[发明专利]一种催化氧化燃煤烟气中CO的管式炉试验系统及方法

说明书

本发明一种催化氧化燃煤烟气中CO的管式炉试验系统及方法，所述系统包括配气系统，抽真空系统，温控装置和冷却系统，以及立式结构的炉体，设置在炉体内的炉膛保温层，设置在炉膛内的反应管；炉膛保温层呈多层设置，相邻两层之间设置有用于冷却介质循环的冷却通路；温控装置的测温端和加热端均设置在炉膛内；冷却系统用于冷却介质的循环降温，输出端连接冷却通路的输入端，输入端连接冷却通路的输出端；反应管内设置有支撑层，输入端连接并联的配气系统和抽真空系统，输出端连接分析吸收系统。所述方法，在无氧真空环境下，对炉膛进行加热控制达到目标温度，输入的气体通过催化剂时发生氧化还原反应后，进行主要成分分析和废气吸收处理。

技术领域

本发明涉及烟气氮氧化物污染物脱除技术领域，具体为一种催化氧化燃煤烟气中CO的管式炉试验系统及方法。

背景技术

燃煤电厂在生产过程中排放大量的氮氧化物(NO_x)，新建机组NO_x排放限制要求达到50mg/m³，控制燃煤电厂的氮氧化物排放的核心是烟气脱硝技术。Tauster和Murrell首先提出利用CO选择性催化还原NO的研究思路，富氧状态下Ir、Pt、Pd等贵金属元素具有一定的脱硝性能，Spassova等的研究表明Co、Cu、Ce三种金属氧化物负载于Al₂O₃上具有催化协同作用，能提高催化剂在低温下的催化活性，实验研究表明Cu-M/Al₂O₃(M＝V，Mn，Fe，Co，Ni，Zn)在200～300℃时，在CO气氛下均具有一定的脱硝性能。

目前，通过小型的配气石英管热态试验，可以开展催化条件下的脱硝催化反应研究。但现有的立式管式炉通常结构简单，因为石英管的加工难度，通常仅仅提供一个石英光管作为管式炉的反应管。对于需要填充催化剂的要求，现有的石英管往往不能满足，直接购买的管式炉也没有配备承载催化剂的结构。另外，普通管式炉降温过程采用自然降温，或者在反应管延伸段设置冷却系统，但不管是刚玉管还是石英管，在1000℃-1600℃的高温试验范围内急冷，都是不耐受的。所以，常见的商用管式炉因受到炉内空间的限制，以及反应温度范围等限制，其炉内的石英管结构难以满足众多不同反应条件的使用需求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种催化氧化燃煤烟气中CO的管式炉试验系统及方法，结构简单，使用方便，成本低，改造方便，效果明显，适宜快速筛选不同含量的燃煤烟气气氛下，CO催化氧化的催化剂筛选。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种催化氧化燃煤烟气中CO的管式炉试验系统，包括配气系统，抽真空系统，温控装置和冷却系统，以及立式结构的炉体，设置在炉体内的炉膛保温层，设置在炉膛内的反应管；

所述的炉膛保温层呈多层设置，相邻两层之间设置有用于冷却介质循环的冷却通路；

所述的温控装置的测温端和加热端均设置在炉膛内；

所述的冷却系统用于冷却介质的循环降温，输出端连接冷却通路的输入端，输入端连接冷却通路的输出端；

所述的反应管内设置有支撑层，输入端连接并联的配气系统和抽真空系统，输出端连接分析吸收系统。

优选的，炉膛内平行设置的两只反应管形成一组，一只反应管内的支撑层装载催化剂，另一只反应管内的支撑层未装载催化剂；两只反应管并联，输入端均连接并联的配气系统和抽真空系统，输出端均连接分析吸收系统。

优选的，所述的支撑层呈圆板状设置，边缘对称设置有凹槽。

优选的，反应管两端经法兰密封伸出炉体设置，伸出炉体的反应管端部设置有冷却装置。

优选的，所述的配气系统包括气体预混装置，分别并行连接在气体预混装置输入端的试验气瓶，依次连接在气体预混装置输出端的管式炉进气阀和进气流量计；