一种模拟不同烟气环境的试验系统及测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种模拟不同烟气环境的试验系统及测试方法，该试验系统可以生成试验烟气中的气体成分、固体粉尘颗粒、蒸气等主要成分，反应炉可以提供脱硝反应条件和管路系统中可以模拟脱硫、湿电环境所需的加热温度等，反应炉中反应后的气体通入管路系统，通过设置于管路系统上的检测部件可以检测管路中的烟气参数，进而对气体成分、固体粉尘颗粒和蒸气的流量进行调节，进而获取满足试验要求的模拟烟气；试验人员只需对管路中烟气进行取样分析，无需现场取样，不仅提高了取样效率，而且通过改变试验系统中的参数，能够模拟不同条件下的烟气，提高取样灵活性，且取样所受环境影响小，增加后期试验研究的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟不同烟气环境的试验系统及测试方法
本专利技术涉及烟气处理
，特别涉及一种模拟不同烟气环境的试验系统及在该试验系统上进行的不同试验研究，如SO3采样、脱硝、理化特性测试方法。
技术介绍
目前，燃煤电厂逐渐向环保、清洁和节能的方向改进，针对烟气排放也有了越来越高的标准，如何实现“超洁净排放”已经成为了研究热点。相应的，在燃煤锅炉尾部环保设备及其连接烟道中，设备的腐蚀问题、空预器的堵塞问题以及燃煤烟气采样测试方法的准确性问题等也就逐渐成为了本领域实验人员重点关注的问题。例如：一、在SCR脱硝内部，由于烟气温度高，烟气中的腐蚀性气体主要以气态的形式存在，脱硝设备内部腐蚀现象较不明显，但SCR脱硝催化剂中往往含有活性成分如V2O5，V2O5能够促进烟气SO2催化氧化生成SO3，烟气SO3能够引发下游环保设备的腐蚀风险，因此，选择合适的SCR脱硝用催化剂时，既要保证能够提高脱硝催化效率，又要能够抑制烟气SO2催化氧化生成SO3；二、在空预器中，烟气温度得到了降低，由于烟气SO3极易与水蒸气结合，形成SO3/H2SO4，且由于SCR脱硝存在一定的逃逸NH3，生成的H2SO4能够与逃逸NH3反应生成硫酸铵或硫酸氢铵(ABS)，在空预器温度段，硫酸氢铵处于由液态向固态转变的阶段，具有极强的吸附性，很容易吸附在粉尘中，增加粉尘的粘性，从而导致空预器的堵塞；三、在SCR烟气脱硝设备中，高温烟气环境极易造成采样管路的损坏，对NH3逃逸、烟气NO、SO2和SO3的采样测试系统提出了更高的要求；在湿法脱硫或湿式电除尘器中，由于内部烟气温度低、粉尘浓度低以及含湿量大，烟气SO3采样测试的影响因素多，相应的，对烟气SO3的采样测试的准确性提出了更高的要求等。目前，针对上述环保设备相关的问题，我们主要通过在燃煤电厂现场调节环保设备运行参数，并进行相应的性能测试，通过多电厂不同工况条件下的采样测试案例，吸取经验，积极探索，同时不断地改进现有的采样测试方法，通过测试数据指导并优化现场运行管理。然而，现场测试比较麻烦，测试周期比较漫长，而且现场工况条件具有不稳定性等因素影响。有鉴于此，如何缩短测试周期，提高测试准确性，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种模拟不同烟气环境的试验系统，包括以下部件：烟气生成系统，用于生成试验烟气中的气体成分；给料发生系统，用于生成试验烟气中的固体粉尘颗粒；蒸气发生系统，用于生成试验烟气中的蒸气；反应炉，包括形成腔体的炉体，所述炉体设置有连通腔体的气体进口和气体出口，所述气体进口用于与所述烟气生成系统的出气口连通；所述腔体中还设置有用于存放脱硝催化剂的安装结构；所述反应炉还包括用于对所述腔体进行加热的温控装置，用于将所述反应炉腔体进行加热；管路系统，设置于所述反应炉的下游，其进口连通所述反应炉的气体出口，所述给料发生系统和所述蒸气发生系统的出口均连通于所述管路系统，并且所述管路系统的管壁上设置有检测部件，用于检测管路中烟气参数。本专利技术提供的试验系统可以生成试验烟气中的气体成分、固体粉尘颗粒、蒸气等主要成分，温控装置可以对反应炉腔体进行加热，这样可以提供脱硝反应所需实际温度以及后续管路系统中模拟脱硫、湿电环境所需加热温度，反应后的气体通入管路系统，通过设置于管路系统上的检测部件可以检测管路中的烟气参数，进而对气体成分、固体粉尘颗粒和蒸气的流量进行调节，进而获取满足试验要求的模拟烟气。试验人员只需对管路中烟气进行取样分析，无需现场取样，不仅提高了取样效率，而且通过改变试验系统中的参数，能够模拟不同条件下的烟气，提高取样灵活性，且取样所受环境影响小，增加后期试验研究的准确性。可选的，所述烟气生成系统包括至少两个压力罐，分别用于存储不同种类的气体；所述烟气生成系统还包括混合罐，所述混合罐包括第一进口和第二进口，所述第一进口与各所述压力罐连通，所述第二进口连通供应清洁空气的管路，并且每一所述压力罐与所述混合罐的连通管、所述供应清洁空气的管路上均设置有第一流量控制阀；所述混合罐的出口为所述烟气生成系统的出气口。