[实用新型]燃煤烟气汞均、异相反应形态转化机理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃煤烟气组分对Hg形态氧化影响分析的技术领域，具体涉及一种燃煤烟气汞均、异相反应形态转化机理装置，也可称之为燃煤烟气汞均或异相反应形态转化机理装置。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型采用的技术方案为：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；