專利名稱：用于檢測(cè)脫硝系統(tǒng)催化劑對(duì)單質(zhì)汞氧化能力的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)燃煤電廠脫硝系統(tǒng)催化劑氧化單質(zhì)汞--把煙氣中零價(jià)汞氧化成二價(jià)汞能力的裝置。本發(fā)明還涉及使用上述裝置用于檢測(cè)燃煤電廠脫硝系統(tǒng)催化劑氧化單質(zhì)汞的方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)家環(huán)境保護(hù)部和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了 GB13223-2011火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)確規(guī)定自2015年I月I日起，燃煤鍋爐執(zhí)行文件中表I規(guī)定的汞及其化合物污染物排放限值(不超過(guò)30 μ g/Nm3)。因此，如何合理制定煙氣中汞的 減排措施對(duì)燃煤火力發(fā)電廠至關(guān)重要，關(guān)系到電廠經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保特性。大部分燃煤機(jī)組都已經(jīng)裝備了脫硝系統(tǒng)或者準(zhǔn)備安裝脫硝系統(tǒng)，從目前國(guó)內(nèi)外的研究成果來(lái)看，煙氣脫硝系統(tǒng)的催化劑對(duì)煙氣中的零價(jià)汞有氧化作用，可以把零價(jià)汞氧化成二價(jià)汞，通過(guò)煙氣脫硫系統(tǒng)對(duì)二價(jià)汞的溶解可以減少電廠煙囪煙氣中汞的排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種用于檢測(cè)燃煤電廠脫硝系統(tǒng)催化劑氧化單質(zhì)汞一把煙氣中零價(jià)汞氧化成二價(jià)汞能力的裝置。解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種用于檢測(cè)燃煤電廠脫硝系統(tǒng)催化劑氧化單質(zhì)汞的裝置，其特征是包括
以管道依次連接的配氣系統(tǒng)、電加熱器、第一催化劑罐、第二催化劑罐、第三催化劑罐、活性炭吸附裝置、引風(fēng)機(jī)、第一截止閥、廢氣處理裝置和第一泄壓閥；
另有空壓機(jī)經(jīng)儲(chǔ)氣罐后通過(guò)兩條分支分別連接在所述的電加熱器前后的管道上，分支一上設(shè)有儲(chǔ)灰箱和第一流量控制閥，分支二上設(shè)有第一旁路閥；
所述的各催化劑罐前后的進(jìn)出口管道上設(shè)有煙氣取樣點(diǎn)，第一催化劑罐前管道上還設(shè)有第二泄壓閥和氣體成分檢測(cè)表，氣體成分檢測(cè)表外連有計(jì)算機(jī)，第三催化劑罐前后的管道上設(shè)有旁路，旁路上設(shè)有第二旁路閥。所述的配氣系統(tǒng)包括有S02、N2、02、N0、零價(jià)汞蒸氣標(biāo)準(zhǔn)氣體罐，各罐的出口管道上分別設(shè)有第二至第七流量控制閥，各出口管道最后匯成一配氣總管并接有第八流量控制閥和壓力表。所述的空壓機(jī)輸出管道上設(shè)有第九流量控制閥，所述的分支一的入口處設(shè)有第十流量控制閥。本發(fā)明的技術(shù)方案的原理，就是利用N2、02、NO、SO2、零價(jià)汞蒸氣標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行配氣，并加入燃煤電廠取來(lái)的飛灰(飛灰利用時(shí)底部煙道開孔，用壓縮空氣吹入煙道的方法)；模擬燃煤鍋爐煙氣的真實(shí)組份，控制氣體的流速在8-lOm/s左右，混合氣體中灰的濃度控制在10-12g/Nm3 ;然后讓混合氣體通過(guò)加熱裝置加熱至330-350°C，加熱后的混合氣體依次通過(guò)2層催化劑，催化劑箱體共3層，2用I備，與電廠的真實(shí)情況保持一致。在每層催化劑進(jìn)口和出口均布置煙氣取樣測(cè)孔，用來(lái)抽取煙氣，分析煙氣中汞的含量和價(jià)態(tài)的轉(zhuǎn)化情況。采用OHM方法測(cè)試各個(gè)取樣點(diǎn)煙氣中汞的含量(包括零價(jià)汞、二價(jià)汞、顆粒汞)。本裝置設(shè)置壓力在線監(jiān)測(cè)裝置，并安裝了泄壓閥，反應(yīng)后的尾氣通過(guò)廢氣回收裝置吸收處理，確保了檢測(cè)過(guò)程中安全、環(huán)保。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能