可选的，各所述压力罐的出口还进一步连通所述管路系统的进口，并且每一连通管路上均设置有第二流量控制阀，所述第二流量控制阀与相应所述压力罐之间还设置有减压阀。可选的，所述炉体的腔体为阶梯型结构，沿气流方向，所述腔体的横向截面的尺寸依次增大，并且所述阶梯型结构具有至少一个阶梯面，其中一个或几个阶梯面设置有用于存放脱硝催化剂的安装结构。可选的，还包括引风机，用于提供试验系统中气体流通动力；所述引风机设置于所述管路系统的下游，并且所述引风机的进口与所述管路系统的出口连通；所述管路系统包括多节管段，每一管段设置有所述检测部件和风门；所述检测部件至少包括温度传感器、湿度传感器和流量传感器，通过控制各所述风门和所述引风机的工作频率，以使每一节管段中的烟气温度处于相应预定温度范围，或/和每一节管段中的烟气湿度处于相应预定湿度范围，或/和每一节管段中的烟气流量处于相应预定流量范围。可选的，所述管路系统包括至少两节管段，沿气流方向，后一节管段的管径大于前一节管段的管径。可选的，所述蒸气发生系统包括蒸气发生器、调节阀和流量计，所述蒸气发生器的出口通过并联分支管路分别连通各节管段，并且各所述分支管路上均设置有所述调节阀和所述流量计。可选的，所述管路系统的每一节管段均设置有通孔，所述通孔处安装有一段采样管，所述采样管露至于所述通孔外部的管段外端安装有密封螺帽。可选的，还包括控制系统，用于控制所述试验系统中各执行部件的工作状态，并将所述检测部件的检测参数显示于显示部件。可选的，所述给料发生系统包括给料机、文丘里结构的稀释器、空气压缩机和过滤器；所述给料机的出口主管路和所述管路系统的进口之间连通有并联的第一支管和第二支管，所述第二支管上设置有所述稀释器，所述空气压缩机用于给所述稀释器提供气源，所述过滤器用于过滤所述稀释器排出的多余的粉尘颗粒；所述给料发生系统还包括控制阀，用于控制所述第一支管和所述第二支管处于连通状态或断开状态。此外，本专利技术还提供了一种利用上述的模拟不同烟气环境的试验系统进行SO3采样测试方法，其特征在于，所述管路系统包括依次连接的第一管段、第二管段和第三管段，三者管径依次增大，所述第一管段的进口连通所述反应炉的气体出口；所述SO3采样测试方法具体包括：放置高钒系催化剂于反应炉内部，根据试验模拟要求将烟气生成系统生成的SO2一部分通入反应炉中以催化氧化生成SO3，另一部分通入反应炉出口管路；根据试验模拟要求，控制给料发生系统向所述第一管段、所述第二管段和所述第三管段中注入相应量粉尘，以在各管段中形成相应地粉尘浓度条件；控制所述第一管段、所述第二管段和所述第三管段中烟气流量、温度和湿度，调节第一管段内部烟气温度范围处于320℃-380℃，湿度范围4％-6％，以模拟实际工况脱硝工艺烟气条件，或者/和调节所述第二管段内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟不同烟气环境的试验系统，其特征在于，包括以下部件：/n烟气生成系统，用于生成试验烟气中的气体成分；/n给料发生系统，用于生成试验烟气中的固体粉尘颗粒；/n蒸气发生系统，用于生成试验烟气中的蒸气；/n反应炉(1-9)，包括形成腔体(1-91a)的炉体(1-91)，所述炉体(1-91)设置有连通腔体的气体进口和气体出口，所述气体进口用于与所述烟气生成系统的出气口连通；所述腔体中还设置有用于存放催化剂的安装结构；所述反应炉(1-9)还包括用于对所述腔体(1-91a)进行加热的温控装置；/n管路系统，设置于所述反应炉(1-9)的下游，其进口连通所述反应炉的气体出口，所述给料发生系统和所述蒸气发生系统的出口均能够连通所述管路系统，并且所述管路系统的管壁上设置有检测部件，用于检测管路中烟气参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟不同烟气环境的试验系统，其特征在于，包括以下部件：
烟气生成系统，用于生成试验烟气中的气体成分；
给料发生系统，用于生成试验烟气中的固体粉尘颗粒；
蒸气发生系统，用于生成试验烟气中的蒸气；
反应炉(1-9)，包括形成腔体(1-91a)的炉体(1-91)，所述炉体(1-91)设置有连通腔体的气体进口和气体出口，所述气体进口用于与所述烟气生成系统的出气口连通；所述腔体中还设置有用于存放催化剂的安装结构；所述反应炉(1-9)还包括用于对所述腔体(1-91a)进行加热的温控装置；
管路系统，设置于所述反应炉(1-9)的下游，其进口连通所述反应炉的气体出口，所述给料发生系统和所述蒸气发生系统的出口均能够连通所述管路系统，并且所述管路系统的管壁上设置有检测部件，用于检测管路中烟气参数。


