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岩征仪器scr脱硝催化剂评价装置使用说明

来源：上海岩征实验仪器有限公司 2025年05月27日 14:21

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：

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。
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：

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。
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

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）。

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。

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

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。

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。

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。

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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