(O能夠檢測(cè)不同催化劑活性對(duì)零價(jià)汞氧化成二價(jià)汞的能力；
(2)能夠檢測(cè)不同催化劑層數(shù)對(duì)零價(jià)汞氧化成二價(jià)汞的能力；
(3)能夠檢測(cè)不同煙氣溫度對(duì)催化劑氧化零價(jià)汞的能力影響程度；
(4)能夠檢測(cè)不同煙氣成份對(duì)催化劑氧化零價(jià)汞的能力影響程度；
(5 )能夠檢測(cè)煙氣中不同灰濃度對(duì)催化劑氧化零價(jià)汞的能力影響程度。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種使用上述裝置用于檢測(cè)燃煤電廠脫硝系統(tǒng)催化劑氧化單質(zhì)汞的方法，包括以下步驟
步驟I :裝置嚴(yán)密性檢查，利用壓縮空氣，使裝置壓力升高至O. IMPa，利用肥皂泡進(jìn)行查漏；
步驟2 :通壓縮空氣，并投入加熱裝置，加熱至330°C -350°C，并維持穩(wěn)定；進(jìn)行熱態(tài)嚴(yán)密性檢查；
步驟3 :根據(jù)不同試驗(yàn)要求進(jìn)行配氣，并從在線監(jiān)測(cè)儀表中實(shí)時(shí)讀數(shù)，通過(guò)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)氣體氣瓶出口的針形閥調(diào)整氣體流量，從而改變混合氣體中該組份氣體的濃度，控制氣體的流速在8-lOm/s，混合氣體中灰的濃度控制在10-12g/Nm3 ;然后讓混合氣體通過(guò)加熱裝置加熱至 330-350°C ；
步驟4:待氣體濃度穩(wěn)定后，從催化劑進(jìn)出口煙氣取樣點(diǎn)取樣，測(cè)試煙氣中汞的含量(包括零價(jià)汞、二價(jià)汞、顆粒汞);
步驟5 :測(cè)試結(jié)束后，首先停止煙氣加熱器供電，并關(guān)閉所有標(biāo)準(zhǔn)氣體儲(chǔ)氣罐出口的閥門，同時(shí)停止飛灰供給，裝置通入壓縮空氣吹掃直至加熱器出口溫度低于40°C，停止壓縮空氣供應(yīng)；裝置使用完畢。計(jì)算方法
rI total_Hg2-3out/Hgo-Iin ;
rI i_Hg2_lout/Hg0_lin ；
rI 2~ (Hg2-2out_ Hg2_lout) /Hg0_2in ;
rI 3_ (Hg2-30ut_ Hg2_2out) /Hg0_3in ；
其中
nt(rtal—表示煙氣經(jīng)過(guò)3層催化劑后零價(jià)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞的總轉(zhuǎn)化率，% ；
H1—表示煙氣經(jīng)過(guò)第一層催化劑后零價(jià)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞的總轉(zhuǎn)化率，% ; n2—表示煙氣經(jīng)過(guò)第二層催化劑后零價(jià)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞的總轉(zhuǎn)化率，% ； n3—表示煙氣經(jīng)過(guò)第三層催化劑后零價(jià)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞的總轉(zhuǎn)化率，% ；、 Hg0-lin一表示第一層催化劑入口零價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；
Hg0-2in一表示第二層催化劑入口零價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；
Hg0-Sm一表示第三層催化劑入口零價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；