2.如权利要求1所述的模拟不同烟气环境的试验系统，其特征在于，所述烟气生成系统包括至少两个压力罐，分别用于存储不同种类的气体；所述烟气生成系统还包括混合罐(1-8)，所述混合罐(1-8)包括第一进口和第二进口，所述第一进口与各所述压力罐连通，所述第二进口连通供应清洁空气的管路，并且每一所述压力罐与所述混合罐(1-8)的连通管、所述供应清洁空气的管路上均设置有第一流量控制阀；所述混合罐的出口为所述烟气生成系统的出气口；
或者/和，各所述压力罐的出口还进一步连通所述管路系统的进口，并且每一连通管路上均设置有第二流量控制阀，所述第二流量控制阀与相应所述压力罐之间还设置有减压阀。


3.如权利要求1所述的模拟不同烟气环境的试验系统，其特征在于，所述炉体(1-91)的腔体为阶梯型结构，沿气流方向，所述腔体的横向截面的尺寸依次增大，并且所述阶梯型结构具有至少一个阶梯面，其中一个或几个阶梯面设置有用于存放脱硝催化剂的安装结构。


4.如权利要求1所述的模拟不同烟气环境的试验系统，其特征在于，还包括引风机(2-8)，用于提供试验系统中气体流通动力；所述引风机(2-8)设置于所述管路系统的下游，并且所述引风机(2-8)的进口与所述管路系统的出口连通；所述管路系统包括多节管段，每一管段设置有所述检测部件和风门；所述检测部件至少包括温度传感器、湿度传感器和流量传感器，通过控制各所述风门和所述引风机(2-8)的工作频率，以使每一节管段中的烟气温度处于相应预定温度范围，或/和每一节管段中的烟气湿度处于相应预定湿度范围，或/和每一节管段中的烟气流量处于相应预定流量范围。


5.如权利要求1所述的模拟不同烟气环境的试验系统，其特征在于，所述管路系统包括至少两节管段，沿气流方向，后一节管段的管径大于前一节与其相邻管段的管径；所述蒸气发生系统包括蒸气发生器(4-1)、调节阀和流量计，所述蒸气发生器的出口通过并联分支管路分别连通各节管段，并且各所述分支管路上均设置有所述调节阀和所述流量计。


6.如权利要求1所述的模拟不同烟气环境的试验系统，其特征在于，所述管路系统的每一节管段均设置有通孔，所述通孔处安装有一段采样管(2-6)，所述采样管(2-6)露至于所述通孔外部的管段外端安装有密封螺帽。


7.如权利要求1所述的模拟不同烟气环境的试验系统，其特征在于，还包括控制系统，用于控制所述试验系统中各执行部件的工作状态，并将所述检测部件的检测参数显示于显示部件。


8.如权利要求1至7任一项所述的模拟不同烟气环境的试验系统，其特征在于，所述给料发生系统包括给料机(3-1)、文丘里结构的稀释器(3-3)、空气压缩机(3-4)和过滤器(3-5)；所述给料机(3-1)的出口主管路和所述管路系统的进口之间连通有并联的第一支管和第二支管，所述第二支管上设置有所述稀释器(3-3)，所述空气压缩机(3-4)用于给所述稀释器(3-3)提供气源，所述过滤器(3-5)用于过滤所述稀释器(3-3)排出的多余的粉尘颗粒；所述给料发生系统还包括控制阀，用于控制所述第一支管和所述第二支管处于连通状态或断开状态。

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【专利技术属性】
技术研发人员：陈永强，叶兴联，陈威祥，姚辉梅，林启超，
申请(专利权)人：福建国环环境检测有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35