模拟烟气含量对三氧化硫浓度影响的实验装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟烟气含量对三氧化硫浓度影响的实验装置及使用方法，其中模拟烟气含量对三氧化硫浓度影响的实验装置包括集气定压系统、混合加热系统、冷却系统、加灰除尘系统、测量系统和尾气处理系统。本发明专利技术中集气定压系统能够维持实验装置压力的恒定，加热混合系统能够将模拟烟气温度加热到一定温度并混入硫酸溶液来模拟含酸烟气，冷却系统将烟气高温烟气温度降低到电站锅炉尾部烟气温度范围内，并通过螺旋给料机将灰分加入装置来模拟锅炉低温烟气中灰分含量及成分对烟气中三氧化硫浓度的影响，加灰除尘系统能除去装置内灰分以避免后期测量过程中灰分的影响，同时能够除去烟气中酸性气体避免其对环境的影响，环保安全。

Experimental device and application method for simulating the effect of flue gas content on sulfur trioxide concentration

The invention discloses an experimental device for simulating the influence of flue gas content on sulfur trioxide concentration and its use method, in which the experimental device for simulating the influence of flue gas content on sulfur trioxide concentration includes a gas collecting pressure system, a mixed heating system, a cooling system, a dust adding and dedusting system, a measuring system and a tail gas treatment system. The gas collecting and pressure fixing system in the invention can maintain the constant pressure of the experimental device, the heating and mixing system can heat the simulated flue gas temperature to a certain temperature and mix it with sulfuric acid solution to simulate acid-containing flue gas, the cooling system reduces the high temperature flue gas temperature to the flue gas temperature range at the tail end of the utility boiler, and the ash is added to the device through a screw feeder to simulate the low temperature flue gas of the boiler. The influence of ash content and composition on sulfur trioxide concentration in flue gas. The ash removal system can remove ash in the device to avoid the influence of ash in the later measurement process, and remove acid gas in flue gas to avoid its impact on the environment. It is environmentally safe.

【技术实现步骤摘要】
模拟烟气含量对三氧化硫浓度影响的实验装置及使用方法
本专利技术涉及烟气模拟实验
，尤其涉及一种模拟烟气含量对三氧化硫浓度影响的实验装置及使用方法。
技术介绍
