一种混合脱硫剂湿法脱硫性能测试装置的制作方法

本发明涉及烟气脱硫领域，更具体地，涉及一种湿法脱硫性能测试装置。

背景技术：

烟气脱硫是目前国内外广泛采用的控制燃煤烟气中so2的有效方法，其中湿法脱硫工艺是当前世界上应用最多、最有效的烟气脱硫工艺。湿法脱硫多以石灰的浆液作脱硫剂，在吸收塔内对so2烟气喷淋洗涤，使烟气中的so2反应生成caso3和caso4，同时向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使caso3都氧化为caso4，脱硫的副产品为石膏。鼓入的空气有助于产生更为均匀的浆液，易于达到90％的脱硫率，并且易于控制结垢与堵塞。

工业领域还有干法、半干法脱硫技术，脱硫灰是该类脱硫技术产生的副产物，目前主要用于建筑材料的简单掺配，或者以固废进行消纳处理。球团脱硫灰成分主要为氢氧化钙、碳酸钙、亚硫酸钙、氧化钙等碱性物质，可部分替代石灰石粉脱硫剂，用于湿法脱硫系统。中国专利申请cn102000481b公开了一种脱硫灰的处理方法，该处理方法将脱硫灰与石灰石粉按比例混合，作为湿法烟气脱硫工艺中脱硫剂的原料进行湿法脱硫。但电厂现用脱硫剂石灰石粉的脱硫灰中含有大量的铝、铁、氟、镁、氯等杂质，其杂质对脱硫系统脱硫性能的影响，以及不同“脱硫灰+石灰石粉”的配比对脱硫性能的影响，目前还都缺乏研究。

因此急需设计出一种能测试混合脱硫剂在湿法脱硫中性能的装置。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术所述的缺乏对混合脱硫剂性能测试的缺陷，提供一种混合脱硫剂湿法脱硫性能测试装置，提供的装置能够通过重量检测控制混合脱硫剂的配比，通过吸收塔内循环输液部件将混合脱硫剂浆液混合均匀，以测试在湿法脱硫中，脱硫灰中含有的不同杂质对脱硫吸收性能的影响，以及不同“脱硫灰+石灰石粉”配比对脱硫性能的影响。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种脱硫剂湿法脱硫性能测试装置，包括：吸收塔，所述吸收塔设有浆液入口、烟气入口、氧气入口、浆液出口、烟气出口和排液口；所述浆液入口、烟气入口、氧气入口、浆液出口位于吸收塔下部，所述烟气出口位于吸收塔顶部；所述排液口位于吸收塔底部；

