專(zhuān)利名稱(chēng)：一種scr脫硝催化劑失活情況快速在線診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷方法。
技術(shù)背景 SCR煙氣脫硝是目前NOx控制最為有效、應(yīng)用最廣的技術(shù)之一，已成為國(guó)際上火電 廠NOx排放控制的主流技術(shù)。目前，我國(guó)已建或在建的煙氣脫硝工程90%以上采用SCR工 藝，基本是采用全套進(jìn)口或引進(jìn)SCR關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備的方法建設(shè)，不僅投資及運(yùn)行成本高， 且存在適應(yīng)性難題。催化劑是SCR脫硝技術(shù)的核心技術(shù)設(shè)備，也是主要的消耗品之一，需定 期更換。在運(yùn)行過(guò)程中，若催化劑各部分失活速度不一致，則會(huì)導(dǎo)致失活速度快的區(qū)域脫硝 效率下降，氨逃逸率上升，導(dǎo)致NOx排放濃度升高和氨的二次污染等問(wèn)題。與國(guó)際動(dòng)力煤相 比，我國(guó)煤炭種類(lèi)復(fù)雜、煤質(zhì)較差，導(dǎo)致失活速度快、有效使用壽命下降等問(wèn)題，這就需要對(duì) 催化劑失活狀況進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)。因此，催化劑失活的在線監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)非常重要的關(guān)鍵技術(shù)， 對(duì)保障脫硝設(shè)施的健康運(yùn)行和維護(hù)、實(shí)現(xiàn)我國(guó)煙氣脫硝技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化具有重要的意義。目前催化劑失活情況的監(jiān)測(cè)存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)一是通過(guò)取出催化劑模塊進(jìn)行離 線檢測(cè)，操作復(fù)雜，而且模塊的提取受鍋爐運(yùn)行的限制，尤其是無(wú)SCR反應(yīng)器旁路時(shí)必須等 鍋爐停爐后提?。欢峭ㄟ^(guò)煙氣分析儀直接測(cè)定催化劑層上方和下方NOx濃度，然后根據(jù) NOx濃度變化情況來(lái)確定脫硝效率，該方法只能反映整層催化劑的工作性能情況，無(wú)法給出 流經(jīng)催化劑床層的煙氣流動(dòng)軌跡，也不能反映出催化劑床層各區(qū)域催化劑的失活情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種SCR脫硝催化劑失活情況快速在 線診斷方法。SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷方法包括以下步驟1)通過(guò)開(kāi)設(shè)在SCR脫硝反應(yīng)器壁面上的催化劑床層上游煙氣測(cè)孔，利用SCR脫硝 催化劑失活情況快速在線診斷裝置的SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的 示蹤氣體注入管路將示蹤氣體鋼瓶中的示蹤氣體注入到催化劑床層的上方，示蹤氣體流量 通過(guò)流量計(jì)控制；同時(shí)，利用SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣 管路將煙氣抽取，通過(guò)第一煙氣采樣管路送至煙氣分析儀，測(cè)量催化劑床層上方示蹤氣體 加入位置處的NOx含量、O2含量、煙氣溫度和煙氣壓力數(shù)據(jù)；SCR脫硝催化劑失活情況快速 在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路和示蹤氣體注入管路末端伸入SCR脫硝反應(yīng)器的距離 和角度通過(guò)SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍上的煙氣取樣管路刻度、示蹤 氣體注入管路刻度和取樣管末端位置指示標(biāo)記確定；SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診 斷系統(tǒng)探槍的示蹤氣體注入管路與示蹤氣體供應(yīng)管路連接，SCR脫硝催化劑失活情況快速 