【技术实现步骤摘要】
本申请涉及活性炭性能测试领域，尤其是涉及一种活性炭吸附硫容的检测装置及检测方法。
技术介绍
1、高炉煤气中的硫化物主要有硫化氢(h2s)和羰基硫(cos)，其中无机硫含量占比约20％，有机硫含量占比80％。在高炉煤气的脱硫过程中，由于有机硫自身特性，往往较难被直接吸附吸收，需要将有机硫转化成无机硫，再将无机硫吸收。
2、活性炭是一种常用的脱硫剂，由于可连续或间断再生，再生后的脱硫剂能循环利用，大幅度降低运行成本，成为目前主流推广的脱硫技术，广泛应用于高炉煤气脱硫。
3、目前，活性炭吸附剂的硫容量测定方法通常参照《煤质颗粒活性炭试验方法-硫容量的测定》(gbt 7702.14-2008)。该测试方法仅能测试饱和硫容和穿透硫容，饱和硫容并无实际利用价值，穿透硫容为活性炭的一次应用硫容量；而在实际生产中，活性炭吸附剂通常是经过再生后循环利用，目前的测试方法难以测定活性炭吸附剂在循环使用条件下的吸附硫容量。
技术实现思路
1、为了改善目前的测试方法难以测定活性炭吸附剂在循环使用条件下的吸附硫容量的问题，本申请提供一种活性炭吸附硫容的检测装置及检测方法。
2、本申请提供的一种活性炭吸附硫容的检测装置采用如下的技术方案：
3、一种活性炭吸附硫容的检测装置，包括：
4、三路气源单元，包括空气管路、氮气管路和硫化氢管路，所述空气管路的出气端、所述氮气管路的出气端和所述硫化氢管路的出气端汇合；所述空气管路、所述氮气管路和所述硫化氢管路上均设
5、吸附反应单元，包括用于填充活性炭吸附剂的反应管和用于对所述反应管进行控温的控温组件，所述反应管的进气端连接于所述三路气源单元的出气端；
6、检测单元，包括连接于所述反应管出气端的三通阀，所述三通阀的一个出气端连接有硫化氢检测装置、另一个出气端连接有用于吸收硫化氢的吸收瓶。
7、通过控温组件可调节反应管的温度，通过湿度控制组件可调节进入反应管的气体的湿度，通过流量控制组件可调节空气、氮气、硫化氢的流量以及混合气体中各组分的占比，如此，可考察温度、湿度、氧气含量、流量等参数对活性炭吸附剂硫容的影响。
8、开启硫化氢管路可进行吸附过程，关闭硫化氢管路并升高反应管温度可进行解吸过程，吸附过程和解吸过程依次交替进行可模拟活性炭吸附剂的循环使用情况，从而对活性炭吸附剂在循环使用条件下的循环硫容进行检测；当不进行吸附-解吸循环时，可对活性炭吸附剂的一次硫容进行检测。如此，既可检测活性炭吸附剂的一次硫容，也可检测循环硫容，改善了相关技术中活性炭硫容检测的局限性。
9、进一步地，所述流量控制组件包括沿气流方向依次设置的球阀、过滤器、减压阀、流量计和止回阀；所述湿度控制组件包括设置于所述空气管路出气端的水浴锅和安装于所述三路气源单元出气端的湿度仪；所述控温组件包括套设于所述反应管外的保温壳体和设置于所述反应管与所述保温壳体之间的电加热带。
10、球阀可控制气路的开启和关闭，气体经过过滤器后通过减压阀减压，减压后的气体经过流量计，流量计显示的流量，便于操作人员对气体流量进行调节，止回阀可防止气体倒流。
11、水浴锅产生水蒸气的对空气进行加湿，三路气源管路汇合后，湿度仪对混合气体的湿度进行测量。
12、电加热带对反应管进行加热，通过调节电加热带的功率可调节反应管的温度，保温壳体对反应管进行保温。
13、进一步地，所述硫化氢检测装置为气相色谱仪。
14、气相色谱仪对尾气中的硫化氢含量进行检测。
15、本申请还提供一种活性炭吸附一次硫容及循环硫容的检测方法。
16、一次硫容的检测方法包括以下步骤：
17、步骤1：样品填装：在反应管中填充活性炭吸附剂样品；
18、步骤2：吸附过程：将三通阀转向至与吸收瓶连通，调节反应管温度至吸附温度，开启空气管路和氮气管路对反应管进行气体置换，然后打开硫化氢管路并开始计时；
19、步骤3：硫容检测：将反应管温度保持在吸附温度，将三通阀转向硫化氢检测装置，当检测到尾气中硫化氢浓度等于或大于预定值时，关闭硫化氢管路，并记录吸附饱和时间δt；
20、计算一次硫容值：
21、
22、式中：
23、ω0：一次硫容，单位：mg/g；
24、α：混合气体硫化氢体积浓度，单位％；
25、ν：混合气体体积流量，单位ml/min；
26、δt：吸附饱和时间，单位min；
27、m：活性炭样品质量，单位g。
28、进一步地，所述步骤2和步骤3中，吸附温度为78～82℃，空气流量为275～285ml/min，氮气流量为655～665ml/min，硫化氢流量为235～245ml/min。
29、采用合适的吸附温度、解吸温度和气体流量，有助于达到较好的吸附和解吸效果。
30、进一步地，所述步骤3中，尾气中硫化氢浓度的预定值为50ppm。
31、由于环保政策要求高炉热风炉二氧化硫的最大允许排放量为50mg/nm3，当高炉煤气中硫化氢含量不高于50ppm时，煤气燃烧后尾气中的二氧化硫排放量可满足环保要求，因此将硫容检测中尾气硫化氢含量的临界值设定为50ppm。
32、循环硫容的检测方法包括以下步骤：
33、步骤1：样品填装：在反应管中填充活性炭吸附剂样品；
