一种燃煤烟气汞均、异相反应形态转化机理装置，其特征在于：该装置包括：进料装置，所述的进料装置包括多个与气源一一对应连接的质量流量控制器（1），流化床煤粉给料器（2）和气体电预热管（3）；所述的多个质量流量控制器（1）并联连接后与流化床煤粉给料器（2）入口通过控制阀连接，所述的气体电预热管（3）通过控制阀与质量流量控制器（1）相连；所述的流化床煤粉给料器（2）的出口端与气体电预热管（3）相连；燃烧装置，所述的燃烧装置包括沉降炉（4）,沉降炉（4）的上端进口与气体电预热管（3）相连接；冷却装置，所述的冷却装置包括烟气水冷管，所述的烟气水冷管包括石英管芯（5）和包覆于石英管芯（5）外周面的设有进水口和出水口的水冷管（6）；所述的烟气水冷管上端与沉降炉的下端出口连接；除尘过滤器（7），所述的除尘过滤器上端与烟气水冷管的下端出口连接；检测装置，所述的检测装置包括温度检测器(8)、烟气组分检测器（9）和汞形态检测器（10）；所述的温度检测器（8）设置于沉降炉（4）的进口处、出口处和烟气水冷管的出口处各一个；所述的烟气组分检测器（9）设置于沉降炉的出口处和烟气水冷管的出口处各一个；所述的汞形态检测器（10）设置于沉降炉的出口处和烟气水冷管的出口处各一个。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种，该装置包括：进料装置，包括沉降炉的燃烧装置；冷却装置，冷却装置包括烟气水冷管，烟气水冷管包括石英管芯和包覆于石英管芯外的有进水口和出水口的水冷管；所述的烟气水冷管上端与沉降炉的下端出口连接；除尘过滤器，除尘过滤器上端与烟气水冷管的下端出口连接；检测装置，包括温度检测器、烟气组分检测器和汞形态检测器。本专利技术具有能减少或避免采样过程中飞灰对Hg形态的影响，实现在同样的实验设置条件下均、异相研究的相互切换，方便进行对比实验，利于更加清晰的理解异相过程中飞灰等颗粒物在Hg氧化过程中的作用的优点。【专利说明】
本专利技术涉及燃煤烟气组分对Hg形态氧化影响分析的
，具体涉及一种，也可称之为燃煤烟气汞均或异相反应形态转化机理装置及检测方法。
技术介绍
燃煤烟气组分对Hg形态氧化的研究一直是Hg控制领域研究的重点，实验室机理研究多以模拟烟气Hg均相反应研究为主，或采用一般燃烧实验台，如固定床、普通沉降炉，进行燃烧烟气中Hg的异相反应研究。无论在均相、还是异相研究中，飞灰颗粒对Hg形态的影响问题一直存在，处于两难的困境。如在模拟烟气Hg均相反应研究中不考虑飞灰的组分，这对Hg采样过程非常有利，不会因采集过程中由于飞灰的吸附或氧化，而引起Hg形态改变；但是飞灰等颗粒物对Hg催化作用在烟气Hg形态转化中占有重要的地位，均相反应的结论在一定程度上会“负偏离”实际状态(即Hg氧化占比小于实际Hg氧化过程，反之称为“正偏离”)。另外，在研究飞灰对Hg形态转化的异相作用过程时，不少研究者采用了固定床的模式，少数也有直接采用普通沉降炉进行流动状态下Hg形态氧化的研究。采用固定床模式其好处在于飞灰是固定的(如固定于特定的过滤网上，烟气流动过程穿过过滤网上的飞灰，实现烟气与飞灰的接触)，在其之后对Hg形态进行采样分析，不会在采样过程中引起Hg形态的改变；但是固定床模式，飞灰与烟气采用过滤模式，进行了“更加亲密的接触”，不能体现实际烟气过程中飞灰与烟气的接触模式，无法将气体扩散、气固接触时间和接触形式等因素考虑在内，实验结果也往往“正偏离”与实际的异相过程。普通沉降炉进行流动状态下Hg形态氧化的研究能较好的模拟烟气中飞灰与烟气组分间的异相作用过程，但通常无法同均相反应进行很好的对比研究；另外由于烟气中含有飞灰颗粒，一般过滤采样过程会引起Hg形态的转变，使实验结果“正偏离”于实际结果。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的上述不足，提供一种能减少或避免采样过程中飞灰对Hg形态的影响，实现在同样的实验设置条件下均、异相研究的相互切换，方便进行对比实验，利于更加清晰的理解异相过程中飞灰等颗粒物在Hg氧化过程中的作用的燃煤烟气Hg均、异相反应形态转化机理装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为:一种燃煤烟气Hg均、异相反应形态转化机理装置，该装置包括:进料装置，所述的进料装置包括多个与气源一一对应连接的质量流量控制器，流化床煤粉给料器和气体电预热管；所述的多个质量流量控制器并联连接后与流化床煤粉给料器入口通过控制阀连接，所述的气体电预热管通过控制阀与质量流量控制器相连；所述的流化床煤粉给料器的出口端与气体电预热管相连；燃烧装置，所述的燃烧装置包括沉降炉，沉降炉的上端进口与气体电预热管相连接；冷却装置，所述的冷却装置包括烟气水冷管，所述的烟气水冷管包括石英管芯和包覆于石英管芯外周面的设有进水口和出水口的水冷管；所述的烟气水冷管上端与沉降炉的下端出口连接；除尘过滤器，所述的除尘过滤器上端与烟气水冷管的下端出口连接；检测装置，所述的检测装置包括温度检测器、烟气组分检测器和汞形态检测器；所述的温度检测器设置于沉降炉的进口处、出口处和烟气水冷管的出口处；所述的烟气组分检测器设置于沉降炉的出口处和烟气水冷管的出口处；所述的汞形态检测器设置于沉降炉的出口处和烟气水冷管的出口处。