一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置及其方法与流程

本发明涉及大气污染物防治和监测，尤其涉及一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置及其方法。

背景技术：

1、水泥窑烟气与其他工业过程废气相比，具有含尘量大、飞灰粒径小等特点，烟气中高浓度的飞灰颗粒对scr脱硝催化剂造成严重的冲蚀磨损。催化剂磨损会破坏其物理结构，且无法通过再生恢复活性，使得耐磨性能成为衡量催化剂性能的重要指标。因此，对水泥脱硝催化剂开展准确的耐磨性能测试，对于催化剂的质量控制与工程选型具有重要意义。

2、目前，scr脱硝催化剂磨损强度测试装置通常由风机、风量调节装置、自动加料机、样品仓和磨损剂收集装置等主要部分组成。现有测试装置中，对比样品仓和测试样品仓可采用串联或并联两种布置方式。其中，并联测试法因可同时进行对比样品与测试样品的磨损试验而被广泛采用。典型的并联测试装置包括至少一条样品对比风路和至少一条样品试验风路，各套试验装置之间并联设置。然而，并联测试法在实际应用中存在以下显著缺陷：

3、第一，两路独立风道的运行工况难以同步。并联测试需要两路独立的风道系统——干净风路与含砂风路，两路的风量、管路阻力及内部涡流状态很难达到完全一致，导致气流冲刷基准不一致，无法精准扣除纯气流风蚀对催化剂造成的磨损，耐磨测试结果误差大、重复性差。

4、第二，系统复杂、控制难度高。并联测试需要配置两路独立的流量调节阀、两套加热保温系统及两套除尘过滤装置，阀门、管路及仪表数量成倍增加，多点参数同步控制难度极高。长期运行过程中，易出现风量漂移和温度偏差等问题。

5、第三，支路阻力动态变化引入额外误差。随着测试的进行，两路试样磨损及滤袋堵塞会不断改变各自支路的阻力特性，操作人员需要反复调节两路阀门以平衡风速，人为操作引入额外误差，同批次平行样数据离散度高。

技术实现思路

1、针对以上不足，本发明提供一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置，通过串联的方式设置对比仓和测试仓，能够解决现有的并联设置的测试装置工况难以同步和支路阻力动态变化会引入额外误差的问题，具体技术方案如下：

2、一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置，包括：

3、鼓风机，用于提供模拟测试的流动空气；

4、喂料单元，包括料仓、螺旋输送机和电磁阀，所述螺旋输送机的进料口与料仓连接，所述螺旋输送机的出料口与电磁阀连接，所述料仓内存储有磨损剂；

5、旋风分离器，用于对流动空气中的磨损剂进行分离和收集；

6、管路，所述管路两端分别与鼓风机和旋风分离器连接，所述喂料单元与管路的中部连接，所述管路上分别设置有对比仓和测试仓，所述对比仓位于鼓风机和喂料单元之间，所述测试仓位于喂料单元和旋风分离器之间，所述电磁阀与管路连接；

7、检测单元，包括风速仪、压力表和流量计，所述风速仪、压力机和流量计均安装在管路上，用于对流动气体进行检测；

8、控制单元，所述控制单元与鼓风机、喂料单元、旋风分离器和检测单元电性连接。

9、优选的，所述对比仓和测试仓在管路上为串联布置。

10、优选的，所述流量计安装在鼓风机和对比仓之间，所述风速仪安装在对比仓和喂料单元之间，所述压力表为多个，分别分布在对比仓和测试仓两端。

11、优选的，所述对比仓与测试仓结构相同，所述对比仓包括仓体、仓盖和锁紧件，所述仓体两端分别设置有与管路管径匹配的进风口和出风口，所述出风口和进风口分别与管路连接所述仓体顶部设有用于去放样品的开口，多个所述锁紧件分别安装在仓体水平两侧的外侧壁上，所述仓盖通过锁紧件固定在仓体顶部，用于封闭开口。

12、优选的，所述控制单元包括控制柜，所述控制柜上设置有显示屏，所述显示屏用于集成展示鼓风机、喂料单元和检测单元的参数。

13、优选的，所述鼓风机输出的风速为14.5±0.5m/s，风量为90-350m³/h，所述喂料单元的喂料速度为30-300g/min。

14、优选的，所述锁紧件包括铰链、拉杆和压块，所述拉杆的一端通过铰链安装在仓体的外侧壁上，所述压块与拉杆的另一端为螺纹连接，所述仓盖两侧设置有受压板，所述受压板上设置有与拉杆配合的凹槽。

15、优选的，所述控制单元还包括报警器，所述报警器与鼓风机、喂料单元和检测单元电性连接，当鼓风机、喂料单元和检测单元电性传输的数据信号达不到设定值时，报警器会进行报警。

