[發明專利]濾料腐蝕模擬實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201410248082.1
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104089869B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 龍新峰;吳娟
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及高溫、酸性循環氣體中濾料腐蝕實驗技術，具體涉及一種濾料腐蝕實驗裝置及方法。

背景技術

近年出現的霧霾和沙塵暴對人們的生活和健康造成了重大影響，燃煤電廠排放的粉塵是造成空氣惡化的重要原因之一，尤其是粒徑在0.5~5μm之間的粉塵對人類危害最大。袋除塵和電袋除塵技術是目前應用較為廣泛的一種高效的除塵方法，除塵效率高達99.99%，是解決大氣污染問題十分有效的途徑。

目前，我國燃煤電廠布袋除塵器濾料多采用PTFE (聚四氟乙烯) 和PPS (聚苯硫醚) 纖維。PTFE纖維和PPS纖維均具有良好的耐酸、堿腐蝕性能，但在高溫條件下 (130℃以上)，煙氣中的SO_x 、NO_x等都會加速纖維的老化，從而極大地縮短了濾料的使用壽命。在電廠除塵操作成本中，袋式除塵器濾料費用約占設備費用的15％，更換濾袋費用占除塵器運行年成本的20％。濾袋破損不僅造成粉塵排放濃度超標，也會造成設備維修成本增加，影響除塵器作業，增加運行成本。因此分析濾料在不同煙氣濃度及溫度下的腐蝕情形就顯得十分必要。這可為制定相應防腐蝕措施提供依據，從而提高除塵器濾袋壽命。

國內外對濾料耐腐蝕性能的檢測，分別制定了相應的標準。日本采用的是浸泡法，將相同規格的濾料 (10cm×40cm) 分別浸泡在不同濃度、不同溫度的酸溶液中一定時間，檢測濾料的斷裂強力和斷裂伸長率，以此來評價濾料的腐蝕情況。德國必達福公司將濾料浸泡在一定濃度的酸、堿液中，并使濾料承受一定的拉力，檢測研究濾料的耐酸性能。目前，國內檢測濾料耐腐性方法主要采用浸泡法，即將合適規格濾料放入一定濃度的酸或堿溶液中進行浸泡，分別測試在常溫和85℃下腐蝕后濾料的斷裂強力和斷裂伸長率。

東北大學主要研究濾料在常溫酸性、堿性溶液、熱酸溶液中的斷裂強力變化，采用了60％H₂SO₄和40％NaOH溶液進行測試。東華大學對垃圾焚燒凈化煙氣用濾料進行測試，分別采用10％H₂SO₄、20％HCl和10％NaOH進行對比測試。莊玉玲等采用了氣體腐蝕法控制不同的溫度、氣體濃度及曝露時間來模擬實際電廠除塵過程中SO₂、O₃、NO₂、O₂對濾料的腐蝕情況。

雖然莊玉玲等人的氣體腐蝕試驗方法及操作能夠比較有效的模擬出實際工況下濾料的腐蝕情況，但是當酸性氣體以恒定的速率通入到老化試驗箱中時，在濾料周圍徑向和軸向的方向必然存在氣體濃度梯度，使得濾料周圍的氣體濃度不均勻，以致濾料的腐蝕情形和實際情況不符。

發明內容

為克服現有濾料測試裝置的不足，同時也為了更真實地模擬濾料在袋式除塵和電袋除塵過程中的腐蝕情況，本發明提出了濾料腐蝕模擬實驗裝置及方法，使氣體對濾料的腐蝕更加接近于實際情況，具體技術方案如下。

濾料腐蝕模擬實驗裝置，其包括氣體流量控制裝置、恒溫箱、老化試驗箱、風機、煙氣分析儀和吸收瓶；氣體流量控制裝置包括第一氣瓶、第一流量計、第二氣瓶和第二流量計；恒溫箱側面及頂部開孔，供老化試驗箱的氣體進出管道穿過；恒溫箱內部水平方向上布置了一根第一不銹鋼桿，且該不銹鋼桿位于老化試驗箱的外部，不銹鋼桿上平行懸掛有第一濾料；老化試驗箱位于恒溫箱的內部，老化試驗箱的內部并排安裝若干根第二不銹鋼桿，第二濾料平行地懸掛在第二不銹鋼桿上；老化試驗箱的頂部安裝有熱電偶溫度計和壓力表，并且設置有泄壓閥；老化試驗箱的氣體進口管道和氣體出口管道之間設有風機；第一氣瓶和第二氣瓶中氣體經第一閥門V1進入到恒溫箱內的老化試驗箱中；氣體出口管道可通過第三閥門V3與煙氣分析儀相連，最終通過第四閥門V4與吸收瓶相連。

進一步優化的，第一氣瓶中的氣體為酸性氣體，如SO_x和NO_x，第二氣瓶中的氣體為惰性氣氛，如N₂，第一流量計和第二流量計分別位于第一氣瓶和第二氣瓶的出口管路上，用于調節氣體出口流率。

進一步優化的，恒溫箱的內材為不銹鋼板，溫度可調范圍是25℃-250℃，恒溫箱內的第一不銹鋼桿距恒溫箱底部最少20cm。