一种气态单质汞的氧化剂和吸附剂的性能评价装置，包括吸附反应系统以及分别与吸附反应系统入口处相连的烟气模拟系统和多相煤燃烧系统，吸附反应系统上设有若干个取样点，取样点与多相煤燃烧系统出口分别与能够检测汞浓度和分析烟气的检测系统相连；其中，所述的烟气模拟系统包括控温气体混合箱以及分别与控温气体混合箱相连的汞蒸气发生器、水蒸气发生器以及用于模拟烟气的储气瓶；控温气体混合箱与吸附反应系统的入口相连。该装置能够对模拟烟气和实际烟气中汞的氧化剂和吸附剂性能进行评价，且成本低，可操作性强。
【技术实现步骤摘要】
一种气态单质汞的氧化剂和吸附剂的性能评价装置
本专利技术属于烟气的吸附净化领域，具体涉及一种气态单质汞的氧化剂和吸附剂的性能评价装置。
技术介绍
燃煤排放的汞是人为汞污染的主要来源之一，汞是一种剧毒污染物，在微生物的作用下汞可以转化为毒性比汞更强的甲基汞，可以通过生物富集作用，通过食物链积累到人体内。此外，汞也是一种神经毒素，可以累积在大脑组织中，导致人体运动失调、语言障碍等。汞的控制研究已成为本世纪以来国内外的一大热点，研究内容主要包括汞的形态与转化、汞的均相和多相反应机理、汞的脱除技术等。浙江大学、清华大学、东南大学、湖南大学、华北电力大学、华中科技大学等大学的研究中心在这些方面开展了大量的研究。在静电除尘器(ESP)或布袋除尘器上游喷射粉末活性炭(PAC或AC)是燃煤电厂最有前途的汞控制技术。烟气温度、烟气组分、汞浓度以及吸附剂的颗粒尺寸都会影响吸附剂对汞的俘获能力。国内外的学者围绕着寻求高效的单质汞氧化剂，脱汞效率高、价格低廉的吸附剂以及吸附剂改性手段进行了大量的研究，并取得了一定的成果。为开发出高比表面积、高吸附性能、可与活性炭媲美的、新型的高效氧化剂及吸附剂，许多研究学者对研究的吸附剂进行了大量的尝试。在研究过程中需要对氧化剂、脱汞吸附剂的各种性能进行评价，如脱汞率、其它烟气组分的影响等。在燃煤厂现场进行操作，存在操作复杂、过程长、效率低、不确定性因素多、成本较高等缺点；而且锅炉烟道复杂，气体成分变化很大，不同取样点的位置、气体样品的采集方法及分析仪器实验方法的选择都会影响测量结果。所以，采用统一的测试条件，减少不必要的影响因素来衡量在同一工况下的不同的汞吸附剂的吸附效果很有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种气态单质汞的氧化剂和吸附剂的性能评价装置，该装置能够对模拟烟气和实际烟气中汞的氧化剂和吸附剂性能进行评价，且成本低，可操作性强。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案包括吸附反应系统以及分别与吸附反应系统入口处相连的烟气模拟系统和多相煤燃烧系统，吸附反应系统上设有若干个能够打开和关闭的取样点，取样点与多相煤燃烧系统的出口分别与能够检测汞浓度和分析烟气的检测系统相连；其中，所述的烟气模拟系统包括控温气体混合箱以及分别与控温气体混合箱相连的汞蒸气发生器、水蒸气发生器以及用于模拟烟气的储气瓶；控温气体混合箱与吸附反应系统的入口相连。所述的吸附反应系统包括烟道以及设置在烟道外的烟道保温装置，且若干取样点沿烟气流向均匀的设置在烟道上，烟道的入口处设有用于喷射活性炭和吸附剂混合物的第一给粉装置，且控温气体混合箱的出口和多相煤燃烧系统的出口分别经过第一给粉装置与烟道的入口相连。所述的烟气模拟系统的出口与第一给粉装置之间设有第一阀门，多相煤燃烧系统的出口与第一给粉装置之间设有第二阀门。所述的烟道的出口处依次设有第一旋风分离器、布袋除尘器以及活性碳柱。