目前，对于烟气低温腐蚀的实验研究方法主要是浸泡法、现场实验法、模拟实验等。浸泡法操作方便，应用广泛，但是和实际情况差别较大；现场实验法最贴近真实情况，但是实验周期长，且含酸烟气的温度、成分等有波动，加上常常有飞灰颗粒的存在，难以单独研究低温腐蚀的影响；而实验室模拟实验可以精确控制包括含酸烟气组分、温度、流速、换热器壁面温度和换热器结构等影响低温腐蚀的因素。现有的通过模拟实验研究烟气中酸性气体含量的实验装置还很少，而单一研究烟气中飞灰含量对三氧化硫浓度影响的实验几乎没有。因为三氧化硫物化性质活泼，很难以捕集，目前常用的三氧化硫浓度测量方法有控制冷凝法、异丙醇吸收法、棉塞法等，但在实际应用过程中，上述方法均出现三氧化硫吸收不完全的现象，导致了测量精度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种模拟烟气含量对三氧化硫浓度影响的实验装置及使用方法，解决现有技术中的无法单一研究烟气中飞灰含量对三氧化硫浓度影响的实验的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术一种模拟烟气含量对三氧化硫浓度影响的实验装置，包括集气定压系统、混合加热系统、冷却系统、加灰除尘系统、测量系统和尾气处理系统，所述的集气定压系统包括集气罐、第一截止阀、质量流量控制器、减压阀、球阀、重量显示器、高压气瓶、称重传感器、流量显示控制仪和力敏传感器，装有氮气的所述高压气瓶置于所述称重传感器上，所述称重传感器与所述重量显示器电连接，所述重量显示器可实时显示所述高压气瓶的质量，所述高压气瓶出口管路上依次设置有所述球阀和所述减压阀，所述球阀与所述减压阀之间通过连接管路相连，所述减压阀出口通过气体管路与所述质量流量控制器入口相连，所述质量流量控制器出口通过气体管路与所述第一截止阀入口相连，所述第一截止阀出口通过气体管路与所述集气罐入口相连，所述质量流量控制器与所述流量显示控制仪电相连，所述集气罐上方装有用于显示所述集气罐内压力的所述力敏传感器；所述混合加热系统包括电加热装置、温度控制仪表、储液罐、耐腐蚀流量计和雾化喷嘴，所述温度控制仪表与所述电加热装置电相连，所述电加热装置进口通过气体管路与所述集气罐出口相连，所述储液罐入口通过引出管路所述连接管路相连，所述引出管路上从入口到出口依次连接有第二截止阀、减压阀和所述力敏传感器，所述引出管路出口通过管路与所述储液罐上端接口相连，所述储液罐上端接口位于所述储液罐内液面以上且所述储液罐内放置稀硫酸，所述储液罐内放置有插入液面以下的铜管且所述铜管与所述耐腐蚀流量计入口相连，所述耐腐蚀流量计出口与所述雾化喷嘴入口相连；所述冷却系统包括恒温水箱、套管冷却器、第一热电偶和第二热电偶，所述套管冷却器进口通过进气管路与所述电加热装置出口相连，所述雾化喷嘴出口与所述进气管路相连，所述套管冷却器通过管路与所述恒温水箱连接实现冷却水循环，所述套管冷却器内壁面等间距布置有若干个第一热电偶，所述恒温水箱通过安装在所述套管冷却器出口的所述第二热电偶控制水箱温度；所述加灰除尘系统包括螺旋给料机、第三热电偶、温度显示器和除尘器，所述除尘器进口与所述套管冷却器出口通过气体管路连接，所述除尘器出口通过管路与所述尾气处理系统相连，所述螺旋给料机安装在所述套管冷却器出口与所述除尘器进口相连的气体管路上，所述加灰除尘系统外壁等间距布置有若干个所述第三热电偶用于测量壁面温度，所述温度显示器与所述第一热电偶、所述第二热电偶和所述第三热电偶电相连；所述测量系统包括采气管、储水槽、第一集气瓶、第二集气瓶、第三集气瓶、隔膜泵、烧杯和第三截止阀，所述采气管进口与位于所述除尘器与所述尾部处理系统之间的管路连接，所述采气管出口与所述第三截止阀连接，所述截止阀出口通过第一出气管路与装有蒸馏水的所述第一集气瓶连接且所述第一出气管路底端位于蒸馏水液面以下，所述第一集气瓶放置于所述储水槽中，所述第一集气瓶通过气体管路与装有指示剂的所述第二集气瓶连接，所述第二集气瓶通过第二出气管路与所述隔膜泵进口连接且所述第二出气管路进口置于指示剂液面以上，所述隔膜泵出口通过第三出气管路与装有清水的所述第三集气瓶相连且所述第三出气管路出口在所述第三集气瓶中置于液面以上，所述第一集气瓶顶部安装有所述力敏传感器，所述第三集气瓶通过置于清水液面以下的管路与所述烧杯连接；其中所述力敏传感器通过与所述减压阀配合使装置内压力维持稳定。进一步的，所述套管冷却器为三层套管组成。进一步的，所述套管冷却器内壁面等间距布置有五个所述第一热电偶。进一步的，所述加灰除尘系统外壁等间距布置有四个所述第三热电偶用于测量壁面温度。再进一步的，所述尾部处理系统包括装有氢氧化钠溶液的水槽，所述除尘器出口通过置于氢氧化钠溶液液面以下的管路与所述水槽连接。进一步的，所述电加热装置出口的进气管路中设有所述力敏传感器。进一步的，所述除尘器进口与所述套管冷却器出口之间的气体管路中设有所述力敏传感器。