一种用于评价脱硫浆液起泡性能的装置和方法与流程

1.本发明涉及烟气脱硫的技术领域，特别涉及一种用于评价脱硫浆液起泡性能的装置和方法。


背景技术：

2.石灰石-石膏湿法脱硫系统在我国燃煤电厂普遍采用，随着我国大气排放标准的不断提高，烟气脱硫系统的稳定运行显得尤为重要，因而需对脱硫系统进行精细化管理；在脱硫系统运行过程中，吸收塔浆液起泡所导致的浆液溢流是石灰石-石膏湿法脱硫系统运行中常见的问题之一，如果不及时采取有效措施抑制，将会影响fgd系统的稳定和安全运行；国内对浆液起泡研究一直处于比较原始的阶段，大多数停留在解决吸收塔浆液溢流所引发的问题方面，对于如何从根源上解决此类问题，仍缺乏一定的分析和监测手段。
3.液体的起泡能力和泡沫稳定性是在实际应用中最重要的两个指标，对于脱硫浆液来说也不例外；起泡能力和泡沫的稳定性不但与溶液中溶质的性质和起泡的物理或化学条件有关，还在很大程度上受检测及评价方法的影响，关于研究泡沫稳定性和发泡性能方面的报道和方法很多，传统的方法有气流法和倾泻法等，另外，还有许多新的方法用来测量液体起泡的性能，如电导率法、光学法等，由于脱硫浆液高浊度、高固含量的特性，已有这些分析方法对研究脱硫浆液的起泡性能不适用；而且，目前用于评价脱硫浆液起泡性能的装置大多数停留在实验室研究阶段，不能模拟脱硫塔的实际环境和操作条件，测量不准确，不具有代表性，不能真实反映脱硫浆液的起泡性能，也缺乏相应的评价标准。因此，针对脱硫浆液起泡性能的评价，采用一种合理、实用、测量准确的评价方法，并设计一种能够模拟脱硫塔内的真实环境，且操作简单，测量准确，测试效率高的脱硫浆液起泡性能的评价装置是十分必要的。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提出一种用于评价脱硫浆液起泡性能的装置和方法。
5.具体内容如下：一种用于评价脱硫浆液起泡性能的装置，该装置包括恒温水浴装置、试验量筒、搅拌装置、压缩空气发生装置和导气管，其特征是：所述的恒温水浴装置为透明的有机玻璃体，其内部盛装有加热介质，所述的试验量筒竖直置于恒温水浴装置内部的加热介质中；所述的搅拌装置包括支座、驱动机构、搅拌棒和搅拌叶片，所述的驱动机构固定在支座上且位于恒温水浴装置的正上方，驱动机构的输出轴为圆筒状的空心轴且两端均穿出驱动机构，所述的搅拌棒也为圆筒状的空心轴，且搅拌棒与驱动机构输出轴的横截面尺寸相同，搅拌棒的上端与驱动机构输出轴的下端同轴固定，搅拌棒的下端竖直伸入试验量筒的底部，且搅拌棒的下端固定有可拆卸的搅拌叶片；所述的导气管为硬质的圆筒管，导气管穿入搅拌棒的内部，且导气管的下端向下伸出搅拌棒并固定有球状的扩散头，导气管的上端向上穿出驱动机构的输出轴并固定在支架
上，该支架固定在驱动机构上，导气管与搅拌棒同轴心且两者之间设有间隙；所述的压缩空气发生装置上设有出气管、用于控制出气管出气流量的流量调节阀、用于计量出气管出气量的流量计，压缩空气发生装置上的出气管通过硅胶管与导气管的上端接通。
6.优选的，所述的驱动机构包括驱动电机和减速箱，所述的减速箱固定在支座上，驱动电机的输出轴与减速箱的输入轴同轴固定，减速箱的输出轴与搅拌棒同轴固定。
7.优选的，所述的减速箱的输出轴与搅拌棒之间通过法兰连接，法兰之间通过螺栓固定。
8.优选的，所述的恒温水浴装置内盛装的加热介质为水。
9.优选的，所述的扩散头为布满有扩散孔的空心球体，该扩散孔的孔径大于等于100μm小于等于200μm，扩散头与导气管的下端为可拆卸式固定。
10.优选的，所述的试验量筒上设有表示体积的刻度，且试验量筒的体积不小于1000ml。
11.优选的，所述的压缩空气发生装置上的流量计的量程范围大于等于0ml/min小于等于500ml/min。
12.优选的，所述的恒温水浴装置内设有至少两只相同的试验量筒。
