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岩征仪器scr脱硝催化剂评价装置使用说明

更新时间：2025-05-27      浏览次数：174
以下是关于 SCR 脱硝催化剂评价装置 的使用说明，涵盖装置组成、操作流程、参数设置、维护保养及安全注意事项等内容，适用于实验室或小型中试场景。

一、装置组成与原理

1. 核心组成

SCR（选择性催化还原）脱硝催化剂评价装置主要包括以下模块：


  • 配气系统：提供模拟烟气（如 N₂、O₂、NO、NH₃等气体），可调节各组分浓度。

  • 预热系统：加热气体至反应所需温度（通常 150~450℃）。

  • 反应器：装载催化剂样品，内部设置测温点，实现气固催化反应（NO + NH₃ → N₂ + H₂O）。

  • 检测分析系统：在线监测进出口气体中 NO、NO₂、NH₃浓度（如红外气体分析仪、化学发光法检测仪）。

  • 控制系统：集成温度、流量、压力等参数的显示与调节功能（如 PLC 或触摸屏控制）。

2. 工作原理

模拟烟气经配气、预热后通过催化剂床层，在特定温度和催化剂作用下，NH₃选择性还原 NOₓ为无害的 N₂和 H₂O。通过对比进出口气体成分，评价催化剂的脱硝效率、NH₃逃逸率、抗毒性等性能。

二、操作流程

1. 准备工作

  • 催化剂装填：

    1. 将催化剂破碎或筛分至合适粒径（如 20~40 目），称量后装入反应器中部恒温区，两端用石英棉或惰性填料（如石英砂）固定，避免气流短路。

    2. 记录催化剂体积（V）或质量（m），用于计算空速（SV = 气体流量 / V）。

  • 气密性检查：
    关闭所有气体出口，通入 N₂至系统压力略高于常压（如 0.1 MPa），观察压力表 30 分钟，压力下降＜5% 视为气密性良好。

  • 气体配比设置：
    根据实验需求设定模拟烟气成分（如 NO 浓度 500~1000 ppm，O₂含量 3~5%，N₂为平衡气），NH₃/NO 摩尔比（通常 0.8~1.2）通过质量流量计精确控制。

2. 升温与活化

  • 开启预热系统：
    通过控制系统设定反应器入口温度（如从室温以 5~10℃/min 速率升至目标温度，如 300℃），同时通入 N₂吹扫（避免催化剂暴露于空气或 NH₃中受潮）。

  • 催化剂活化：
    升温至设定温度后，稳定 30~60 分钟，确保催化剂达到热平衡。

3. 性能测试

  • 通入反应气：
    依次开启 NO、O₂、NH₃和 N₂钢瓶阀门，通过质量流量计调节至目标流量，混合气体经预热后进入反应器。

  • 数据采集：

    1. 每 10~30 分钟记录一次进出口气体浓度、温度、压力、流量等参数。

    2. 稳定运行 1~2 小时后，取平均值计算脱硝效率（η = (C₀ - C)/C₀ × 100%，C₀为入口 NO 浓度，C 为出口 NO 浓度）和 NH₃逃逸率。

  • 变工况测试（可选）：

    • 改变温度（如 200℃、250℃、350℃），绘制脱硝效率 - 温度曲线（活性窗口）。

    • 调整空速（如 10000 h⁻¹、20000 h⁻¹），评估催化剂处理负荷能力。

    • 引入 SO₂（如 200 ppm）或粉尘，测试催化剂抗硫性或抗堵塞性能。

4. 停机流程

  • 停止反应气：先关闭 NH₃钢瓶，继续通入 N₂吹扫 30 分钟（防止 NH₃残留导致催化剂中毒）。

  • 降温：关闭预热电源，自然降温至室温后，关闭所有气体阀门和电源。

  • 催化剂回收：如需更换催化剂，待反应器冷却后拆卸，取出旧催化剂并妥善处理（如重金属催化剂需按危废处理）。

三、关键参数设置

参数典型范围影响与注意事项
反应温度150~450℃低于 200℃可能导致 NH₃与 NOₓ生成铵盐，高于 400℃可能引起催化剂烧结。
空速（SV）5000~30000 h⁻¹空速过高会缩短气体停留时间，降低脱硝效率；空速过低影响处理量。
NH₃/NO 摩尔比0.8~1.2超过 1.0 可能导致 NH₃逃逸增加，需平衡效率与氨耗。
O₂浓度3~5%（体积分数）低浓度 O₂可能抑制氧化型催化剂活性，高浓度可能促进副反应。
SO₂浓度0~2000 ppm（可选）模拟含硫烟气时需控制浓度，避免催化剂硫酸盐化中毒。

四、维护保养

  1. 定期检查：

    • 每周检查气体管路密封性，防止漏气（可用肥皂水涂抹接口）。

    • 每月校准气体流量计和浓度检测仪（如用标准气体验证）。

  2. 催化剂维护：

    • 避免催化剂暴露于水蒸气或酸雾中，长期停用需密封保存于干燥环境。

    • 若催化剂积灰，可在惰性气氛下用氮气吹扫或轻轻振动反应器清除。

  3. 设备清洁：

    • 反应器内壁和管路若有铵盐结晶（如 NH₄NO₃），可用温水冲洗后干燥。

    • 清理预热器和反应器底部的冷凝水，防止管路堵塞。

五、安全注意事项

  1. 气体安全：

    • NH₃为有毒气体，需在通风橱或防爆环境中操作，配备氨气泄漏报警器。


  2. 高温防护：

    • 反应器和预热器表面温度高，需佩戴隔热手套，禁止直接触摸。

    • 高温运行时避免拆卸管路，防止烫伤或气流冲击。

  3. 电气安全：

    • 装置接地需可靠，避免短路或漏电，定期检查线路老化情况。

  4. 应急处理：

    • 若发生气体泄漏，立即关闭钢瓶阀门，开启通风系统，人员撤离至安全区域。

    • 催化剂粉末避免吸入或接触皮肤，操作时需佩戴口罩和手套。

六、常见问题与解决方法

问题可能原因解决措施
脱硝效率低于预期催化剂活性下降检查是否中毒或老化，更换新催化剂。
NH₃逃逸率过高NH₃/NO 摩尔比过大降低 NH₃流量，调整摩尔比至 0.9~1.0。
系统压力骤升催化剂床层堵塞停机清理催化剂或更换粒径均匀的样品。
温度控制不稳定热电偶故障或加热元件损坏校准热电偶，更换加热丝或控制器。


通过规范操作和定期维护，SCR 脱硝催化剂评价装置可准确评估催化剂的性能参数，为工业脱硝工艺优化提供数据支撑。实际使用中需结合具体催化剂类型（如钒钛基、分子筛基）调整测试条件，并严格遵守安全操作规程。


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