本专利技术还涉及一种模拟烟气含量对三氧化硫浓度影响的实验装置的使用方法：步骤1：首先根据选定的烟气组分浓度配制一定浓度的硫酸溶液，将硫酸溶液装入储液罐中，将温度控制仪表设置为所需温度，打开高压气瓶开关，调节球阀和减压阀以使集气罐上方的力敏传感器、第一集气瓶顶部的力敏传感器以及引出管路中的力敏传感器的压力稳定在设定范围内；步骤2：当电加热装置出口温度达到200℃后，打开恒温水箱出口阀门，开始冷却混合气体，且随电加热装置出口温度上升的同时反复调节恒温水箱温度，以使套管冷却器内面温度稳定在120℃，且保证套管冷却器出口温度维持在150℃，当电加热装置出口温度维持在400℃±10℃后且套管冷却器出口温度维持在150℃±10℃时，微调减压阀使装置压力达到设定范围，当装置温度与压力稳定在设定值后，打开螺旋给料机，开始实验；步骤3：实验有效性以第二集气瓶不发生颜色变化为基准，一旦实验过程中第二集气瓶出现颜色变化，应立刻关闭采气管上的第三截止阀，并将更换第一集气瓶及第二集气瓶，此时观察实验装置各参数是否处于设定范围，如未处于设定范围则重新调节，待各参数调节好后重新开始实验；步骤4：实验结束后，依次关闭第三截止阀、旋转给料机、恒温水箱、电加热装置、球阀和减压阀；步骤5：取出装有清水的第三集气瓶进行PH值测定，然后配制相同PH数值的硫酸水溶液，以配制溶液中的硫酸根离子浓度作为实验过程中收集的溶液中硫酸根离子浓度，并根据溶液体积计算出三氧化硫摩尔数ns，通过测定烧杯中水体积的变化确定采集气体体积Vk，并根据三氧化硫摩尔数ns反推出采集气体中三氧化硫浓度vs1，同时根据质量流量控制器和重量显示器的数值变化以及喷入的硫酸液体体积确定模拟气体中三氧化硫初始含量vs0，通过计算三氧化硫初始含量vs0与采集气体中三氧化硫浓度vs1数值之差获得不同飞灰浓度、种类等因素对烟气中三氧化硫含量的影响。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：本专利技术中集气定压系统能够维持实验装置压力的恒定，加热混合系统能够将模拟烟气温度加热到一定温度并混入硫酸溶液来模拟含酸烟气，冷却系统将烟气高温烟气温度降低到电站锅炉尾部烟气温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟烟气含量对三氧化硫浓度影响的实验装置，其特征在于：包括集气定压系统、混合加热系统、冷却系统、加灰除尘系统、测量系统和尾气处理系统，所述的集气定压系统包括集气罐、第一截止阀、质量流量控制器、减压阀、球阀、重量显示器、高压气瓶、称重传感器、流量显示控制仪和力敏传感器，装有氮气的所述高压气瓶置于所述称重传感器上，所述称重传感器与所述重量显示器电连接，所述重量显示器可实时显示所述高压气瓶的质量，所述高压气瓶出口管路上依次设置有所述球阀和所述减压阀，所述球阀与所述减压阀之间通过连接管路相连，所述减压阀出口通过气体管路与所述质量流量控制器入口相连，所述质量流量控制器出口通过气体管路与所述第一截止阀入口相连，所述第一截止阀出口通过气体管路与所述集气罐入口相连，所述质量流量控制器与所述流量显示控制仪电相连，所述集气罐上方装有用于显示所述集气罐内压力的所述力敏传感器；所述混合加热系统包括电加热装置、温度控制仪表、储液罐、耐腐蚀流量计和雾化喷嘴，所述温度控制仪表与所述电加热装置电相连，所述电加热装置进口通过气体管路与所述集气罐出口相连，所述储液罐入口通过引出管路所述连接管路相连，所述引出管路上从入口到出口依次连接有第二截止阀、减压阀和所述力敏传感器，所述引出管路出口通过管路与所述储液罐上端接口相连，所述储液罐上端接口位于所述储液罐内液面以上且所述储液罐内放置稀硫酸，所述储液罐内放置有插入液面以下的铜管且所述铜管与所述耐腐蚀流量计入口相连，所述耐腐蚀流量计出口与所述雾化喷嘴入口相连；所述冷却系统包括恒温水箱、套管冷却器、第一热电偶和第二热电偶，所述套管冷却器进口通过进气管路与所述电加热装置出口相连，所述雾化喷嘴出口与所述进气管路相连，所述套管冷却器通过管路与所述恒温水箱连接实现冷却水循环，所述套管冷却器内壁面等间距布置有若干个第一热电偶，所述恒温水箱通过安装在所述套管冷却器出口的所述第二热电偶控制水箱温度；所述加灰除尘系统包括螺旋给料机、第三热电偶、温度显示器和除尘器，所述除尘器进口与所述套管冷却器出口通过气体管路连接，所述除尘器出口通过管路与所述尾气处理系统相连，所述螺旋给料机安装在所述套管冷却器出口与所述除尘器进口相连的气体管路上，所述加灰除尘系统外壁等间距布置有若干个所述第三热电偶用于测量壁面温度，所述温度显示器与所述第一热电偶、所述第二热电偶和所述第三热电偶电相连；所述测量系统包括采气管、储水槽、第一集气瓶、第二集气瓶、第三集气瓶、隔膜泵、烧杯和第三截止阀，所述采气管进口与位于所述除尘器与所述尾部处理系统之间的管路连接，所述采气管出口与所述第三截止阀连接，所述截止阀出口通过第一出气管路与装有蒸馏水的所述第一集气瓶连接且所述第一出气管路底端位于蒸馏水液面以下，所述第一集气瓶放置于所述储水槽中，所述第一集气瓶通过气体管路与装有指示剂的所述第二集气瓶连接，所述第二集气瓶通过第二出气管路与所述隔膜泵进口连接且所述第二出气管路进口置于指示剂液面以上，所述隔膜泵出口通过第三出气管路与装有清水的所述第三集气瓶相连且所述第三出气管路出口在所述第三集气瓶中置于液面以上，所述第一集气瓶顶部安装有所述力敏传感器，所述第三集气瓶通过置于清水液面以下的管路与所述烧杯连接；其中所述力敏传感器通过与所述减压阀配合使装置内压力维持稳定。...