所述的多相煤燃烧系统与检测系统之间依次设有第三阀门以及尾气处理系统，尾气处理系统与取样点相连。所述的尾气处理系统包括依次相连的第二旋风除尘器、除酸器以及除水装置，第二旋风除尘器分别与取样点和第三阀门的出口相连，除水装置与检测系统相连。所述的检测系统包括由第一、二支路构成的汞形态转化装置，第一支路上设有内部装有二价汞脱除剂的第一洗气瓶，第二支路上设有第二、三洗气瓶，第二支路上设有内部装有SO2去除剂，第三洗气瓶内装有将二价汞还原成单质汞的还原剂；其中，第一、二支路的入口分别与除水装置相连，第一、二支路的出口分别与测汞仪相连，测汞仪的出口与烟气分析仪相连。所述的多相煤燃烧系统包括炉体以及设在炉体中的炉膛，炉膛外设有炉膛保温装置炉膛外部设有将空气分为一次风和二次风的送风机，送风机的一次风出口与用于喷射煤粉与单质汞氧化剂混合物的第二给粉装置相连，第二给粉装置设置在炉膛的入口处；送风机的二次风出口与炉膛上开设的二次风入口相连，炉膛的出口分别与第一给粉装置和第三阀门的入口相连。所述的汞蒸气发生器与控温气体混合箱之间、水蒸气发生器与控温气体混合箱之间、储气瓶与控温气体混合箱之间的管路均依次设有流量控制装置、截止阀以及单向阀。所述的储气瓶包括并联的SO2气瓶、NO气瓶、HCl气瓶、O2气瓶、N2气瓶、CO2气瓶，且SO2气瓶、NO气瓶、HCl气瓶、O2气瓶、N2气瓶、CO2气瓶分别与控温气体混合箱相连。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于:本专利技术设置了模拟烟气系统能够很好的模拟电厂的燃煤烟气组分，并精确地生成一定浓度的二价汞和单质汞，多相煤燃烧系统可以产生模拟电厂环境下的实际的燃煤烟气同时进行单质汞氧化剂性能评价实验，吸附反应系统能够快捷地进行脱汞吸附剂性能评价实验，最后通过检测系统评价单质汞氧化剂以及吸附剂的性能。本专利技术的模拟烟气系统、吸附反应系统以及检测系统结合起来能够测定模拟烟气中气态汞吸附剂的性能，而多相煤燃烧系统、吸附反应系统能够以及检测系统结合起来能够测定实际烟气中气态汞的氧化剂性能和吸附剂性能，因此，本专利技术能够实现模拟烟气与实际烟气中汞的氧化剂与吸附剂的性能评价；同时，本专利技术还能够对实际烟气与模拟烟气的实验结果进行综合比较分析。其整体分为四个模块，根据实验需要选择管线的连接，在不增加实验设备的条件下实现多功能，因此，成本低；另外，本专利技术的模拟烟气系统能够根据实际实验需要，调整其输出的模拟烟气中各个组分含量，因此，本专利技术的气氛具有可调性，可操作性强。【附图说明】图1为本专利技术的总结结构图；其中，1、模拟烟气系统，2、多相煤燃烧系统，3、吸附反应系统，4、尾气处理系统，5、检测系统。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明。参见图1，本专利技术包括吸附反应系统3以及分别与吸附反应系统3入口处相连的烟气模拟系统I和多相煤燃烧系统2，吸附反应系统3上设有若干个能够打开和关闭的取样点，取样点与多相煤燃烧系统2的出口分别与尾气处理系统4相连，尾气处理系统4的出口与能够检测汞浓度和分析烟气的检测系统5相连；其中，模拟烟气系统I与吸附反应系统3的入口之间设有第一阀门，多相煤燃烧系统2的出口与吸附反应系统3的入口之间设有第二阀门，多相煤燃烧系统2的出口与尾气处理系统4的入口之前设有第三阀门。烟气模拟系统I和多相煤燃烧系统2之间的管路、多相煤燃烧系统2与吸附反应系统3之间的管路、多相煤燃烧系统2与尾气处理系统4之间的管路、吸附反应系统3与尾气处理系统4之间的管路、尾气处理系统4与检测系统5之间的管路均采用聚四氟乙烯管线并加装加热带，保证从室温加热到150°C，防止其中含有的水蒸气凝结，同时具有温度监控装置。