[發明專利]一種蜂窩式脫硝催化劑SO2氧化率實時在線檢測方法和裝置

在審

• 申請號: 201910362175.X
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110064302A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 熊遠南;汪永威;周曉湘;呂小林;王強;丁朋果;符思聰;于威振
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司華中電力試驗研究院
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/50;G01N31/10;G01N33/00
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙) 41122
• 代理人: 張愛軍

本發明公開了一種蜂窩式脫硝催化劑SO₂氧化率實時在線檢測方法和裝置，該裝置主要包括配氣系統、SO₂催化氧化系統和SO₃生成分析系統，其中所述的SO₂催化氧化系統包括SCR固定床反應器和對照固定床反應器。本發明采用雙固定床反應器的目的在于減少系統誤差，排除濃硫酸吸收液對SO₂測量的影響。由于反應前后硫原子守恒，本發明通過測量反應前后SO₂氣體濃度的變化即可采用差減法對SO₃進行測量。本發明是一種高效、快速且精確的燃煤電廠脫硝催化劑SO₂氧化率在線監測方法及裝置，規范了SCR催化劑SO₂氧化率性能指標的檢測過程，統一了檢測方法、設備和操作參數，確保了檢測結果的準確性和可比性。

技術領域

本發明涉及一種蜂窩式脫硝催化劑SO₂氧化率實時在線檢測方法和裝置，屬于檢測領域。

背景技術

隨著GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標準》的正式發布，選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術成為燃煤電廠實現深度脫硝的主要技術手段。但SCR催化劑也會將煙氣中的SO₂催化氧化成SO₃，煙氣中SO₃含量成倍增加，極易引發設備堵塞、腐蝕以及嚴重的環境問題。因此，控制煙氣中SO₃的生成已經迫在眉睫，在SCR脫硝工程中，除了保證脫硝效率外，對SO₂氧化率也必須有嚴格的限制。

對于國內大多數燃煤電廠而言，企業用戶對于SCR系統，尤其是SCR催化劑的性能指標和技術特點的了解比較有限。商業應用的SCR催化劑主要有蜂窩式、平板式和波紋式這三種類型，其中蜂窩式占據絕對份額。由于SCR過程中SO₂氧化會給火電廠脫硝工程帶來一系列的不利影響，因此，對于不同類型、不同技術來源的SCR催化劑，SO₂氧化率可以作為評價SCR催化劑的關鍵性能和驗收指標，也可以作為催化劑用戶選擇的依據。

由于SO₃特殊的化學性質，煙氣中SO₃的準確和實時測量一直是研究的技術重點和難點。目前，SO₃的測試方法主要以控制冷凝法、異丙醇吸收法和螺旋管法為主。但在實際操作中現有檢測方法存在諸多問題，如煙氣中SO₃相對SO₂含量極少，SO₂的存在會對SO₃的測量產生很大干擾作用；SO₃易與水結合生成硫酸，溫度降低后，硫酸易冷凝，吸附在煙道和測量管路上，使測量結果偏低，測量不準確；SO₃測定儀器應用相對較少且成本高。

在火電廠SCR系統在實際工況運行時，SCR催化劑的SO₂氧化過程相對較為緩慢，其氧化率由化學反應動力學控制，主要取決于SO₂濃度、空速、煙氣溫度等因素，氣相擴散影響不大。化學反應動力學主要影響因素是催化劑本身特性及反應物在催化劑上的停留時間，因此SO₂氧化率主要受催化劑床層體積即試驗過程中空速的影響，這就意味著SO₂氧化率可以通過本發明提及的試驗裝置快速測定，且準確性和精確性更高。

在《火電廠煙氣脫硝工程技術規范選擇性催化還原法(HJ562-2010)》標準中明確規定了SCR催化劑的SO₂氧化率不大于1％，但并未涉及SO₂氧化率檢測的技術規范。由于SO₂氧化率的檢測缺乏統一標準，且受眾多設計和操作參數的影響，因此，有必要開發出一種可推廣且精確的SO₂氧化率檢測微型裝置。該裝置結合燃煤電廠SCR系統的實際運行環境和特點，對制定出統一的火電廠煙氣脫硝催化劑(蜂窩式)SO₂氧化率性能檢測技術參數和指標，確保國內SCR催化劑市場的健康發展，起到重要作用。

發明內容