【技术特征摘要】
1.一种模拟烟气含量对三氧化硫浓度影响的实验装置，其特征在于：包括集气定压系统、混合加热系统、冷却系统、加灰除尘系统、测量系统和尾气处理系统，所述的集气定压系统包括集气罐、第一截止阀、质量流量控制器、减压阀、球阀、重量显示器、高压气瓶、称重传感器、流量显示控制仪和力敏传感器，装有氮气的所述高压气瓶置于所述称重传感器上，所述称重传感器与所述重量显示器电连接，所述重量显示器可实时显示所述高压气瓶的质量，所述高压气瓶出口管路上依次设置有所述球阀和所述减压阀，所述球阀与所述减压阀之间通过连接管路相连，所述减压阀出口通过气体管路与所述质量流量控制器入口相连，所述质量流量控制器出口通过气体管路与所述第一截止阀入口相连，所述第一截止阀出口通过气体管路与所述集气罐入口相连，所述质量流量控制器与所述流量显示控制仪电相连，所述集气罐上方装有用于显示所述集气罐内压力的所述力敏传感器；所述混合加热系统包括电加热装置、温度控制仪表、储液罐、耐腐蚀流量计和雾化喷嘴，所述温度控制仪表与所述电加热装置电相连，所述电加热装置进口通过气体管路与所述集气罐出口相连，所述储液罐入口通过引出管路所述连接管路相连，所述引出管路上从入口到出口依次连接有第二截止阀、减压阀和所述力敏传感器，所述引出管路出口通过管路与所述储液罐上端接口相连，所述储液罐上端接口位于所述储液罐内液面以上且所述储液罐内放置稀硫酸，所述储液罐内放置有插入液面以下的铜管且所述铜管与所述耐腐蚀流量计入口相连，所述耐腐蚀流量计出口与所述雾化喷嘴入口相连；所述冷却系统包括恒温水箱、套管冷却器、第一热电偶和第二热电偶，所述套管冷却器进口通过进气管路与所述电加热装置出口相连，所述雾化喷嘴出口与所述进气管路相连，所述套管冷却器通过管路与所述恒温水箱连接实现冷却水循环，所述套管冷却器内壁面等间距布置有若干个第一热电偶，所述恒温水箱通过安装在所述套管冷却器出口的所述第二热电偶控制水箱温度；所述加灰除尘系统包括螺旋给料机、第三热电偶、温度显示器和除尘器，所述除尘器进口与所述套管冷却器出口通过气体管路连接，所述除尘器出口通过管路与所述尾气处理系统相连，所述螺旋给料机安装在所述套管冷却器出口与所述除尘器进口相连的气体管路上，所述加灰除尘系统外壁等间距布置有若干个所述第三热电偶用于测量壁面温度，所述温度显示器与所述第一热电偶、所述第二热电偶和所述第三热电偶电相连；所述测量系统包括采气管、储水槽、第一集气瓶、第二集气瓶、第三集气瓶、隔膜泵、烧杯和第三截止阀，所述采气管进口与位于所述除尘器与所述尾部处理系统之间的管路连接，所述采气管出口与所述第三截止阀连接，所述截止阀出口通过第一出气管路与装有蒸馏水的所述第一集气瓶连接且所述第一出气管路底端位于蒸馏水液面以下，所述第一集气瓶放置于所述储水槽中，所述第一集气瓶通过气体管路与装有指示剂的所述第二集气瓶连接，所述第二集气瓶通过第二出气管路与所述隔膜泵进口连接且所述第二出气管路进口置于指示剂液面以上，所述隔膜泵出口通过第三出气管路与装有清水的所述第三集气瓶相连且所述第三出气管路出口在所述第三集气瓶中置于液面以...

【专利技术属性】
技术研发人员：李加护，王小涛，高硕，张猛，提梦桃，谢英柏，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北,13