在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路與第一煙氣采樣管路連接；2)在催化劑床層的下方通過(guò)SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路將煙氣抽取，通過(guò)第二煙氣采樣管路送至煙氣分析儀，監(jiān)測(cè)、確定示蹤氣體的 流出位置；同時(shí)，測(cè)量催化劑床層下方示蹤氣體流經(jīng)位置處的NOx含量、O2含量、煙氣溫度 和煙氣壓力數(shù)據(jù)；SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路和示蹤 氣體注入管路末端伸入SCR脫硝反應(yīng)器的距離和角度通過(guò)SCR脫硝催化劑失活情況快速在 線診斷系統(tǒng)探槍上的煙氣取樣管路刻度、示蹤氣體注入管路刻度和取樣管末端位置指示標(biāo) 記確定；SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路與第二煙氣采樣 管路連接；3)通過(guò)催化劑床層上游煙氣測(cè)孔和催化劑床層下游煙氣測(cè)孔，在SCR脫硝反應(yīng)器的寬度范圍內(nèi)每隔SCR脫硝反應(yīng)器寬度1/100-1/20的距離重復(fù)進(jìn)行步驟1)和步驟2)的 操作，得到示蹤氣體在催化劑床層上游煙氣測(cè)孔和催化劑床層下游煙氣測(cè)孔之間空間范圍 內(nèi)的示蹤氣體流動(dòng)軌跡和NOx含量變化情況；4)依據(jù)NOx含量變化情況得出脫硝效率，結(jié)合示蹤氣體流動(dòng)軌跡間接得到煙氣流 動(dòng)路徑，得到催化劑床層各區(qū)域催化劑的脫硝性能脫硝效率高于或接近設(shè)計(jì)脫硝效率，則 表明該區(qū)域催化劑性能良好；脫硝效率若遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)脫硝效率，則表明該區(qū)域催化劑失活 比較嚴(yán)重。所述的SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷裝置包括示蹤氣體鋼瓶、流量計(jì)、 示蹤氣體供應(yīng)管路、第一煙氣采樣管路、第二煙氣采樣管路、煙氣分析儀、SCR脫硝催化劑 失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍?zhuān)琒CR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍包括取 樣管末端位置指示標(biāo)記、取樣管管固定裝置、煙氣取樣管路刻度、煙氣取樣管路、示蹤氣體 注入管路刻度、示蹤氣體注入管路；示蹤氣體鋼瓶與流量計(jì)、示蹤氣體供應(yīng)管路、SCR脫硝 催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的示蹤氣體注入管路依次連接；煙氣分析儀分別通 過(guò)第一煙氣采樣管路、第二煙氣采樣管路與SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探 槍的煙氣取樣管路依次連接；煙氣取樣管路和示蹤氣體注入管路通過(guò)取樣管管固定裝置固 定，煙氣取樣管路末端設(shè)有取樣管末端位置指示標(biāo)記，煙氣取樣管路上有煙氣取樣管路刻 度，示蹤氣體注入管路上有示蹤氣體注入管路刻度，煙氣取樣管路的氣體出口端和示蹤氣 體注入管路的氣體進(jìn)口端呈180度角相背布置。所述的示蹤氣體為CO或CH4。本發(fā)明具有如下的有益效果可實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣流動(dòng)路線的定位，可對(duì)燃煤鍋爐、燃?xì)?鍋爐、燃油鍋爐和生物質(zhì)鍋爐的SCR煙氣脫硝設(shè)備催化劑失活情況進(jìn)行在線測(cè)量，系統(tǒng)簡(jiǎn) 單，操作方便，有很好的環(huán)保效益。


圖1是SCR脫硝反應(yīng)器側(cè)視圖；圖2是SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)圖；圖3是SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍?zhuān)粓D中鍋爐1、省煤器2、SCR脫硝反應(yīng)器連接煙道3、整流裝置4、催化劑床層上游 煙氣測(cè)孔5、催化劑床層6、催化劑床層下游煙氣測(cè)孔7、SCR脫硝反應(yīng)器8、SCR脫硝反應(yīng)器 出口煙道9、空氣預(yù)熱器10、風(fēng)機(jī)11、示蹤氣體鋼瓶12、流量計(jì)13、示蹤氣體供應(yīng)管路14、第 一煙氣采樣管路15、第二煙氣采樣管路16、煙氣分析儀17、取樣管末端位置指示標(biāo)記18、取 樣管管固定裝置19、煙氣取樣管路刻度20、煙氣取樣管路21、示蹤氣體注入管路刻度22、示蹤氣體注入管路23。