脱硫剂供应系统，所述脱硫剂供应系统包括至少两个制浆系统和浆液混合储罐，所述制浆系统与浆液混合储罐的一侧连通，所述浆液混合储罐的另一侧与浆液入口连通；

循环输液部件，所述循环输液部件的进口与吸收塔内底部连通，所述循环输液部件的出口与吸收塔内下部连通，所述循环混合部件的出口高于进口；

用于测试所述吸收塔内浆液的ph的ph检测装置；

烟气供应系统，所述烟气供应系统的出气口与烟气入口连通；

氧气供应系统，所述氧气供应系统的出气口与氧气入口连通；

浆液喷淋系统，所述浆液喷淋系统包括喷淋输液部件和位于吸收塔内上部的喷淋头组，所述喷淋输液部件的进口与浆液出口连通，所述喷淋输液部件的出口与喷淋头组连通；

烟气分析系统，所述烟气分析系统进口与烟气出口连通。

优选地，所述制浆系统包括制浆罐、设置于所述制浆罐内的第一搅拌器、用于检测制浆罐重量的实时重量检测器，制浆罐与浆液混合储罐连通。

优选地，所述浆液混合储罐包括储罐和设置于所述储罐内的第二搅拌器；所述储罐一侧与制浆系统连通，另一侧与浆液入口连通。

优选地，所述烟气供应系统包括第一烟气罐、第二烟气罐和烟气流量控制器，两个烟气罐分别与烟气流量控制器的进气口连通，烟气流量控制器的出气口与烟气入口连通。

优选地，氧气供应系统包括氧气瓶，氧气瓶的出气口设有流量调节阀。

优选地，所述喷淋头组包括至少上下两层喷淋头。

优选地，所述浆液喷淋系统中的喷淋头组的进口设有阀门。

优选地，所述实时重量检测器位于制浆罐的底部。

优选地，所述浆液出口设置于所述吸收塔上远离浆液入口的一侧。

优选地，所述循环输液部件为循环泵。

优选地，所述ph检测装置与循环泵串联。

优选地，所述烟气分析系统为烟气分析仪。

优选地，所述浆液喷淋系统中的喷淋头组的进口设有阀门。

工作原理：

第一脱硫剂、第二脱硫剂分别在两个制浆罐中制浆储存，并通过实时重量检测器按一定比例在浆液混合储罐中配制混合脱硫剂浆液，第二搅拌器搅拌保证浆液混合均匀后由浆液入口泵入吸收塔中。第一烟气罐中为二氧化硫气体，第二烟气罐中为氮气，两种气体通过烟气流量控制器，按一定比例混合，模拟废气排入吸收塔中。氧气储罐中为氧气，鼓入吸收塔中使脱硫产物caso3都氧化为caso4。混合脱硫剂浆液在吸收塔内通过循环泵不断打循环，保证其成分均匀，无分层。混合脱硫剂浆液通过浆液喷淋系统经由浆液出口泵至喷淋头组由上至下喷淋出来，对烟气进行脱硫处理。ph检测装置可实时检测浆液ph变化。经过脱硫的烟气经由吸收塔顶部的烟气出口进入烟气分析仪，烟气分析仪对其二氧化硫含量进行检测。吸收塔内废液由排液口排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的装置能够测试在湿法脱硫中，脱硫灰中含有的不同杂质对脱硫吸收效率的影响，以及不同“脱硫灰+石灰石粉”配比对混合脱硫剂浆液ph的影响、不同二氧化硫浓度的烟气对脱硫效率的影响。另外，通过脱硫剂供应系统中实时重量检测器对制浆罐重量的检测，能够测试不同混合脱硫剂浆液流速对浆液ph的影响。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

此外，若有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

实施例1

本实施例提供一种混合脱硫剂湿法脱硫性能测试装置，示意图如图1所示，包括吸收塔5、脱硫剂供应系统1、循环输液部件6、用于测试所述吸收塔内浆液的ph的ph检测装置7、烟气供应系统3、氧气供应系统4、浆液喷淋系统8和烟气分析系统9。

其中吸收塔设有浆液入口23、烟气入口34、氧气入口41、浆液出口81、烟气出口91和排液口10；其中浆液入口23、烟气入口34、氧气入口41、浆液出口81位于吸收塔下部，烟气出口91位于吸收塔5顶部；所述排液口10位于吸收塔5底部。

脱硫剂供应系统1包括两个制浆系统11和浆液混合储罐2，其中制浆系统11与浆液混合储罐1的一侧连通，浆液混合储罐2的另一侧与浆液入口23连通。制浆系统11包括制浆罐12、制浆罐内的第一搅拌器13、用于测试制浆罐重量的实时重量检测器14，实时重量检测器14位于制浆罐12的底部，制浆罐12与浆液混合储罐2的一侧连通。使用时，其中一个制浆罐储存石灰石粉浆液，另一个制浆罐储存脱硫灰浆液或含有杂质的脱硫灰浆液。

循环输液部件6为循环泵，循环泵的进口与吸收塔5内底部连通，循环泵的出口与吸收塔5内下部连通，其出口高于进口。

烟气供应系统3包括第一烟气罐31、第二烟气罐32和烟气流量控制器33，两个烟气罐分别与烟气流量控制器33的进气口连通，烟气流量控制器的出气口与烟气入口34连通。使用时，第一烟气罐储存二氧化硫气体，第二烟气罐储存氮气。

氧气供应系统4的出气口与氧气入口41连通。氧气供应系统4包括氧气瓶，氧气瓶的出气口设有流量计42。

浆液喷淋系统8包括喷淋输液部件和位于吸收塔内上部的喷淋头组82，喷淋输液部件的进口与浆液出口81连通，喷淋输液部件的出口与喷淋头组82连通；其中浆液出口设置于吸收塔上远离浆液入口的一侧。

烟气分析系统9为烟气分析仪，其进口与烟气出口91连通。

喷淋头组82包括上下两层喷淋头，喷淋头组82的进口设有阀门。

应用例1

本应用例提供实施例1的混合脱硫剂湿法脱硫性能测试装置的应用方案，具体步骤如下：

s1.将氢氧化钙、碳酸钙、亚硫酸钙、氧化钙按一定比例配好并混合均匀，加入一定量的单一杂质，制成成分含量确定的脱硫灰样品；

s2.含有杂质的脱硫灰和工业石灰石粉作为第一脱硫剂和第二脱硫剂，分别在两个制浆系统中制浆；

s3.称取一定总量的脱硫灰浆液，按照一定比例与石灰石粉浆液在浆液混合储罐中进行混合，制得混合脱硫剂浆液，以一定流速泵入吸收塔内；

s4.由烟气混合装置控制测试模拟烟气配比，通入模拟烟气，通入氧气，开启循环泵及浆液喷淋系统，待反应稳定后，由烟气分析仪检测二氧化硫测量接口的二氧化硫浓度；

s5.改变杂质的添加比例、杂质的种类，并重复以上步骤；

s6.通过比较分析二氧化硫测量接口的二氧化硫浓度，分析脱硫灰杂质对脱硫吸收效率的影响。

其中，杂质包括：sio2、al2o3、fe2o3、mgo和cacl2等；混合脱硫剂浆液中石灰石粉浆液占比50％；混合脱硫剂浆液浓度20％；混合脱硫剂浆液进量流速根据吸收塔ph控制，吸收塔浆液ph由ph检测装置检测，控制在5.0～5.8；烟气混合装置控制模拟烟气二氧化硫浓度500mg/nm³；模拟烟气流速过剩系数10倍；氧气量及液位根据装置的大小控制。

