升温，再经过第二电加热器后，形成水蒸气引入反应器中。
19.本实用新型可以充分利用催化剂检测过程中的余热对复配的混合烟气以及除盐水进行加热，满足催化剂检测所需烟气的测试温度，有利于节能环保，并能实现催化剂的缓慢降温，避免催化剂产生破裂。
附图说明
20.图1为本实用新型脱硝催化剂检测过程余热利用系统的示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
22.如图1所示的脱硝催化剂检测过程余热利用系统，包括烟气发生装置1、第一换热器2、第一电加热器3、第二换热器4、第二电加热器5、除盐水供给装置6、反应器7和烟气净化排放系统8。
23.烟气发生装置1与第一换热器2的低温烟气入口通过连接管路连接，第一换热器2的烟气出口与第一电加热器3通过连接管路连接，第一电加热器3的出口与反应器7的入口通过连接管路连接，从而，烟气发生装置1、第一换热器2、第一电加热器3和反应器7之间形成烟气通路；
24.除盐水供给装置6与第二换热器4的除盐水入口通过连接管路连接，第二换热器4的水蒸气出口与第二电加热器5通过连接管路连接，第二电加热器5的出口与反应器7的入口通过连接管路连接，从而，除盐水供给装置6、第二换热器4、第二电加热器5和反应器7之间形成水蒸气通路；
25.反应器7的出口与第二换热器4的尾气入口连接，第二换热器4的尾气出口与第一换热器2的尾气入口连接，第一换热器2的尾气出口与烟气净化排放系统8连接，从而反应器
7、第一换热器2以及第二换热器4之间形成尾气通路。
26.其中，两个换热器中的竖直通路与水平通路互不连通。
27.其中，烟气通路上设有第一引风机9和第一阀门10，水蒸气通路上设有第二引风机11和第二阀门12；第一引风机9、第二引风机11、第一阀门10和第二阀门12均与plc控制系统连接。plc控制系统通过控制第一引风机9、第二引风机11以及第一阀门10和第二阀门12的开闭可以控制两个换热器的热量分配。
28.除盐水供给装置6与第二换热器4之间的连接管路上还设有水泵13。
29.再有，该系统中的各连接管路外包裹有保温棉；第一电加热器3、第二电加热器5、第一换热器2、第二换热器4和反应器7上均设有保温层。保温棉和保温层的设置可以防止热量流失。
30.该脱硝催化剂检测过程余热利用系统的运行过程如下：
31.(1)在催化剂检测过程中，烟气发生装置1按测试要求，经由气体制备、配气混合实现模拟烟气的制备，将制备的混合烟气引入第一换热器2中，实现初步升温；
32.(2)初步升温后的烟气温度可能还不能满足测试温度的要求，plc控制系统打开第一阀门10和第一引风机9，第一电加热器3对烟气进行加热，使烟气进行二次升温以达到测试要求；
33.(3)将达到测试温度的烟气引入反应器7中，同步等待水蒸气的配制；
34.(4)在催化剂检测过程中，除盐水通过水泵13引入第二电加热器5中，实现初步升温；
35.(5)初步升温后的水可能不能形成水蒸气或不能达到测试温度的要求，plc控制系统打开第二引风机11和第二阀门12，第二电加热器5进行加热，使得水或水蒸气进行二次升温以生成达到测试温度的水蒸气；
36.(6)将水蒸气引入反应器7中，水蒸气与烟气通路引入的烟气混合，然后对反应器内的催化剂进行脱硝性能评估检测；
37.(7)将测试完成后的高温尾气引入第一换热器2和第二换热器4，在第二换热器4中，高温尾气与水进行热量交换，在第一换热器2中，高温尾气与烟气发生装置配置的低温烟气进行热量交换，通过plc控制系统控制两个引风机的风量，以调控高温尾气与低温烟气和水的接触时间，实现温度一致；
38.(8)经由两个换热器热量交换后的尾气，经由烟气净化排放系统8排出。
39.在上述过程中，当反应器中催化剂检测对烟气量需求较大时，通过plc控制系统控制两个引风机风量调控高温尾气与低温烟气和水的接触时间，难以实现短时间内热量完全交换覆盖，则以烟气量需求为准，允许高温尾气与低温烟气和水之间存在温度差的情况。
40.根据烟气温度及流量要求，plc控制系统通过控制两个阀门和两个引风机的开闭，可以控制两个换热器的热量分配。
41.实施例
42.某厂催化剂测试条件为烟气温度320℃，烟气流量为50m3/h，其中，no气体含量700μl/l，so2气体含量60ul/l，o2气体含量10μl/l，水蒸气含量25μl/l，余量空气补足。
43.在催化剂检测过程中，烟气发生装置1按测试要求，配制烟气，配置的烟气中no气体含量700μl/l，so2气体含量60μl/l，o2气体含量10μl/l，空气按补入计算量；将烟气发生装
置1配置的烟气引入第一换热器2中，实现初步升温；
44.初步升温后的烟气温度达到130℃，打开第一引风机9和第一阀门10，借助第一电加热器3，使烟气进行二次升温以达到320℃；然后，plc控制系统发出指令，第一电加热器3调整至低温档，实现保温功能即可；若温度降低，则plc控制系统再开启第一电加热器3的加热档，以保证烟气温度稳定；
45.将320℃的烟气引入反应器7中，同步等待水蒸气制备；
46.将除盐水引入第二换热器4，通过水泵13的调节，控制进入第二换热器4的水量；经过第二换热器4的加热后，水温达到65℃，不满足水蒸汽要求，于是经过第二电加热器5加热，使水温达到水蒸气的发生温度，通过控制第二引风机11，控制水蒸气的量为25μl/l，引入反应器7中；
47.对反应器内的催化剂进行性能评估检测，全程检测时间约为3小时；
48.将测试后的320℃的高温尾气引入第一换热器2和第二换热器4，与低温烟气和水进行热量交换，通过plc控制系统控制两个引风机风量，调控高温尾气与低温烟气的接触时间为2min，调控高温尾气与水的接触时间为3min，实现两个通路的充分热量交换；
49.经由换热器热量交换后的尾气温度缓慢降为150℃，经由烟气净化排放系统8排出。
50.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。