Hg2^lout一表示第一層催化劑出口二價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；Hg2^2out一表示第二層催化劑出口二價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；
Hg2^30Ut一表示第三層催化劑出口二價(jià)萊的濃度，mg/Nm3。有益效果本裝置和方法可用于分析燃煤電廠脫硝系統(tǒng)催化劑把煙氣中零價(jià)汞氧化成二價(jià)汞的能力，用來(lái)為評(píng)估燃煤電廠最終排放到空氣中汞的濃度提高數(shù)據(jù)支持。通過(guò)使用本方法和裝置，可以定期開展催化劑氧 化單質(zhì)汞能力監(jiān)測(cè)，為電廠制定汞減排和控制措施提供依據(jù)。


附圖為本發(fā)明的用于檢測(cè)燃煤電廠脫硝系統(tǒng)催化劑氧化單質(zhì)汞的裝置實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如附圖所示，本發(fā)明的用于檢測(cè)燃煤電廠脫硝系統(tǒng)催化劑氧化單質(zhì)汞的裝置，包括以管道依次連接的配氣系統(tǒng)I、電加熱器2、第一催化劑罐3、第二催化劑罐4、第三催化劑罐5、活性炭吸附裝置6、引風(fēng)機(jī)7、第一截止閥8、廢氣處理裝置9和第一泄壓閥10。配氣系統(tǒng)I包括有S02、N2、02、N0、零價(jià)汞蒸氣標(biāo)準(zhǔn)氣體罐，各罐的出口管道上分別設(shè)有第二至第七流量控制閥23、24、25、26、27，流量控制閥各出口管道最后匯成一配氣總管并接有第八流量控制閥28和壓力表29。另有空壓機(jī)11經(jīng)儲(chǔ)氣罐12后通過(guò)兩條分支分別連接在電加熱器2前后的管道上，分支一上設(shè)有儲(chǔ)灰箱13和第一流量控制閥14,分支二上設(shè)有第一旁路閥15。各催化劑罐前后的進(jìn)出口管道上設(shè)有煙氣取樣點(diǎn)16、17、18、32，第一催化劑罐前管道上還設(shè)有第二泄壓閥19和氣體成分檢測(cè)表20，氣體成分檢測(cè)表外連有計(jì)算機(jī)21，第三催化劑罐前后的管道上設(shè)有旁路，旁路上設(shè)有第二旁路閥22?？諌簷C(jī)輸出管道上設(shè)有第九流量控制閥30，分支一的入口處設(shè)有第十流量控制閥31。使用上述裝置用于檢測(cè)燃煤電廠脫硝系統(tǒng)催化劑氧化單質(zhì)汞的方法，包括以下步驟
步驟I :裝置嚴(yán)密性檢查，利用壓縮空氣，使裝置壓力升高至O. IMPa，利用肥皂泡進(jìn)行查漏；
步驟2 :通壓縮空氣，并投入加熱裝置，加熱至330°C -350°C，并維持穩(wěn)定；進(jìn)行熱態(tài)嚴(yán)密性檢查；
步驟3 :根據(jù)不同試驗(yàn)要求進(jìn)行配氣，并從在線監(jiān)測(cè)儀表中實(shí)時(shí)讀數(shù)，通過(guò)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)氣體氣瓶出口的針形閥調(diào)整氣體流量，從而改變混合氣體中該組份氣體的濃度，控制氣體的流速在8-lOm/s，混合氣體中灰的濃度控制在10-12g/Nm3 ;然后讓混合氣體通過(guò)加熱裝置加熱至 330-350°C ；
步驟4:待氣體濃度穩(wěn)定后，從催化劑進(jìn)出口煙氣取樣點(diǎn)取樣，測(cè)試煙氣中汞的含量(包括零價(jià)汞、二價(jià)汞、顆粒汞);
步驟5 :測(cè)試結(jié)束后，首先停止煙氣加熱器供電，并關(guān)閉所有標(biāo)準(zhǔn)氣體儲(chǔ)氣罐出口的閥門，同時(shí)停止飛灰供給，裝置通入壓縮空氣吹掃直至加熱器出口溫度低于40°C，停止壓縮空氣供應(yīng)；裝置使用完畢。
計(jì)算方法
rI total_Hg2-3out/Hgo-Iin ;
rI i_Hg2_lout/Hg0_lin ；
Π 2~ (Hg2-2out_ Hg2_lout) /Hg0_2in ; rI 3_ (Hg2-30ut_ Hg2_2out) /Hg0_3in ；
其中