具體實(shí)施例方式如圖所示，SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷方法包括以下步驟 1)通過(guò)開(kāi)設(shè)在SCR脫硝反應(yīng)器壁面上的催化劑床層上游煙氣測(cè)孔5，將SCR脫硝 催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)的SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍放 入SCR脫硝反應(yīng)器8內(nèi)部，利用SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的示蹤氣 體注入管路23將示蹤氣體鋼瓶12中的示蹤氣體經(jīng)由示蹤氣體供應(yīng)管路14注入到催化劑 床層6的上方，示蹤氣體流量通過(guò)流量計(jì)13控制；同時(shí)，利用SCR脫硝催化劑失活情況快速 在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路21將煙氣抽取，通過(guò)第一煙氣采樣管路15送至煙氣分 析儀17，測(cè)量催化劑床層6上方示蹤氣體加入位置處的NOx含量、O2含量、煙氣溫度和煙氣 壓力數(shù)據(jù)；SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路21和示蹤氣體 注入管路23末端伸入SCR脫硝反應(yīng)器8的距離和角度通過(guò)SCR脫硝催化劑失活情況快速 在線診斷系統(tǒng)探槍上的煙氣取樣管路刻度20、示蹤氣體注入管路刻度22和取樣管末端位 置指示標(biāo)記18確定；SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的示蹤氣體注入管路 23與示蹤氣體供應(yīng)管路14連接，SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取 樣管路21與第一煙氣采樣管路15連接；2)在催化劑床層6的下方通過(guò)SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的 煙氣取樣管路21將煙氣抽取，通過(guò)第二煙氣采樣管路16送至煙氣分析儀17，監(jiān)測(cè)、確定示 蹤氣體的流出位置；同時(shí)，測(cè)量催化劑床層6下方示蹤氣體流經(jīng)位置處的NOx含量、O2含量、 煙氣溫度和煙氣壓力數(shù)據(jù)；SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管 路21和示蹤氣體注入管路23末端伸入SCR脫硝反應(yīng)器8的距離和角度通過(guò)SCR脫硝催化 劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍上的煙氣取樣管路刻度20、示蹤氣體注入管路刻度22 和取樣管末端位置指示標(biāo)記18確定；SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙 氣取樣管路21與第二煙氣采樣管路16連接；3)通過(guò)催化劑床層上游煙氣測(cè)孔5和催化劑床層下游煙氣測(cè)孔7，在SCR脫硝反 應(yīng)器8的寬度范圍內(nèi)每隔SCR脫硝反應(yīng)器8寬度1/100-1/20的距離重復(fù)進(jìn)行步驟1)和步 驟2)的操作，得到示蹤氣體在催化劑床層上游煙氣測(cè)孔5和催化劑床層下游煙氣測(cè)孔7之 間空間范圍內(nèi)的示蹤氣體流動(dòng)軌跡和NOx含量變化情況；4)依據(jù)NOx含量變化情況得出脫硝效率，結(jié)合示蹤氣體流動(dòng)軌跡間接得到煙氣流 動(dòng)路徑，得到催化劑床層6各區(qū)域催化劑的脫硝性能脫硝效率高于或接近設(shè)計(jì)脫硝效率， 則表明該區(qū)域催化劑性能良好；脫硝效率若遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)脫硝效率，則表明該區(qū)域催化劑失 活比較嚴(yán)重。