[發明專利]一種連續法測定活性焦二氧化硫容量的自動化裝置

在審

• 申請號: 201610130150.3
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105548305A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 張建嶺;姚常斌;余劍;曾璽;李長明
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;陳琳琳

技術領域

本發明涉及污染物吸附容量的環保技術儀器裝備，特別適用于活性焦吸附氣體 污染物容量領域。

背景技術

近年來采用吸附法脫出氣體污染物的工業應用越來越廣泛，例如煙氣脫硫、糖脫 色、油氣回收、廢水處理等，同時，作為吸附劑的活性焦、活性炭、分子篩、硅藻土 等在實際工業應用中的吸附效果和容量情況迫切需要定量定性評價，目前，這種行業 針對性強、領域相對狹窄的分析測試儀器比較匱乏，實驗室自行搭建裝置居多，常常 難以實現自動化、標量化、誤差比較大，對于連續運轉工業裝置，這種間歇化裝置人 工成本比較高，難以滿足工業規模化測量需求。

以工業煙氣脫硫為例，電廠煙氣包括氧氣、氮氣、水蒸氣、二氧化碳、硫化物、 氮氧化物等，其組成較為復雜。由于煙氣溫度120℃以上，在工業采用活性焦脫硫時， 不同規格活性焦二氧化硫在不同工況下吸附量關系整個裝置穩定運行，目前實現自 動化測定活性焦二氧化硫吸附量裝置在國內基本屬于空白。

一般國內測定活性焦在煙氣內的二氧化硫吸附量的實驗裝置由三部分構成：煙 氣混合裝置、活性焦吸附單元、煙氣組成檢測裝置。煙氣混合裝置包括氮氣、氧氣、 二氧化硫，水蒸氣由于需要120℃以上保溫，因此一般經過反應器加熱器加熱后進入 反應器直接與混合過氣體進行二次混合后經過活性焦，氮氣、氧氣、二氧化硫都有標 準氣體，都可以通過質量流量計進行定量。但水蒸氣目前在定量方面具有一定誤差， 水通過蠕動泵或者恒流泵進行定量后進入水蒸氣氣化器進行氣化，氣化后的水蒸氣 直接進入反應器與混合過氣體進行二次混合，這個過程水蒸氣氣化效率穩定性是確 定模擬煙氣中水蒸氣含量的關鍵因素，在大部分測量實驗裝置中這點都被忽視。同 時，工業過程中，煙氣溫度在80-180℃，一般實驗裝置模擬煙氣沒有設置特定預熱 系統，煙氣溫度在常溫就通入反應器，導致通過反應器活性焦料層是可能反應溫度達 不到實際模擬吸附溫度。

活性焦吸附單元由加熱單元和反應器兩部分組成，由于活性焦脫硫吸附溫度在 80-180℃，因此活性焦吸附單元的加熱單元對加熱功率要求不高，假如采用常規莫來 石、硅酸鋁等結構爐型，會導致實驗裝置重量增加，結構不緊湊，安裝復雜。反應器 結構設計通常采用分布板作為支撐和氣體分布器，模擬煙氣進出口沒有進行優化，安 裝比較困難，有些實驗裝置才出口還需要進行拆卸加熱帶，導致樣品裝卸時間比較 長。

煙氣組成檢測需要額外煙氣分析儀進行檢測，在入口和出口都進行檢測，煙氣入 口由于氣體不含有顆粒物不用添加過濾裝置就可以直接檢測，煙氣出口處由于氣體 可能含有顆粒物，需要過濾裝置。

針對目前通用測定活性焦在煙氣內的二氧化硫吸附量的實驗裝置存在水蒸氣定 量不精確、缺乏煙氣專門預熱系統、加熱裝置復雜笨重、檢測系統集成度低等技術性 問題，現有技術并無有效的解決方案。

發明內容

本發明針對現有技術中活性焦在煙氣內的二氧化硫吸附量的裝置存在的缺陷， 提供了一種連續法測定活性焦二氧化硫容量的自動化裝置。

本發明提供的連續法測定活性焦二氧化硫容量的裝置，包括煙氣混合裝置、水蒸 氣產生裝置、氣體混合裝置和反應管，其特征在于：

所述煙氣混合裝置包括預混器；

所述水蒸氣產生裝置包括泵、氣化器和氣體流量計，水經泵進入氣化器氣化；

所述預混器出口的氣體和經氣化器氣化后的水蒸氣進入氣體混合裝置后得到混 合氣，混合氣經管道進入反應管；

所述反應管內設置電阻絲和分布板，混合器在反應管內和活性焦充分接觸，經活 性焦吸附后的混合氣排出反應管。

優選的，所述預混器上設置有若干個氣體入口。

優選的，所述泵為蠕動泵或平流泵。

優選的，所述反應器包括上反應管和下反應管，其材質均為石英玻璃。

優選的，所述反應管和氣體混合裝置之間的管道包括加熱管。

優選的，所述氣體混合器內部設置若干隔板。

優選的，所述裝置還包括氣體檢測器，所述氣體檢測器檢測預混器和活性焦吸附 后的混合氣，所述氣體檢測器包括電化學傳感器。

優選的，所述氣體混合器的內部設置加熱絲，或所述混合器的外部設置加熱管 路；或所述混合器的內部設置加熱絲，所述混合器的外部設置加熱管路。