34、步骤2：吸附过程：将三通阀转向至与吸收瓶连通，调节反应管温度至吸附温度，开启空气管路和氮气管路对反应管进行气体置换，然后打开硫化氢管路并开始计时，吸附持续30～45min后，关闭硫化氢管路和空气管路；
35、步骤3：解吸过程：保持氮气管路开启，调节减小氮气流量，调节升高反应管温度至解吸温度，保持通气直至活性炭吸附的硫化氢解吸完全，降低反应管温度至与步骤2中的吸附温度相同；
36、步骤4：循环硫容过程：循环进行步骤2和步骤3，循环吸附次数为n次，记录每次吸附时间tn；每进行5次步骤2后，将三通阀转向硫化氢检测装置，如果检测到尾气中硫化氢浓度等于或大于预定值，则终止步骤2的吸附过程，按步骤3进行解吸处理后，提前终止循环，记录实际循环次数；如果每次检测到尾气中硫化氢浓度均小于预定值，则按目标循环次数完成n次循环；
37、步骤5：残余硫容检测：循环吸附解析n次后，调节反应管温度至吸附温度，将三通阀转向硫化氢检测装置，开启空气管路和氮气管路对反应管进行气体置换，然后打开硫化氢管路并开始计时；当检测到尾气中硫化氢浓度等于或大于预定值时，关闭硫化氢管路，并记录吸附时间δt；
38、计算残余硫容值：
39、
40、式中：
41、ω：残余硫容，单位：mg/g；
42、α：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种活性炭吸附硫容的检测装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种活性炭吸附硫容的检测装置，其特征在于：所述流量控制组件包括沿气流方向依次设置的球阀、过滤器、减压阀、流量计和止回阀；所述湿度控制组件包括设置于所述空气管路出气端的水浴锅和安装于所述三路气源单元出气端的湿度仪；所述控温组件包括套设于所述反应管外的保温壳体和设置于所述反应管与所述保温壳体之间的电加热带。
3.根据权利要求1所述的一种活性炭吸附硫容的检测装置，其特征在于：所述硫化氢检测装置为气相色谱仪。
4.一种活性炭吸附一次硫容的检测方法，采用权利要求1-3任一项所述的一种活性炭吸附硫容的检测装置，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种活性炭吸附一次硫容的检测方法，其特征在于：所述步骤2和步骤3中，吸附温度为78～82℃，空气流量为275～285ml/min，氮气流量为655～665ml/min，硫化氢流量为235～245ml/min。
6.根据权利要求4所述的一种活性炭吸附一次硫容的检测方法，其特征在于：所述步骤3中，尾气中
7.一种活性炭吸附循环硫容的检测方法，采用权利要求1-3任一项所述的一种活性炭吸附硫容的检测装置，其特征在于：包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种活性炭吸附循环硫容的检测方法，其特征在于：所述步骤3中，解吸温度为295～305℃，氮气流量为495～505ml/min。
9.根据权利要求7所述的一种活性炭吸附循环硫容的检测方法，其特征在于：所述步骤2和步骤5中，吸附温度为78～82℃，空气流量为275～285ml/min，氮气流量为655～665ml/min，硫化氢流量为235～245ml/min。
10.根据权利要求7所述的一种活性炭吸附循环硫容的检测方法，其特征在于：所述步骤4和步骤5中，尾气中硫化氢浓度的预定值均为50ppm。
...【技术特征摘要】
1.一种活性炭吸附硫容的检测装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种活性炭吸附硫容的检测装置，其特征在于：所述流量控制组件包括沿气流方向依次设置的球阀、过滤器、减压阀、流量计和止回阀；所述湿度控制组件包括设置于所述空气管路出气端的水浴锅和安装于所述三路气源单元出气端的湿度仪；所述控温组件包括套设于所述反应管外的保温壳体和设置于所述反应管与所述保温壳体之间的电加热带。
3.根据权利要求1所述的一种活性炭吸附硫容的检测装置，其特征在于：所述硫化氢检测装置为气相色谱仪。
4.一种活性炭吸附一次硫容的检测方法，采用权利要求1-3任一项所述的一种活性炭吸附硫容的检测装置，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种活性炭吸附一次硫容的检测方法，其特征在于：所述步骤2和步骤3中，吸附温度为78～82℃，空气流量为275～285ml/min，氮气流量为655～665ml/min，硫化氢流量为...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴继青，罗海兵，陶惠祥，李军伟，彭元君，
申请(专利权)人：中冶南方都市环保工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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