13.一种应用上述的一种用于评价脱硫浆液起泡性能的装置的方法，该方法包括如下步骤：
①
向试验量筒内加入200ml的脱硫浆液，然后将试验量筒置于恒温水浴装置中并恒温至50℃。
14.②
将导气管、扩散头、搅拌棒以及搅拌叶片对应连接完成后，将搅拌叶片及扩散头至于试验量筒底部的中间位置；
③
将压缩空气发生装置的出气管通过硅胶管和导气管相接通；
④
启动驱动电机，动力通过减速箱传递至搅拌棒，从而带动搅拌棒及搅拌叶片转动，使试验量筒中的脱硫浆液处于被搅动状态；
⑤
启动压缩空气发生装置，通过橡胶管、导气管及扩撒头向试验量筒内的脱硫浆液里充气，通过流量调节阀调整出气管的出气流量，使流量计的示数达到300ml/min并保持稳定。
15.⑥
通气10min后，记录脱硫浆液产生的泡沫体积，作为浆液起泡性能的评价依据；
⑦
停止通气并使产生泡沫后的脱硫浆液静置10min后，记录脱硫浆液剩余泡沫的体积，用以判断泡沫的稳定性。
16.⑧
卸下导气管、扩散头、搅拌棒以及搅拌叶片，清洗试验量筒后即可进行下一个样品测试。
17.本发明的有益技术效果：本发明是一种用于评价脱硫浆液起泡性能的装置和方法，通过该装置及方法可以快速、准确、定量地测定脱硫浆液起泡的性能，测量条件接近脱硫系统真实环境，操作简单，测量结果具有代表性和实用性，可以真实直观地分析不同脱硫浆液的起泡性能，而且该装置还兼顾了浆液泡沫的稳定性的评价，进而通过对脱硫浆液的起泡能力进行分析，判定脱硫系统是否会存在浆液起泡的可能性；为脱硫浆液起泡性能评价相关标准的制定提供了测量依据，该本发明在一定程度上可以预防浆液起泡事故，并能
够及时针对浆液起泡采取相应的措施，为电厂脱硫系统安全高效地运行提供了保障。
附图说明
18.图1为一种用于评价脱硫浆液起泡性能的装置的连接关系示意图；图2为驱动机构和搅拌棒的安装关系示意图；图中：11.恒温水浴装置、12.加热介质、13.试验量筒、14.脱硫浆液、15.扩散头、16.搅拌叶片、17.搅拌棒、18.导气管、19.硅胶管、20.支架、21.减速箱、211.减速箱的输出轴、22.驱动电机、23.支座、24.法兰、25.螺栓、26.压缩空气发生装置、27.流量调节阀、28.流量计、29.出气管。
具体实施方式
19.实施例一，参见图1-2，一种用于评价脱硫浆液起泡性能的装置，该装置包括恒温水浴装置、试验量筒、搅拌装置、压缩空气发生装置和导气管;所述的恒温水浴装置为透明的有机玻璃体，其内部盛装有加热介质，该加热介质采用水，所述的试验量筒竖直置于恒温水浴装置内部的加热介质中；所述的搅拌装置包括支座、驱动机构、搅拌棒和搅拌叶片，通过搅拌装置控制搅拌叶片的旋转，来模拟吸收塔内搅拌的环境，所述的驱动机构固定在支座上且位于恒温水浴装置的正上方，驱动机构的输出轴为圆筒状的空心轴且两端均穿出驱动机构，所述的搅拌棒也为圆筒状的空心轴，且搅拌棒与驱动机构输出轴的横截面尺寸相同，搅拌棒的上端与驱动机构输出轴的下端同轴固定，搅拌棒的下端竖直伸入试验量筒的底部，且搅拌棒的下端固定有可拆卸的搅拌叶片；所述的导气管为硬质的圆筒管，导气管穿入搅拌棒的内部，且导气管的下端向下伸出搅拌棒并固定有球状的扩散头，扩散头用于扩散空气，导气管的上端向上穿出驱动机构的输出轴并固定在支架上，该支架固定在驱动机构上，导气管与搅拌棒同轴心且两者之间设有间隙；所述的压缩空气发生装置上设有出气管、用于控制出气管出气流量的流量调节阀、用于计量出气管出气量的流量计，压缩空气发生装置上的出气管通过硅胶管与导气管的上端接通，向脱硫浆液中通入空气，模拟吸收塔内烟气通过脱硫浆液进行脱硫的过程；所述的驱动机构包括驱动电机和减速箱，所述的减速箱固定在支座上，驱动电机的输出轴与减速箱的输入轴同轴固定，减速箱的输出轴与搅拌棒同轴固定。