16、优选的，所述管路外侧壁上覆盖有保温层。

17、一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试方法，采用上述一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置：

18、s1：打开对比仓和测试仓，将对比样品和测试样品分别放入对比仓和测试仓内，然后关闭对比仓和测试仓；

19、s2：在料仓内放入磨损剂；

20、s3：在控制单元上对鼓风机的风速和风量，以及喂料单元的喂料速度进行设定；

21、s4：通过控制单元启动鼓风机、喂料单元和旋风分离器，控制单元自动对检测单元传输的数据进行记录和保存；

22、s5：测试完成后，控制单元关闭鼓风机、喂料单元和旋风分离器，之后便可取出对比样品和测试样品进行分析比对。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、1.本发明的测试过程中，同一股气流先经过空白对比试样，仅产生纯气流冲蚀失重，气流携带石英砂后再冲击测试试样，总失重 = 气流冲蚀 + 石英砂颗粒磨蚀。两组试样风速、温度、湍流、风压完全一致，仅变量为是否接触石英砂，直接用测试样失重减去对比样失重，即可得到纯石英砂颗粒磨损量，耐磨率计算无系统偏差。解决了现有采用并联设计对比仓和测试仓的缺陷：两路独立风道，干净风、含砂风两路风量、管路阻力、涡流很难完全同步，气流冲刷基准不一致，无法精准扣除风蚀，耐磨测试结果误差大、重复性差。

25、2.本发明仅一套风机、一套加料器和一套除尘后端，相比于现有的并联设计对比仓和测试仓的测试装置，其零部件更少，因此降低系统结构复杂度和多参数协同控制难度，并减少因部件数量增加而引起的泄漏 、堵塞、漂移及控制失效风险，从而提高设备长期运行的稳定性和可靠性，同时降低设备制造、维护及校准成本。

26、3.本发明中，串联设置的对比仓和测试仓为单一阻力回路，风机负荷恒定，仅需单点监测流量、压力，试验过程参数波动小。而现有并联设置的对比仓和测试仓中两路试样磨损、滤袋堵塞会不断改变支路阻力，需要反复调节两路阀门平衡风速，引入额外误差，同批次平行样数据离散度高。

1.一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置，其特征在于，所述对比仓（5）和测试仓（6）在管路（4）上为串联布置。

3.根据权利要求1所述的一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置，其特征在于，所述流量计（9）安装在鼓风机（1）和对比仓（5）之间，所述风速仪（7）安装在对比仓（5）和喂料单元（2）之间，所述压力表（8）为多个，分别分布在对比仓（5）和测试仓（6）两端。

4.根据权利要求1所述的一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置，其特征在于，所述对比仓（5）与测试仓（6）结构相同，所述对比仓（5）包括仓体（51）、仓盖（52）和锁紧件，所述仓体（51）两端分别设置有与管路（4）管径匹配的进风口和出风口，所述出风口和进风口分别与管路（4）连接所述仓体（51）顶部设有用于去放样品的开口，多个所述锁紧件分别安装在仓体（51）水平两侧的外侧壁上，所述仓盖（52）通过锁紧件固定在仓体（51）顶部，用于封闭开口。

5.根据权利要求1所述的一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置，其特征在于，所述控制单元包括控制柜，所述控制柜上设置有显示屏，所述显示屏用于集成展示鼓风机（1）、喂料单元（2）和检测单元的参数。

6.根据权利要求1所述的一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置，其特征在于，所述鼓风机（1）输出的风速为14.5±0.5m/s，风量为90-350m³/h，所述喂料单元（2）的喂料速度为30-300g/min。

7.根据权利要求4所述的一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置，其特征在于，所述锁紧件包括铰链（53）、拉杆（54）和压块（55），所述拉杆（54）的一端通过铰链（53）安装在仓体（51）的外侧壁上，所述压块（55）与拉杆（54）的另一端为螺纹连接，所述仓盖（52）两侧设置有受压板（56），所述受压板（56）上设置有与拉杆（54）配合的凹槽。

8.根据权利要求1所述的一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置，其特征在于，所述控制单元还包括报警器，所述报警器与鼓风机（1）、喂料单元（2）和检测单元电性连接，当鼓风机（1）、喂料单元（2）和检测单元电性传输的数据信号达不到设定值时，报警器会进行报警。

9.根据权利要求1所述的一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置，其特征在于，所述管路（4）外侧壁上覆盖有保温层。

10.一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试方法，采用权利要求1-9任一一项所述的一种水泥脱硝催化剂的耐磨性能测试装置，其特征在于：