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书书书犐犆犛７１．１００．９９犌７４中华人民共和国国家标准犌犅／犜３９７０３—２０２０波纹板式脱硝催化剂检测技术规范犌狌犻犱犲犾犻狀犲犳狅狉狋犺犲狋犲狊狋犻狀犵狅犳犮狅狉狉狌犵犪狋犲犱犇犲犖犗狓犮犪狋犪犾狔狊狋狊２０２０１２１４发布２０２１１１０１实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布书书书前 言 本标准按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９给出的规则起草。本标准由中国石油和化学工业联合会提出。本标准由全国化学标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ６３）归口。本标准起草单位：国电环境保护研究院有限公司、启源（西安）大荣环保科技有限公司、大唐南京环保科技有限责任公司、中石化南京化工研究院有限公司、苏州西热节能环保技术有限公司、北京源深节能技术有限责任公司、浙江德创环保科技股份有限公司。本标准主要起草人：朱林、刘炜、江晓明、陈延浩、孔凡海、蔡旭明、吴碧君、李浙飞、姚杰、庄柯。Ⅰ犌犅／犜３９７０３—２０２０波纹板式脱硝催化剂检测技术规范１ 范围本标准规定了波纹板式脱硝催化剂的检测内容、检测设备与检测方法。本标准适用于氨选择性催化还原波纹板式脱硝催化剂的检测。２ 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ＧＢ／Ｔ１９５８７ 气体吸附ＢＥＴ法测定固态物质比表面积ＧＢ／Ｔ２１６５０．１ 压汞法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度 第１部分：压汞法ＧＢ／Ｔ２１６５０．２ 压汞法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度 第２部分：气体吸附法分析介孔和大孔ＧＢ／Ｔ３１５９０ 烟气脱硝催化剂化学成分分析方法ＧＢ／Ｔ３４７０１ 再生烟气脱硝催化剂微量元素分析方法３ 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。３．１波纹板式脱硝催化剂 犮狅狉狉狌犵犪狋犲犱犇犲犖犗狓犮犪狋犪犾狔狊狋狊以平板和波纹板状陶瓷纤维为基材，经浸渍、焙烧而成的脱硝催化剂。３．２单元 犾狅犵由一定数量的波纹板和平板在金属壳内组装而成的集合。３．３节距 狆犻狋犮犺相邻平板内壁中心层之间的距离。３．４几何比表面积 犵犲狅犿犲狋狉犻犮狊狆犲犮犻犳犻犮狊狌狉犳犪犮犲犪狉犲犪气体流通通道的总表面积之和与催化剂体积的比值。３．５开孔率 狅狆犲狀犻狀犵狉犪狋犻狅气体流通通道的截面积与催化剂总截面积的比值。３．６磨损率 犪犫狉犪狊犻狅狀狉犪狋犻狅催化剂经磨损前后相对于对比样质量损失的百分比与所消耗的磨损剂质量的比值。１犌犅／犜３９７０３—２０２０３．７面速度 犪狉犲犪狏犲犾狅犮犻狋狔气体流量与催化剂单元总几何表面积（催化剂单元体积与几何比表面积的乘积）之比。３．８比表面积 狊狆犲犮犻犪犾狊狌狉犳犪犮犲犪狉犲犪单位质量催化剂总表面积，即外表面积与内表面积之和。３．９孔容 狆狅狉犲狏狅犾狌犿犲单位质量催化剂内孔的总容积。３．１０脱硝效率 犱犲狀犻狋狉犻犳犻犮犪狋犻狅狀犲犳犳犻犮犻犲狀犮狔烟气中被脱除的ＮＯ狓与原烟气中所含ＮＯ狓的百分比。３．１１氨氮摩尔比 犖犎３／犖犗狓犿狅犾犪狉狉犪狋犻狅烟气中的ＮＨ３与ＮＯ狓的摩尔比。３．１２活性 犪犮狋犻狏犻狋狔脱硝催化剂在ＮＨ３基还原剂与ＮＯ狓反应的过程中所起到的催化作用的能力。３．１３犛犗２／犛犗３转化率 犛犗２／犛犗３犮狅狀狏犲狉狊犻狅狀狉犪狋犲烟气中的二氧化硫（ＳＯ２）在催化反应过程中被氧化成三氧化硫（ＳＯ３）的百分比。３．１４氨逃逸 犪犿犿狅狀犻犪狊犾犻狆反应器出口烟气中氨的质量浓度（标态，干基，基准含氧量）。３．１５压力降 犱犻犳犳犲狉犲狀狋犻犪犾狆狉犲狊狊狌狉犲烟气在催化剂入口和出口的全压之差。