[发明专利]一种模拟工业烟气干法脱硫的实验装置

说明书

技术领域

本发明属于烟气脱硫技术领域，涉及到一种模拟工业烟气干法脱硫的实验装置。

技术背景

随着世界经济的快速发展，工业化、城市化脚步加快，工业烟气污染现已成为21世纪最严重的环境问题，其特点是污染范围广、污染物产生量大、造成环境酸化严重。SO₂是工业烟气中主要的酸性气体之一，烟气脱硫技术近年来备受关注。湿法脱硫技术已经取得了成熟的发展，但是该方法存在设备腐蚀严重、维护费用高及易造成二次污染等不足，因此干法脱硫技术称为现阶段烟气脱硫技术的研究热点。目前，实验室烟气干法脱硫实验装置仅仅对烟气成分进行模拟，而没有考虑排放烟气的温度因素，缺少工业烟气温度对脱硫效率的影响分析，从无法为烟气余热回收利用提供参考；此外，现有的干法脱硫实验装置无法保证烟气与脱硫剂的充分接触，而且烟气流量的变化会对脱硫的稳定性有很大影响，普遍存在脱硫时间长，脱硫剂利用不充分等不足。因此，十分有必要提供一种能够考虑烟气温度的、提高脱硫稳定性和脱硫速率的干法烟气脱硫实验装置。

本发明就是为了克服现有实验装置的不足，提供了一种具有多孔进气装置的模拟工业烟气干法脱硫实验装置。模拟烟气经加热炉加热成为高温烟气，由多孔进气装置进入反应塔，烟气通过多孔进气装置的主进气管与进气支管上的气孔与脱硫剂充分接触，进行SO₂的脱除。本发明操作简便，安全可靠，脱硫速率快，能够实现单一变量控制，适用于实验室研究烟气脱硫工艺条件，进而为实际工业烟气脱硫技术提供参考。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简便、稳定性好、烟气分布均匀、脱硫速率快且能够模拟高温工业烟气的干法脱硫实验装置及方法。

为了达到上述目的，本发明通过下列途径实现：

一种模拟工业烟气干法脱硫的实验装置，包括模拟工业烟气生成装置、多孔进气装置、反应塔、烟气分析仪、数据采集装置和尾气处理部分。

模拟工业烟气生成装置包括高压储气瓶、减压阀、针型阀、气体质量流量计、单向阀、安全阀、气体缓冲罐、蒸汽发生器和加热炉A；每种气体的高压储气瓶都连接一个减压阀，减压阀之后依次连接针型阀、气体质量流量计、单向阀；不同气体经单向阀流入气体缓冲罐充分混合，气体缓冲罐前端连接压力传感器和安全阀，实时监测系统压力，进行安全防护；气体缓冲罐出口一端与烟气分析仪相连，另一端与蒸汽发生器相连；蒸汽发生器与加热炉A入口相连，加热炉A出口经湿式流量计与多孔进气装置相连。

多孔进气装置由反应塔底部接入，使烟气进入反应塔反应；反应塔塔体为竖直放置圆柱形结构，反应塔顶部设有进料口与烟气出口，底部连接多孔进气装置，烟气出口连接冷却除水装置；反应塔外部包裹竖直放置的加热炉B，用于维持反应温度恒定，加热炉B底部通过支架固定在地面；反应塔底部接有温度传感器。

烟气分析仪分别与气体缓冲罐出口及冷却除水装置连接，用于在线分析脱硫前后模拟工业烟气成分。

数据采集装置包括工控机和数据采集模块，数据采集模块与装置中的气体质量流量计、温度传感器和压力传感器连接，能够对实验过程参数实时采集。

尾气处理部分进行尾气的净化，用氢氧化钠进行二氧化硫的吸收，并加入苯酚作为指示剂，可根据模拟工业烟气流量大小选择不同容积的洗气瓶。

所述气体缓冲罐为圆柱形结构，内有中空中心柱，中心柱出口与混合室底部距离为2cm；气体缓冲罐前端连接安全阀，增强安全防护。

所述加热炉A对进入反应塔的烟气进行高温加热，可以模拟高温工业烟气，与工业实际情况更接近，能够实现烟气温度对脱硫效果的影响测试；所述加热炉A管内放置石英砂，用于增加气流扰动，稳定气体流速，使烟气充分加热。

装置中含水蒸气的气体管路外均包裹保温棉，保证水蒸气顺利进入反应塔中参反应。

反应塔底部与顶部均采用可拆卸耐高温密封盖密封，顶部密封盖可作进料口用于向反应塔中添加脱硫剂，所述顶部密封盖上设置有烟气出口。

所述多孔进气装置与反应塔底部密封盖连为一体，所述底部密封盖与反应塔底部连接处有密封胶圈垫封。

所述多孔进气装置由主进气管和进气支管组成，进气支管分布在主进气管四周，主进气管与进气支管上均有均匀分布的气孔，增加烟气在脱硫剂中的流动通道，使气体与脱硫剂充分接触，能有效缩短脱硫时间，提高脱硫剂利用率。