六种杂质分别进行试验，每种杂质的具体添加量根据对脱硫反应的影响逐步增加，直至能够得出试验结论。比例按杂质与“脱硫灰+石灰石”质量总和的比值，最终确定上述六种杂质比例对脱硫效率的影响曲线。

应用例2

本应用例提供实施例1的混合脱硫剂湿法脱硫性能测试装置的应用方案，具体步骤如下：

s1.将脱硫灰和工业石灰石粉烘干、过筛后，作为第一脱硫剂和第二脱硫剂，分别在两个制浆系统中制浆；

s2.称取一定总量的脱硫灰浆液，按照一定比例与石灰石粉浆液在浆液混合储罐中进行混合，制得混合脱硫剂浆液，以一定流速泵入吸收塔内；

s3.由烟气混合装置控制测试模拟烟气配比，通入模拟烟气，通入氧气，开启循环泵及浆液喷淋系统，待反应稳定后，由ph检测装置检测浆液ph变化；

s4.改变混合脱硫剂浆液中脱硫灰浆液的占比，并重复以上步骤；

s5.通过ph检测装置检测的浆液ph变化，分析得到不同“脱硫灰+石灰石粉”配比对混合脱硫剂浆液ph的影响。

其中，测试混合脱硫剂浆液中脱硫灰浆液占比分别为：0％、25％、50％、75％、100％；混合脱硫剂浆液浓度20％；混合脱硫剂浆液进量流速0.05t/h；烟气混合装置控制模拟烟气二氧化硫浓度1000mg/m³；氧气流量200ml/min。

通过不同的混合脱硫剂配比，并由ph检测装置检测浆液ph的变化，最终确定不同混合脱硫剂配比对吸收塔内浆液ph的冲击变化规律。

应用例3

本应用例提供实施例1的混合脱硫剂湿法脱硫性能测试装置的应用方案，具体步骤与应用例2相同。

其中，测试混合脱硫剂浆液进量流速分别为：0.05t/h、0.1t/h、0.15t/h、0.2t/h；混合脱硫剂浆液中脱硫灰浆液占比50％；混合脱硫剂浆液浓度20％；烟气混合装置控制模拟烟气二氧化硫浓度1000mg/m³；氧气流量200ml/min。

通过设定不同的混合脱硫剂浆液进量流速，并由ph检测装置检测的浆液ph变化，最终确定不同混合脱硫剂浆液流速对吸收塔内浆液ph的冲击变化规律以及对脱硫反应的影响。

应用例4

本应用例提供实施例1的混合脱硫剂湿法脱硫性能测试装置的应用方案，具体步骤如下：

s1.将脱硫灰和工业石灰石粉烘干、过筛后，作为第一脱硫剂和第二脱硫剂，分别在两个制浆系统中制浆；

s2.称取一定总量的脱硫灰浆液，按照一定比例与石灰石粉浆液在浆液混合储罐中进行混合，制得混合脱硫剂浆液，以一定流速泵入吸收塔内；

s3.由烟气混合装置控制测试模拟烟气配比，通入模拟烟气，通入氧气，开启循环泵及浆液喷淋系统，由烟气分析仪实时检测二氧化硫测量接口的二氧化硫浓度；

s4.改变模拟烟气配比，并重复以上步骤；

s5.通过比较二氧化硫测量接口的二氧化硫浓度，分析模拟烟气中不同二氧化硫浓度对脱硫吸收效率的影响。

其中，由烟气混合装置控制测试模拟烟气中二氧化硫浓度分别为：200mg/m³、500mg/m³、1000mg/m³、1500mg/m³、1800mg/m³、2000mg/m³；混合脱硫剂浆液中脱硫灰浆液占比为50％；混合脱硫剂浆液浓度20％；混合脱硫剂浆液进量流速根据吸收塔ph控制，吸收塔ph由ph检测装置检测，控制在5.0-6.0；氧气流量200ml/min。

通过鼓入不同二氧化硫浓度的模拟烟气，并由烟气分析仪实时检测二氧化硫测量接口的烟气中二氧化硫的浓度变化，最终确定不同二氧化硫浓度烟气对脱硫效率的影响曲线。

显然，本发明的上述实施例及应用例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。