４ 检测方法４．１ 几何性能４．１．１ 外观尺寸用卷尺测量波纹板式脱硝催化剂的几何尺寸中单元的长度（犾）及横截面尺寸（犪，犫），精确至１ｍｍ。用游标卡尺测量波纹宽度（狑ｗ）、波纹高度（犺ｗ）、波纹板的厚度（狋ｗ）、平板的厚度（狋ｆ）、粘结点宽度（狑ｂ）、和节距（狆），精确至０．１ｍｍ。单元体外观示意图见图１。２犌犅／犜３９７０３—２０２０犪） 单元体外观示意图犫） 波形结构示意图图１ 波纹板式脱硝催化剂单元体外观示意图测量点的位置取决于试样的形状，应分散且分布均匀，除单元的长度和横截面尺寸外，其他检测项的测量点数量应不少于１０个，最终结果取算术平均值。４．１．２ 几何比表面积、开孔率根据催化剂单元体尺寸计算波纹板催化剂的几何比表面积和开孔率。几何比表面积犃Ｐ，数值以平方米每立方米（ｍ２／ｍ３）表示，按式（１）计算：犃Ｐ＝４狀１×狑ｗ２－狑ｂ（）２＋犺ｗ槡２＋２狀１×狑ｗ烄烆烌烎×狀２犪×犫×１０００…………（１） 式中：犃ｐ———几何比表面积，单位为平方米每立方米（ｍ２／ｍ３）；狑ｗ———波纹宽度，单位为毫米（ｍｍ）；狑ｂ———波纹板与平板的粘结点宽度，单位为毫米（ｍｍ）；犺ｗ———波纹高度，单位为毫米（ｍｍ）；狀１———单层波纹板所包含的波纹个数；狀２———单元体中所包含的波纹板层数；犪———单元体横截面的长度（平行于波纹方向），单位为毫米（ｍｍ）；犫———单元体横截面的宽度（垂直于波纹方向），单位为毫米（ｍｍ）。计算结果精确至０．１ｍ２／ｍ３。波纹板式催化剂开孔率ε，数值以％表示，按式（２）计算：ε＝１－２狀１×狋ｗ×狑ｗ２－狑ｂ（）２＋犺ｗ槡２＋狑ｂ烄烆烌烎×狀２＋犪×狋ｆ×狀２＋１（）犪×犫烄烆烌烎×１００％……（２） 式中：ε———开孔率；狋ｗ———波纹板的厚度，单位为毫米（ｍｍ）；狋ｆ———平板的厚度，单位为毫米（ｍｍ）。计算结果精确至精确至０．１％。３犌犅／犜３９７０３—２０２０４．２ 理化性能４．２．１ 磨损率４．２．１．１ 试验装置催化剂磨损率测试装置由风机、风量调节阀、给料机、样品仓、测试仓和磨损剂收集器以及除尘器等主要部件组成。测试装置的风管内径为６５ｍｍ，样品仓尺寸应与试样尺寸相匹配，磨损剂在风管上的注入位置距测试样品间的距离应在１．５ｍ～２．５ｍ。磨损率试验装置示意图见图２，每年至少测定一次重复性和再现性，且重复性应不大于５％、再现性不大于１５％，其测定方法按４．２．１．３、４．２．１．４及４．２．１．５的规定。说明：１ ———进风口过滤器；２———风机；３———风量调节阀；４———流量计；５１、５２———风速测口；６———对比样样品仓；７———给料机；８———测试样样品仓；９———旋风分离器；１０———袋式除尘器；１１———下料仓；１２———磨损剂收集器。图２ 磨损率试验装置示意图４．２．１．２ 仪器和材料４．２．１．２．１ 电子秤：量程０ｋｇ～５０ｋｇ，精确至１０ｇ。４．２．１．２．２ 电子天平：量程０ｇ～５００ｇ，精确至０．００１ｇ。４．２．１．２．３ 磨损剂：干燥的石英石矿砂，粒径范围０．３００ｍｍ～０．４２５ｍｍ。４．２．１．２．４ 恒温烘箱：温度控制精度优于±２℃。４．２．１．３ 试样制备截取两块横截面边长为６０ｍｍ～７０ｍｍ、长度为１００ｍｍ±２ｍｍ的试样，包含硬化端，作为测试样４犌犅／犜３９７０３—２０２０品和对比样品，装入专用套筒，仅露出两端端面，置于１０５℃±２℃的恒温烘箱中干燥２ｈ，取出置于干燥器内自然冷却至室温，称重。４．２．１．４ 测定将样品用高岭棉包裹，置于样品仓中，样品外壁与仓壁之间应完全密封，以保证空气和磨损剂完全从试样的通道中流过，磨损剂在整个测试时间内应匀速加入。按表１条件进行测定。测定完成后，从样品仓中取出试样，清理试样内残留的磨损剂，置于１０５℃±２℃的恒温烘箱中干燥２ｈ，取出置于干燥器内自然冷却至室温，称重。表１ 波纹板式催化剂磨损强度测试条件序号项目参数１催化剂孔道内风速／（ｍ／ｓ）１０．５±０．５２磨损剂浓度／（ｇ／ｍ３）５０±５３测试时间／ｈ２４．２．１．