[发明专利]锅炉尾部烟气混合酸蒸汽凝结实验装置

说明书

本发明提供一种锅炉尾部烟气混合酸蒸汽凝结实验装置，属于锅炉尾部烟气混合酸蒸汽凝结特性研究技术领域，配气单元配制多种酸性气体，控制各个酸性气体的含量；水量控制单元控制与混合酸蒸汽和颗粒物混合的水蒸气含量；给料单元提供与混合酸蒸汽和水蒸气进行混合的颗粒物并控制其供给量；加热单元对混合酸蒸汽、水蒸气和颗粒物组成的混合物进行加热；冷凝单元对加热后的混合物进行冷凝，控制凝结的反应温度；吸收单元吸收未反应的酸性气体。本发明模拟了烟气中混合酸凝结的过程，并可进行单一酸性气体的凝结特性实验以及不同影响因素下的动态特性试验，保证了数据测量准确性，为锅炉实际工程的低温腐蚀特性探究提供了可靠的实验数据基础。

技术领域

本发明涉及锅炉尾部烟气混合酸蒸汽凝结研究技术领域，具体涉及一种用于研究燃煤烟气中含水量、混合酸蒸汽、温度、飞灰颗粒等因素对混合酸凝结特性影响机制的锅炉尾部烟气混合酸蒸汽凝结实验装置。

背景技术

为了提高大型锅炉热效率、实现煤炭清洁利用、更好地利用可再生能源并网发电，促进“碳达峰”和“碳中和”，锅炉的“超低排放”、“节能改造”以及“灵活性改造”工作势在必行。这三方面改造都需要深度降低锅炉尾部烟气温度。但是，当烟温低于酸露点时，煤燃烧后烟气中的SO_x、HCl等酸性气体会与H₂O反应生成H₂SO₄、HCl，并凝结成酸溶液；还会与飞灰颗粒、换热壁面发生反应，造成粘结性积灰和低温腐蚀，导致换热管束间发生堵塞，增大引风机的运行负荷，不利于锅炉的安全高效运行。因此，开发锅炉尾部酸性气体的凝结仿真实验系统，有利于探索粘结性积灰与低温腐蚀特性，满足锅炉的运行调控需求，保证尾部换热设备的安全高效运行，具有较高的经济意义和社会意义。

现有研究表明，尾部烟气酸性气体的凝结是造成粘结性积灰和低温腐蚀的关键。烟气中SO₃的形成和硫酸蒸汽的凝结是粘结性积灰和低温腐蚀发生的根本原因；硫酸首先在超细飞灰颗粒表面凝结；随着温度降低，硫酸凝结增加导致腐蚀加强；壁面温度低于60℃时，除了硫酸凝结还有其他酸凝结，如盐酸(HCl)。

由此可见，锅炉尾部酸蒸汽的凝结特性是影响粘结性积灰和低温腐蚀的主要因素。由于尾部烟气成分的复杂特性，锅炉尾部酸凝结特性受到烟气成分中混合酸性气体含量、水蒸气含量、飞灰颗粒、温度等多种因素的影响。目前针对锅炉尾部混合酸凝结特性的研究非常少，特别是通过实验手段，控制各种参数模拟实际运行工况的混合酸凝结特性，目前尚缺乏这种方法和设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可仿真模拟锅炉混合酸蒸汽凝结特性、充分考虑了混合酸凝结的影响因素、保证了测量准确性、可进行单一酸性气体和混合酸性气体的凝结特性实验、为锅炉实际工程的粘结性积灰和低温腐蚀特性探究提供可靠的试验数据基础的锅炉尾部烟气混合酸蒸汽凝结实验装置，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明提供一种锅炉尾部烟气混合酸蒸汽凝结实验装置，包括：

配气单元，用于配制凝结实验中的多种酸性气体，控制各个酸性气体的含量，模拟锅炉尾部烟气中的酸性气体；

水量控制单元，用于控制与混合酸蒸汽和颗粒物混合的水蒸气含量，模拟锅炉尾部烟气中的含水量；

给料单元，用于提供与混合酸蒸汽和水蒸气进行混合的颗粒物，控制颗粒物的供给量，模拟锅炉尾部烟气中的飞灰颗粒；

加热单元，模拟锅炉尾部烟气温度，用于对混合酸蒸汽、水蒸气和颗粒物组成的混合物进行加热；

冷凝单元，模拟锅炉尾部烟道低温受热面，用于对加热后的混合物进行冷凝，控制凝结的反应温度；

吸收单元，用于吸收未反应的酸性气体。

优选的，所述配气单元包括：