nt(rtal—表示煙氣經(jīng)過(guò)3層催化劑后零價(jià)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞的總轉(zhuǎn)化率，% ； H1—表示煙氣經(jīng)過(guò)第一層催化劑后零價(jià)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞的總轉(zhuǎn)化率，% ; n2—表示煙氣經(jīng)過(guò)第二層催化劑后零價(jià)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞的總轉(zhuǎn)化率，% ； n3—表示煙氣經(jīng)過(guò)第三層催化劑后零價(jià)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞的總轉(zhuǎn)化率，% ； Hg0-lin一表示第一層催化劑入口零價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；
Hg0-2in一表示第二層催化劑入口零價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；
Hg0-Sm一表示第三層催化劑入口零價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；
Hg2^lout一表示第一層催化劑出口二價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；
Hg2^2out一表示第二層催化劑出口二價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；
Hg2^30Ut一表示第三層催化劑出口二價(jià)萊的濃度，mg/Nm3。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)脫硝系統(tǒng)催化劑氧化單質(zhì)汞的裝置，其特征是包括以管道依次連接的配氣系統(tǒng)、電加熱器、第一催化劑罐、第二催化劑罐、第三催化劑罐、活性炭吸附裝置、弓丨風(fēng)機(jī)、第一截止閥、廢氣處理裝置和第一泄壓閥； 另有空壓機(jī)經(jīng)儲(chǔ)氣罐后通過(guò)兩條分支分別連接在所述的電加熱器前后的管道上，分支一上設(shè)有儲(chǔ)灰箱和第一流量控制閥，分支二上設(shè)有第一旁路閥； 所述的各催化劑罐前后的進(jìn)出口管道上設(shè)有煙氣取樣點(diǎn)，第一催化劑罐前管道上還設(shè)有第二泄壓閥和氣體成分檢測(cè)表，氣體成分檢測(cè)表外連有計(jì)算機(jī)，第三催化劑罐前后的管道上設(shè)有旁路，旁路上設(shè)有第二旁路閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于檢測(cè)脫硝系統(tǒng)催化劑氧化單質(zhì)汞的裝置，其特征是所述的配氣系統(tǒng)包括有S02、N2、02、N0、零價(jià)汞蒸氣標(biāo)準(zhǔn)氣體罐，各罐的出口管道上分別設(shè)有第二至第七流量控制閥，各出口管道最后匯成一配氣總管并接有第八流量控制閥和壓力表。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于檢測(cè)脫硝系統(tǒng)催化劑氧化單質(zhì)汞的裝置，其特征是所述的空壓機(jī)輸出管道上設(shè)有第九流量控制閥，所述的分支一的入口處設(shè)有第十流量控制閥。
4.一種使用如權(quán)利要求I所述的裝置的檢測(cè)燃煤電廠脫硝系統(tǒng)催化劑氧化單質(zhì)汞一把煙氣中零價(jià)汞氧化成二價(jià)汞能力的方法，其特征是包括以下步驟 步驟I :裝置嚴(yán)密性檢查，利用壓縮空氣，使裝置壓力升高至0. IMPa，利用肥皂泡進(jìn)行查漏； 步驟2 :通壓縮空氣，并投入加熱裝置，加熱至330°C -350°C，并維持穩(wěn)定；進(jìn)行熱態(tài)嚴(yán)密性檢查； 步驟3 :根據(jù)不同試驗(yàn)要求進(jìn)行配氣，并從在線監(jiān)測(cè)儀表中實(shí)時(shí)讀數(shù)，通過(guò)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)氣體氣瓶出口的針形閥調(diào)整氣體流量，從而改變混合氣體中該組份氣體的濃度，控制氣體的流速在8-lOm/s，混合氣體中灰的濃度控制在10-12g/Nm3 ;然后讓混合氣體通過(guò)加熱裝置加熱至 330-350°C ； 步驟4:待氣體濃度穩(wěn)定后，從催化劑進(jìn)出口煙氣取樣點(diǎn)取樣，測(cè)試煙氣中汞的含量包括零價(jià)汞、二價(jià)汞、顆粒汞； 步驟5 :測(cè)試結(jié)束后，首先停止煙氣加熱器供電，并關(guān)閉所有標(biāo)準(zhǔn)氣體儲(chǔ)氣罐出口的閥門，同時(shí)停止飛灰供給，裝置通入壓縮空氣吹掃直至加熱器出口溫度低于40°C，停止壓縮空氣供應(yīng)；裝置使用完畢。
5.計(jì)算方法 total_Hg2-3out/Hgo-Iin ; i_Hg2_lout/Hg0_lin ； 2~ (Hg2-2out_ Hg2_lout) /Hg0_2in ; 3_ (Hg2-3out_ Hg2_2out) /Hg0_3in ； 其中 nt(rtal—表示煙氣經(jīng)過(guò)3層催化劑后零價(jià)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞的總轉(zhuǎn)化率，% ；H1—表示煙氣經(jīng)過(guò)第一層催化劑后零價(jià)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞的總轉(zhuǎn)化率，% ;n2—表示煙氣經(jīng)過(guò)第二層催化劑后零價(jià)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞的總轉(zhuǎn)化率，% ；n3—表示煙氣經(jīng)過(guò)第三層催化劑后零價(jià)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞的總轉(zhuǎn)化率，% ；Hg0_lin一表示第一層催化劑入口零價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；Hg0-2in一表示第二層催化劑入口零價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ； Hg0-Sm一表示第三層催化劑入口零價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；Hg2^lout一表示第一層催化劑出口二價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；Hg2^2out一表示第二層催化劑出口二價(jià)萊的濃度，mg/Nm3 ；Hg2^30Ut一表示第三層催化劑出口二價(jià)萊的濃度，mg/Nm3。
全文摘要
用于檢測(cè)燃煤電廠脫硝系統(tǒng)催化劑氧化單質(zhì)汞的裝置依次連接的配氣系統(tǒng)、電加熱器、第1-3催化劑罐、活性炭吸附、引風(fēng)機(jī)、第一截止閥、廢氣處理裝置和第一泄壓閥；空壓機(jī)通過(guò)兩分支連在電加熱器前后；各催化劑罐前后的進(jìn)出口管道上設(shè)有煙氣取樣點(diǎn)，第一催化劑罐前管道上還設(shè)有第二泄壓閥和氣體成分檢測(cè)表，氣體成分檢測(cè)表外連有計(jì)算機(jī)，第三催化劑罐前后的管道上設(shè)有旁路，旁路上設(shè)有第二旁路閥。本發(fā)明還涉及上述裝置的使用方法。本發(fā)明可分析燃煤電廠脫硝系統(tǒng)催化劑把煙氣中零價(jià)汞氧化成二價(jià)汞的能力，用來(lái)為評(píng)估燃煤電廠最終排放到空氣中汞的濃度提高數(shù)據(jù)支持?？梢远ㄆ陂_展催化劑氧化單質(zhì)汞能力監(jiān)測(cè)，為電廠制定汞減排和控制措施提供依據(jù)。
文檔編號(hào)G01N31/10GK102662028SQ20121011398
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者宋景慧, 廖永進(jìn), 徐齊勝, 曾庭華, 殷立寶, 溫智勇 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院