５ 试验数据处理催化剂的磨损率ζｈ，数值以％／ｋｇ表示，按式（３）计算：ξｈ＝１－犿２犿１×犿３犿４（）×１００犿…………………………（３） 式中：犿１———测试前测试样品质量的数值，单位为克（ｇ）；犿２———测试后测试样品质量的数值，单位为克（ｇ）；犿３———测试前对对比样品质量的数值，单位为克（ｇ）；犿４———测试后对比样品质量的数值，单位为克（ｇ）；犿———磨损剂质量的数值，单位为千克（ｋｇ）。测定结果精确至０．０１％／ｋｇ。４．２．２ 比表面积４．２．２．１ 仪器设备４．２．２．１．１ 比表面积仪。４．２．２．１．２ 电子天平：精确至０．０００１ｇ。４．２．２．２ 样品制作及预处理截取一定质量的催化剂有效反应壁面作为试样，采样时应避开硬化部位，选取在单元迎风面５０ｍｍ之后及背风面５０ｍｍ之前的区域，且包含玻璃纤维基材。将试样破碎成直径不大于３ｍｍ的颗粒后装入样品管内，２５０℃真空脱气不少于２ｈ后待用。４．２．２．３ 测定按照ＧＢ／Ｔ１９５８７的规定，采用多点ＢＥＴ法进行测定，测定结果精确至０．１ｍ２／ｇ。５犌犅／犜３９７０３—２０２０４．２．３ 孔容４．２．３．１ 压汞法４．２．３．１．１ 仪器设备４．２．３．１．１．１ 压汞仪：测量孔径范围１０ｎｍ～１００００ｎｍ。４．２．３．１．１．２ 电子天平：精确至０．０００１ｇ。４．２．３．１．１．３ 汞：分析纯或优级纯。４．２．３．１．１．４ 液氮：纯度不低于９９％。４．２．３．１．２ 采样截取一定质量的催化剂有效反应壁面作为试样，采样时应避开硬化部位，选取单元迎风面５０ｍｍ之后及背风面５０ｍｍ之前的区域，且包含玻璃纤维基材。４．２．３．１．３ 预处理将试样破碎成直径不大于３ｍｍ的颗粒后放入坩锅，置于马弗炉内３００℃下煅烧１ｈ，取出后冷却至室温，称取一定质量的试样，装入样品管中，待用。４．２．３．１．４ 测定按照ＧＢ／Ｔ２１６５０．１的规定，采用压汞法对样品孔容进行测定，包含低压和高压测试两个部分。测得孔径在１０ｎｍ～１００００ｎｍ的孔容，测定结果精确至０．００１ｃｍ３／ｇ。４．２．３．２ 气体吸附法４．２．３．２．１ 仪器设备４．２．３．２．１．１ 气体吸附仪：测量孔径范围２ｎｍ～１００ｎｍ。４．２．３．２．１．２ 电子天平：精确至０．０００１ｇ。４．２．３．２．１．３ 氮气：纯度不低于９９．９９％。４．２．３．２．１．４ 氦气：纯度不低于９９．９９％。４．２．３．２．１．５ 液氮：纯度不低于９９％。４．２．３．２．２ 采样同４．２．３．１．２。４．２．３．２．３ 预处理将试样破碎成直径不大于３ｍｍ的颗粒，称取一定质量的试样，置于样品管中２５０℃真空脱气处理不少于２ｈ，待用。４．２．３．２．４ 测定按照ＧＢ／Ｔ２１６５０．２的规定，采用气体吸附法对样品孔容进行测定。测得孔径范围２ｎｍ～１００ｎｍ的孔容，测定结果精确至０．００１ｃｍ３／ｇ。４．２．４ 主要化学成分波纹板式脱硝催化剂主要化学成分包括二氧化钛、三氧化钨、三氧化钼、五氧化二钒、二氧化硅、三６犌犅／犜３９７０３—２０２０氧化二铝、氧化钙，其含量按ＧＢ／Ｔ３１５９０的规定测定。４．２．５ 微量元素波纹板式脱硝催化剂微量元素包括钾、钠、铁、磷、砷，其含量按ＧＢ／Ｔ３４７０１的规定测定。４．３ 反应性能警示———本标准所涉及的试验用气体（含犖犎３、犛犗２、犖犗等）对人体健康和安全具有中毒、易燃、易爆危害，必须严防系统漏气，现场严禁明火，应配备必要的灭火器材和排风设备等预防设施。４．３．１ 试验装置４．３．１．１ 装置波纹板式脱硝催化剂反应性能采用专门的试验装置，针对完整的催化剂单元体或按照指定要求切割后的催化剂样品进行测定，其试验装置示意图见图３。说明：１１～１５———气体钢瓶；２———水箱；３１～３５———减压阀；４１～４５———气体流量计；５———计量泵；６１、６２———气体混合器；７———蒸发器；８———预热器；９———气体浓度检测仪；１０１、１０２———压力计；１１———反应器；１２———尾气净化装置；１３———引风机；１４———尾气排放口。图３ 反应性能测试装置示意图４．３．１．２ 主要参数波纹板式脱硝催化剂反应性能试验装置主要参数及要求