[發(fā)明專利]一種濕法脫硫煙囪仿真試驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710665960.3
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN107290273A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張林俊;蔡婷玉;冀運東;黃敏;彭領(lǐng)新;梁天生;任念毛;張林
• 申請（專利權(quán)）人: 中機國能電力工程有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 上海宣宜專利代理事務(wù)所(普通合伙)31288
• 代理人: 劉君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于火力發(fā)電煙氣無害化處理研究領(lǐng)域，涉及一種濕法脫硫煙囪仿真試驗裝置。

背景技術(shù)

電廠煙氣的濕法脫硫工藝，顯著改變了煙囪內(nèi)溫濕度以及介質(zhì)條件。經(jīng)過FGD濕法脫硫之后，煙氣中大約90％～99％的SO2被從煙氣中脫除，但是由于在脫硫后的煙氣中引入了大量的水分，并且將煙氣溫度降至50℃左右。這種工況下的煙囪內(nèi)壁產(chǎn)生冷凝水，因此稱為“濕煙囪”。濕煙囪存在煙雨下洗和煙囪排煙筒內(nèi)襯腐蝕兩個技術(shù)難題，前者來自環(huán)境保護限制，后者來自高煙囪安全耐久性要求。這兩個問題解決不好，可能在環(huán)境評估或安全生產(chǎn)方面火電廠項目無法驗收投運。所以國內(nèi)外對這兩個問題都在進行深入的研究和實踐。

由于試驗條件受限等原因，通常對于煙囪內(nèi)襯防腐材料的腐蝕試驗研究，都是針對較小的試塊開展的，其試驗結(jié)果比較難反映真實工程中材料大面積應(yīng)用的實際情況；并且試驗也大多是采用某種單一的腐蝕介質(zhì)進行的，與實際工程的腐蝕條件并不相符。

考慮到上述材料小試塊試驗具有局限性，對于煙囪內(nèi)襯材料防腐及煙囪雨等問題的研究，研究人員不得不到各運行中或檢修中的煙囪去實地開展研究工作。這種方法費用高、不方便、不安全；另外不同工程的煙囪運行條件不同，所以收集到的數(shù)據(jù)很難進行對比分析，因此基于這些數(shù)據(jù)的理論研究價值低、說服力差。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上不足，本發(fā)明的濕法脫硫煙囪仿真試驗裝置，可以模擬發(fā)電廠的燃煤煙氣經(jīng)過濕法脫硫后的煙氣特征(流速、壓力等)，用于煙囪內(nèi)襯防腐材料的仿真腐蝕試驗研究，同時也可用作燃煤煙氣引起的環(huán)境問題研究，包括氣污染、水污染、重金屬污染等。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種濕法脫硫煙囪仿真試驗裝置，包括排煙裝置、氣流裝置、噴淋裝置、廢氣收集裝置、冷凝液收集裝置和中控系統(tǒng)；所述排煙裝置包括內(nèi)襯防腐材料的水平煙道和垂直煙道，所述垂直煙道垂直設(shè)置于水平煙道的末端，用于模擬實際煙囪；所述氣流裝置設(shè)置于水平煙道的起始端，包括氣流箱，所述氣流箱用于產(chǎn)生硫的氧化物氣體，并與空氣混合形成模擬氣流向排煙裝置輸送；所述噴淋裝置設(shè)置于水平煙道的靠近起始端的上方，包括罐體和噴淋管，所述罐體用于儲存脫硫劑，所述噴淋管用于將脫硫劑向模擬氣流噴灑，使模擬氣流脫硫；所述廢氣收集裝置設(shè)置于所述垂直煙道的上端，包括廢氣收集器，用于收集模擬氣流脫硫后的產(chǎn)生的廢氣；所述冷凝液收集裝置設(shè)置于所述垂直煙道的下端，包括管道相連的收集盤和收集罐，用于收集模擬氣流脫硫后的產(chǎn)生的冷凝液；所述監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控裝置和控制器，所述監(jiān)控裝置為多個，分別設(shè)置于水平煙道和垂直煙道的內(nèi)壁上，并與控制器相連，用于監(jiān)控所設(shè)置部位的各項參數(shù)，并將監(jiān)控結(jié)果傳輸?shù)剿隹刂破鳎隹刂破饔糜诮邮詹@示監(jiān)控數(shù)據(jù)。

所述氣流裝置還包括風(fēng)機，所述風(fēng)機用于促使所述模擬氣流在水平煙道和垂直煙道內(nèi)流動。

所述監(jiān)控裝置包括流量計、溫度計、壓力計，所述控制器為PLC控制器。

所述控制器還與氣流裝置和噴淋裝置相連，根據(jù)所述監(jiān)控結(jié)果自動調(diào)節(jié)氣流箱的模擬氣流輸送速度、風(fēng)機的運轉(zhuǎn)速度和噴淋管的噴淋速度，將煙道內(nèi)氣體流速、溫度、壓力控制在一定參數(shù)范圍內(nèi)。

所述參數(shù)范圍為，氣體流速為15m/s-30m/s，溫度為40-50℃，壓力為200kPa-1000kPa。

所述氣流箱采用硫磺燃燒的方式制氣，制得的氣體為SO2和SO3。

所述垂直煙道高度與實際煙囪高度比為1∶40，所述垂直煙道和水平煙道直徑與實際煙囪直徑比為1∶3。

所述垂直煙道高度為5米，垂直煙道和水平煙道的直徑為2米。

所述垂直煙道頂端設(shè)置有振動風(fēng)機。

所述廢氣收集器與氣流箱相連，將收集的廢氣返回到氣流箱重新用于形成模擬氣流。

本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

1.優(yōu)良的腐蝕研究平臺：燃煤煙氣濕化后，形成酸性冷凝液，對于排煙筒材料的腐蝕非常嚴(yán)重。我國已經(jīng)發(fā)生多起排煙筒被腐蝕后，強度劣化導(dǎo)致倒塌的事故。對于排煙筒的防腐蝕技術(shù)研究，我國也形成了熱潮，各種技術(shù)方法紛紛涌現(xiàn)，但是大多數(shù)的實際效果一般。要么成本高昂、要么效果不好，甚至成本高效果還不好。主要問題在于大多數(shù)研究者和生產(chǎn)者過多的重視腐蝕中的化學(xué)問題，而忽視了腐蝕中的物理問題。煙筒的復(fù)雜工況是導(dǎo)致大多數(shù)防腐措施失效的直接原因。而本模擬裝置可以提供較為直接的防腐可靠性檢驗，是一個優(yōu)良的腐蝕研究平臺。可進行各類濕煙囪相關(guān)防腐系統(tǒng)試驗研究。