所述的SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷裝置包括示蹤氣體鋼瓶12、流量計(jì) 13、示蹤氣體供應(yīng)管路14、第一煙氣采樣管路15、第二煙氣采樣管路16、煙氣分析儀17、SCR 脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍?zhuān)琒CR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng) 探槍包括取樣管末端位置指示標(biāo)記18、取樣管管固定裝置19、煙氣取樣管路刻度20、煙氣 取樣管路21、示蹤氣體注入管路刻度22、示蹤氣體注入管路23 ；示蹤氣體鋼瓶12與流量計(jì) 13、示蹤氣體供應(yīng)管路14、SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的示蹤氣體注入管路23依次連接；煙氣分析儀17分別通過(guò)第一煙氣采樣管路15、第二煙氣采樣管路16與SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路21依次連接；煙氣取樣 管路21和示蹤氣體注入管路23通過(guò)取樣管管固定裝置19固定，煙氣取樣管路21末端設(shè) 有取樣管末端位置指示標(biāo)記18，煙氣取樣管路21上有煙氣取樣管路刻度20，示蹤氣體注入 管路23上有示蹤氣體注入管路刻度22，煙氣取樣管路21的氣體出口端和示蹤氣體注入管 路23的氣體進(jìn)口端呈180度角相背布置。所述的示蹤氣體為CO或CH4。
權(quán)利要求
一種SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷方法，其特征在于包括以下步驟1)通過(guò)開(kāi)設(shè)在SCR脫硝反應(yīng)器壁面上的催化劑床層上游煙氣測(cè)孔(5)，利用SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)的SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的示蹤氣體注入管路(23)將示蹤氣體鋼瓶(12)中的示蹤氣體注入到催化劑床層(6)的上方，示蹤氣體流量通過(guò)流量計(jì)(13)控制；同時(shí)，利用SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路(21)將煙氣抽取，通過(guò)第一煙氣采樣管路(15)送至煙氣分析儀(17)，測(cè)量催化劑床層(6)上方示蹤氣體加入位置處的NOx含量、O2含量、煙氣溫度和煙氣壓力數(shù)據(jù)；SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路(21)和示蹤氣體注入管路(23)末端伸入SCR脫硝反應(yīng)器(8)的距離和角度通過(guò)SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍上的煙氣取樣管路刻度(20)、示蹤氣體注入管路刻度(22)和取樣管末端位置指示標(biāo)記(18)確定；SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的示蹤氣體注入管路(23)與示蹤氣體供應(yīng)管路(14)連接，SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路(21)與第一煙氣采樣管路(15)連接；2)在催化劑床層(6)的下方通過(guò)SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路(21)將煙氣抽取，通過(guò)第二煙氣采樣管路(16)送至煙氣分析儀(17)，監(jiān)測(cè)、確定示蹤氣體的流出位置；同時(shí)，測(cè)量催化劑床層(6)下方示蹤氣體流經(jīng)位置處的NOx含量、O2含量、煙氣溫度和煙氣壓力數(shù)據(jù)；SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路(21)和示蹤氣體注入管路(23)末端伸入SCR脫硝反應(yīng)器(8)的距離和角度通過(guò)SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍上的煙氣取樣管路刻度(20)、示蹤氣體注入管路刻度(22)和取樣管末端位置指示標(biāo)記(18)確定；SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的煙氣取樣管路(21)與第二煙氣采樣管路(16)連接；3)通過(guò)催化劑床層上游煙氣測(cè)孔(5)和催化劑床