20.所述的减速箱的输出轴与搅拌棒之间通过法兰连接，法兰之间通过螺栓固定，便于安装和拆卸，便于使用和日常检修维护。
21.所述的扩散头为布满有扩散孔的空心球体，该扩散孔的孔径大于等于100μm小于等于200μm，扩散头与导气管的下端为可拆卸式固定，便于拆装和维修；所述的试验量筒上设有表示体积的刻度，便于泡沫体积的测量和统计，且试验量筒的体积不小于1000ml。
22.所述的压缩空气发生装置上的流量计的量程范围大于等于0ml/min小于等于500ml/min。
23.所述的恒温水浴装置内设有至少两只相同的试验量筒，两组试验量筒同时试验作
为平行对照组，增加试验的可靠性；实施例二，参见图1-2，一种应用实施例一所述的一种用于评价脱硫浆液起泡性能的装置的方法，该方法包括如下步骤：
①ꢀ
向试验量筒内加入200ml的脱硫浆液，然后将试验量筒置于恒温水浴装置中并恒温至50℃，模拟吸收塔内环境的温度。
24.②
将导气管、扩散头、搅拌棒以及搅拌叶片对应连接完成后，将搅拌叶片及扩散头至于试验量筒底部的中间位置；
③
将压缩空气发生装置的出气管通过硅胶管和导气管相接通；
④
启动驱动电机，动力通过减速箱传递至搅拌棒，从而带动搅拌棒及搅拌叶片转动，使试验量筒中的脱硫浆液处于被搅动状态，通过搅拌装置控制搅拌叶片的旋转，来模拟吸收塔内搅拌的环境；
⑤
启动压缩空气发生装置，通过橡胶管、导气管及扩撒头向试验量筒内的脱硫浆液里充气，通过流量调节阀调整出气管的出气流量，使流量计的示数达到300ml/min并保持稳定，向脱硫浆液中通入空气，模拟吸收塔内烟气通过脱硫浆液进行脱硫的过程；
⑥
通气10min后，记录脱硫浆液产生的泡沫体积，作为浆液起泡性能的评价依据；
⑦
停止通气并使产生泡沫后的脱硫浆液静置10min后，记录脱硫浆液剩余泡沫的体积，用以判断泡沫的稳定性。
25.⑧
卸下导气管、扩散头、搅拌棒以及搅拌叶片，清洗试验量筒后即可进行下一个样品测试。
26.实施例三，参见图1-2，结合附图及某电厂1/2/3/4号机组的脱硫塔浆液为实施例，对本发明的技术方案进行详细地说明；以该电厂烟气脱硫采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，一炉一塔方案，分别取相同体积的4台机组的脱硫塔浆液200ml分别置于对应的试验量筒中，利用本发明的脱硫浆液起泡性能评价装置对四台机组的脱硫浆液的起泡能力进行测试，试验前开启恒温水浴，待水浴装置的温度达到设定温度后，将装有脱硫浆液的试验量筒置于恒温水浴装置中进行恒温，并将导气管、扩散头及搅拌叶片插入到试验量筒中进行固定，恒温后开启压缩空气发生装置，通过流量调节阀调节四路气体流量均为300ml/min，压缩空气发生装置和对应的导气管进行连接对脱硫浆液鼓气10min，记录此时四个试验量筒中脱硫浆液所产生的泡沫的体积，分别为300ml，200ml，700ml，800ml，静置10min后，再次记录脱硫浆液泡沫的体积，分别为0ml，0ml，100ml，150ml。此即为测量周期结束，然后根据脱硫浆液产生泡沫的体积以及静置一段时间后的体积对脱硫浆液泡沫的生成能力，以及生成泡沫的稳定性进行分析，脱硫浆液产生的泡沫体积越大，则对应的脱硫浆液起泡能力越强；静置一段时间后脱硫浆液留存的浆液体积越大，则该脱硫浆液产生泡沫的稳定性则越强。因此对于该电厂1/2/3/4号机组的脱硫塔浆液来说，1/2号机组的脱硫塔浆液不易起泡，其泡沫稳定性也比较差，因此对应的脱硫系统能够正常运行，对于3/4号的机组脱硫塔浆液来说，浆液比较容易起泡，而且泡沫稳定性较强，不容易消去，此时应当加强脱硫系统的管理，及时调节运行参数，降低脱硫浆液的起泡能力。
27.以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。