包含气源、质量流量控制器、流化床煤粉给料器和气体电预热等部分组成的进料装置；主要功能:调节和控制燃烧气氛及均相模拟气氛的构成，以及进入沉降炉前的气体温度控制。主要为沉降炉的燃烧装置，主要功能:1)提供煤粉燃烧的场所，通过调节沉降炉的电加热管温度来控制和改变煤粉燃烧时的炉膛温度；2)均相实验时，提供实验温度下模拟烟气混合反应的场所。冷却装置和除尘过滤器，主要由烟气水冷、除尘及尾气处理排空三部分构成；主要功能:通过控制水冷部分冷却水的流量，调节烟气的冷却速率，捕获煤燃烧形成的飞灰和尾气清洁处理，排空。检测装置:主要由温度监测器、烟气组分检测器和汞形态检测器三部分构成。主要功能:沉降炉的进口处、出口处和水冷管的出口处对应的T1, T2, T3三个温度的检测温度监测器，用于分别监测燃烧入口、燃烧出口以及烟气冷却后三处的温度，可获得烟气温度和冷却速率相关数据；常规烟气监测器位于燃烧出口和烟气冷却出口两处，可进行常规烟气组分如SO2,NOx, CO, CO2, O2, Cl2, HCl等组分的浓度采样分析。常规烟气监测器即主要采用在线烟气分析仪进行监测，部分采样分析检测等手段实现对烟气组分进行采用分析。Hg形态监测点位于燃烧出口和烟气冷却出口两处，进行Hg°，Hg2+和Hgp三种Hg形态的采样分析。作为优选，所述的汞形态检测器是在采样口设置有双变径快速烟尘分离采样器，该结构可以进行快速的颗粒与烟气的分离与收集，能避免烟气中飞灰颗粒对Hg形态的影响，使样气中Hg形态分布更加接近烟气中的真实状态。本专利技术上述的双变径快速烟尘分离采样器，该结构包括采样嘴、烟尘快速分离器和颗粒收集器；所述的采样嘴设置于烟气管道(即沉降炉的出口处管道和水冷管的出口处管道)内部，采样嘴下部出口通过管道与烟尘快速分离器连通；所述的烟尘快速分离器下方设有汞采样口，汞采样口直接与汞形态分析仪连接；所述的烟尘快速分离器后部与颗粒收集器的入口连通。作为优选，所述的采样嘴直径Dl为8mm-40mm,管道内径D2为4mm,颗粒收集器:入口直径D3为10mm。采用上述结构，采样嘴通过管道变径连接与烟尘快速分离器相连，烟尘快速分离器内径D2为4_，可将等速取样获得烟尘流速放大4-100倍，使得烟尘快速分离器内的烟尘流速保持在每秒30m以上；烟尘快速分离器的烟道管壁上一层特殊的多孔结构材料即特氟龙多孔材料，该材料能实现使气体能够以小于每秒0.002m的速度透过该材料，达到烟尘分离的目的；颗粒收集器入口直径D3为10mm，通过变径连接与烟尘快速分离器相连；颗粒通过旋风分离和过滤装置进行收集。作为优选，本专利技术所述的气源与对应连接的质量流量控制器之间设有控制阀，从而根据烟气模拟形态的需要，灵活控制气源种类和进料量。本专利技术还提供一种利用上述燃煤烟气Hg均、异相反应形态转化机理装置检测汞形态的方法，步骤包括:(I)首先打开沉降炉和电预热管，升温并通过温度监测器控制沉降炉的进口处、出口处和水冷管的出口处对应的T1, T2, T3三个温度；以实现分别监测燃烧入口、燃烧出口以及烟气冷却后三处的温度，可获得烟气温度和冷却速率相关数据；(2)打开进料装置，通过质量流量控制器和控制阀控制气源流量，以模拟燃煤烟气组分和含量；气源经过控制阀、电预热管进入沉降炉；根据均、异相反应需要开启流化床煤粉给料器向电预热管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃煤烟气汞均、异相反应形态转化机理装置，其特征在于：该装置包括：进料装置，所述的进料装置包括多个与气源一一对应连接的质量流量控制器（1），流化床煤粉给料器（2）和气体电预热管（3）；所述的多个质量流量控制器（1）并联连接后与流化床煤粉给料器（2）入口通过控制阀连接，所述的气体电预热管（3）通过控制阀与质量流量控制器（1）相连；所述的流化床煤粉给料器（2）的出口端与气体电预热管（3）相连；燃烧装置，所述的燃烧装置包括沉降炉（4）,沉降炉（4）的上端进口与气体电预热管（3）相连接；冷却装置，所述的冷却装置包括烟气水冷管，所述的烟气水冷管包括石英管芯（5）和包覆于石英管芯（5）外周面的设有进水口和出水口的水冷管（6）；所述的烟气水冷管上端与沉降炉的下端出口连接；除尘过滤器（7），所述的除尘过滤器上端与烟气水冷管的下端出口连接；检测装置，所述的检测装置包括温度检测器(8)、烟气组分检测器（9）和汞形态检测器（10）；所述的温度检测器（8）设置于沉降炉（4）的进口处、出口处和烟气水冷管的出口处各一个；所述的烟气组分检测器（9）设置于沉降炉的出口处和烟气水冷管的出口处各一个；所述的汞形态检测器（10）设置于沉降炉的出口处和烟气水冷管的出口处各一个。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：华晓宇，沈佩华，滕敏华，吴剑波，
申请(专利权)人：浙江省洁净煤技术研究开发中心，
类型：发明
国别省市：
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