(一 )五个系统的分别说明1、烟气模拟系统模拟烟气系统能够较好地模拟现场的烟气组成情况，包括汞蒸气发生器、水蒸气发生器以及用于模拟烟气的储气瓶，控温气体混合箱能够保证气体的加热混合，保证一定温度下的混合气的均匀混合。控温气体混合箱分别与汞蒸气发生器、水蒸气发生器以及储气瓶相连；控温气体混合箱的出口与第一阀门相连，汞蒸气发生器与控温气体混合箱之间的管路、水蒸气发生器与控温气体混合箱之间的管路、储气瓶与控温气体混合箱之间的管路均依次设有流量控制装置、截止阀以及单向阀，且这些管路采用聚四氟乙烯管，水蒸气发生器与控温气体混合箱之间的管路设置加热带，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气态单质汞的氧化剂和吸附剂的性能评价装置，其特征在于：包括吸附反应系统(3)以及分别与吸附反应系统(3)入口处相连的烟气模拟系统(1)和多相煤燃烧系统(2)，吸附反应系统(3)上设有若干个能够打开和关闭的取样点，取样点与多相煤燃烧系统(2)的出口分别与能够检测汞浓度和分析烟气的检测系统(5)相连；其中，所述的烟气模拟系统(1)包括控温气体混合箱以及分别与控温气体混合箱相连的汞蒸气发生器、水蒸气发生器以及用于模拟烟气的储气瓶；控温气体混合箱与吸附反应系统(3)的入口相连。
【技术特征摘要】
1.一种气态单质汞的氧化剂和吸附剂的性能评价装置，其特征在于:包括吸附反应系统(3)以及分别与吸附反应系统(3)入口处相连的烟气模拟系统(I)和多相煤燃烧系统(2)，吸附反应系统(3)上设有若干个能够打开和关闭的取样点，取样点与多相煤燃烧系统(2)的出口分别与能够检测汞浓度和分析烟气的检测系统(5)相连；其中，所述的烟气模拟系统(I)包括控温气体混合箱以及分别与控温气体混合箱相连的汞蒸气发生器、水蒸气发生器以及用于模拟烟气的储气瓶；控温气体混合箱与吸附反应系统(3)的入口相连。2.根据权利要求1所述的气态单质汞的氧化剂和吸附剂的性能评价装置，其特征在于:所述的吸附反应系统(3)包括烟道以及设置在烟道外的烟道保温装置，且若干取样点沿烟气流向均匀的设置在烟道上，烟道的入口处设有用于喷射活性炭和吸附剂混合物的第一给粉 装置，且控温气体混合箱的出口和多相煤燃烧系统(2)的出口分别经过第一给粉装置与烟道的入口相连。3.根据权利要求2所述的气态单质汞的氧化剂和吸附剂的性能评价装置，其特征在于:所述的烟气模拟系统(I)的出口与第一给粉装置之间设有第一阀门，多相煤燃烧系统(2)的出口与第一给粉装置之间设有第二阀门。4.根据权利要求2所述的气态单质汞的氧化剂和吸附剂的性能评价装置，其特征在于:所述的烟道的出口处依次设有第一旋风分离器、布袋除尘器以及活性碳柱。5.根据权利要求1所述的气态单质汞的氧化剂和吸附剂的性能评价装置，其特征在于:所述的多相煤燃烧系统(2)与检测系统(5)之间依次设有第三阀门以及尾气处理系统(4)，尾气处理系统(4)与取样点相连。6.根据权利要求5所述的气态单质汞的氧化剂和吸附剂的性能评价装置，其特征在于:所述的尾气处...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭增强，牛国平，蔡铭，安振，李阳，
申请(专利权)人：西安西热锅炉环保工程有限公司，西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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