層下游煙氣測(cè)孔(7)，在SCR脫硝反應(yīng)器(8)的寬度范圍內(nèi)每隔SCR脫硝反應(yīng)器(8)寬度1/100-1/20的距離重復(fù)進(jìn)行步驟1)和步驟2)的操作，得到示蹤氣體在催化劑床層上游煙氣測(cè)孔(5)和催化劑床層下游煙氣測(cè)孔(7)之間空間范圍內(nèi)的示蹤氣體流動(dòng)軌跡和NOx含量變化情況；4)依據(jù)NOx含量變化情況得出脫硝效率，結(jié)合示蹤氣體流動(dòng)軌跡間接得到煙氣流動(dòng)路徑，得到催化劑床層(6)各區(qū)域催化劑的脫硝性能脫硝效率高于或接近設(shè)計(jì)脫硝效率，則表明該區(qū)域催化劑性能良好；脫硝效率若遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)脫硝效率，則表明該區(qū)域催化劑失活比較嚴(yán)重。
2.如權(quán)利要求1所述的一種SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷方法，其特征在于 所述的SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷裝置包括示蹤氣體鋼瓶(12)、流量計(jì)(13)、 示蹤氣體供應(yīng)管路(14)、第一煙氣采樣管路(15)、第二煙氣采樣管路(16)、煙氣分析儀 (17)、SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍?zhuān)琒CR脫硝催化劑失活情況快速在線 診斷系統(tǒng)探槍包括取樣管末端位置指示標(biāo)記(18)、取樣管管固定裝置(19)、煙氣取樣管路 刻度(20)、煙氣取樣管路(21)、示蹤氣體注入管路刻度(22)、示蹤氣體注入管路(23)；示蹤 氣體鋼瓶(12)與流量計(jì)(13)、示蹤氣體供應(yīng)管路(14)、SCR脫硝催化劑失活情況快速在線 診斷系統(tǒng)探槍的示蹤氣體注入管路(23)依次連接；煙氣分析儀(17)分別通過(guò)第一煙氣采 樣管路(15)、第二煙氣采樣管路(16)與SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷系統(tǒng)探槍的 煙氣取樣管路(21)依次連接；煙氣取樣管路(21)和示蹤氣體注入管路(23)通過(guò)取樣管管固定裝置(19)固定，煙氣取樣管路(21)末端設(shè)有取樣管末端位置指示標(biāo)記(18)，煙氣取樣 管路(21)上有煙氣取樣管路刻度(20)，示蹤氣體注入管路(23)上有示蹤氣體注入管路刻 度(22)，煙氣取樣管路(21)的氣體出口端和示蹤氣體注入管路(23)的氣體進(jìn)口端呈180 度角相背布置。
3.如權(quán)利要求1所述的一種SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷方法，其特征在于 所述的示蹤氣體為CO或CH4。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種SCR脫硝催化劑失活情況快速在線診斷方法。在待測(cè)試催化劑床層上方和下方的SCR脫硝反應(yīng)器壁面上開(kāi)設(shè)測(cè)試孔，通過(guò)測(cè)試孔在催化劑床層上方加入示蹤氣體，在催化劑床層下方監(jiān)測(cè)示蹤氣體的流出位置，得到示蹤氣體流經(jīng)催化劑床層的路線，間接確定煙氣的流動(dòng)軌跡；同時(shí)，測(cè)量催化劑床層上方示蹤氣體注入位置和下方對(duì)應(yīng)的示蹤氣體流出位置處的NOx濃度、O2濃度、煙氣溫度和煙氣壓力，計(jì)算出NOx脫除效率以判斷催化劑床層各區(qū)域的失活情況，進(jìn)而確定由堵塞、中毒等引起的失活催化劑的位置，為催化劑的運(yùn)行管理和維護(hù)提供有益參考。本發(fā)明可對(duì)燃煤鍋爐、燃?xì)忮仩t、燃油鍋爐和生物質(zhì)鍋爐等的SCR煙氣脫硝設(shè)備催化劑失活情況進(jìn)行在線測(cè)量，操作方便，有很好的環(huán)保效益。
文檔編號(hào)G01N31/10GK101846663SQ20101018587
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者余春江, 倪明江, 吳衛(wèi)紅, 周勁松, 岑可法, 張涌新, 方夢(mèng)祥, 施正倫, 李明波, 王勤輝, 王樹(shù)榮, 程樂(lè)鳴, 駱仲泱, 高翔 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)