專利名稱：一種用于煙氣污染物吸附劑評價(jià)的裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于煙氣污染物吸附劑評價(jià)的裝置及其在燃煤電站鍋爐煙氣污染物吸附劑評價(jià)中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
盡管各種新能源在發(fā)展，但是在世界范圍內(nèi)，煤在能源結(jié)構(gòu)中依然處于主體地位， 尤其是我國，更是達(dá)到了三分之二左右，而且這種格局在今后較長一段時(shí)間內(nèi)不會改變。長期以來，以燃煤為主的火力發(fā)電機(jī)組在我國電力工業(yè)中占主導(dǎo)地位，我國大型電站絕大部分是常規(guī)的燃煤電站。燃煤電站排放的硫氧化物、氮氧化物、煙塵以及微量元素的排放形勢日益嚴(yán)峻，給環(huán)境造成極大影響，對人的健康造成很大的危害，并由此直接或間接地帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。近年來，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人們生活水平日益提高，對環(huán)境質(zhì)量提出了越來越高的要求，環(huán)保法規(guī)也日益健全與嚴(yán)格，人們開始重視燃煤造成的微量和痕量元素污染問題，這些痕量元素主要有Hg，Pb，F(xiàn)，Cl，As和％等。特別是痕量元素汞是最具毒性、最易揮發(fā)、最難控制的污染物，汞的排放會造成損害神經(jīng)、破壞肝臟和傷害胎兒、嬰兒的發(fā)育等一系列嚴(yán)重的問題，同時(shí)其在大氣中停留的周期長，極難控制。對于各種煙氣污染物的脫除，是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。2011年7月份，國家又出臺了燃煤電廠煙氣污染物重金屬汞的排放標(biāo)準(zhǔn)。燃煤電站鍋爐煙氣污染物汞排放的控制比較困難，目前，在尾部煙道噴射碳基吸附劑以吸附一定量的煙氣汞，是實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣重金屬汞排放控制的主要和有效的方式。但是，常規(guī)的活性碳等碳基燃煤煙氣汞吸附劑噴射存在成本較高、對燃煤電站鍋爐飛灰綜合利用產(chǎn)生負(fù)面影響等問題，所以一般燃煤電站尚不能采用噴射常規(guī)活性碳等碳基煙氣汞吸附劑進(jìn)行煙氣汞排放的控制。但隨著經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展，電廠需要高效、低成本、不影響飛灰綜合利用的煙氣污染物吸附劑。在煙氣污染物吸附劑開發(fā)過程中，進(jìn)行吸附劑吸附性能的評價(jià)是非常重要的環(huán)節(jié)，有利于降低直接到現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)評價(jià)的費(fèi)用，降低吸附劑開發(fā)成本。本專利涉及的是一種燃煤煙氣污染物吸附劑評價(jià)系統(tǒng)與裝置，對于脫除煙氣中的多種大氣污染物以及評價(jià)多種吸附劑的吸附性能有良好的作用。目前公開的專利主要有
福建龍凈脫硫脫硝工程有限公司的垃圾焚燒煙氣多組分污染物凈化處理裝置及方法， 申請?zhí)?專利號200910112433。該專利提供一種可同時(shí)脫除HF，HCl，SO2和SO3等酸性氣體及重金屬、二噁英的垃圾焚燒煙氣多組分污染物凈化處理裝置及方法。主要采用脫酸塔去除酸性氣體和吸附劑與活性炭共同吸附去除重金屬以及氣態(tài)有機(jī)污染物。浙江菲達(dá)脫硫工程有限公司的一種燒結(jié)機(jī)煙氣選擇性脫硫脫硝裝置，申請?zhí)?專利號201020602901。該實(shí)用新型專利涉及一種燒結(jié)機(jī)煙氣選擇性脫硫脫硝的裝置，對燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱不同部位的煙氣做區(qū)別處理，先除塵再做脫硫脫硝處理，然后再噴射活性炭對重金屬、二噁英等多種污染物一并進(jìn)行脫除，最后進(jìn)行二次除塵。
聊城市魯西化工工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司的一種鍋爐煙氣脫硫裝置，申請?zhí)?專利號200920241086。該專利提供了一種鍋爐煙氣脫硫裝置，包括濃縮塔、吸收塔以及多級吸收液再生噴射器，使吸收液充分再生，提高污染物脫除效率。中國石油大學(xué)的設(shè)計(jì)的氣體吸附劑評價(jià)裝置，專利申請?zhí)枮?00320102956. X。該吸附劑評價(jià)裝置有兩個(gè)吸附罐，采用色譜分析儀測定氣態(tài)污染物反應(yīng)過程中物質(zhì)變化。以上幾種污染物評價(jià)及處理裝置，主要是針對垃圾焚燒煙氣或燒結(jié)煙氣，系統(tǒng)中均包含多個(gè)預(yù)處理和吸收單元，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不適于直接應(yīng)用于燃煤電站生產(chǎn)現(xiàn)場煙氣污染物控制。本專利發(fā)明涉及的煙氣污染物吸附劑評價(jià)系統(tǒng)與裝置正是基于此目的而開發(fā)的， 可以方便快速地評價(jià)各種吸附劑的吸附效率，為燃煤電站鍋爐等煙氣污染物排放控制提供技術(shù)基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了方便快速地評價(jià)各種吸附劑的吸附效率，為燃煤電站鍋爐煙氣污染物排放控制提供良好的技術(shù)基礎(chǔ)。該裝置構(gòu)造簡單，采用固定床的形式，可以靈活方便地脫除多種煙氣污染物，并且可以相應(yīng)地評價(jià)各種吸附劑的吸附效果。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種用于煙氣污染物吸附劑評價(jià)的裝置，包括攜帶污染物的模擬煙氣鋼瓶，汞攜帶氣體鋼瓶，汞蒸氣發(fā)生器，質(zhì)量流量計(jì)A，質(zhì)量流量計(jì)B，混氣罐，雙通閥，固定床，汞形態(tài)轉(zhuǎn)換裝置，汞分析儀，計(jì)算機(jī)，尾氣處理裝置；
所述的固定床包括固定床的床體、煙氣入口、煙氣出口 ；另外，所述的固定床還設(shè)有控溫裝置，該控溫裝置可以靈活控制固定床體的溫度；
所述的固定床的床體中，采用具備粒徑為0. 5 2mm的玻璃珠或硬質(zhì)聚酯材料作為床料，粒徑為0. 5 1. 5mm的吸附劑分散于床料中；
所述的吸附劑呈固體顆粒，為碳基類吸附劑或非碳基類吸附劑； 所述的碳基類吸附劑有活性炭及其改性制品；
所述的非碳基類吸附劑有鈣基類吸附劑、凹凸棒等礦石類吸附劑或鈣基類吸附劑、凹凸棒等礦石類吸附劑的改性制品； 鈣基類吸附劑，如CaCl2、CaCO3等。固定床中床料與吸附劑的質(zhì)量比值在50 70:1，目的是為了達(dá)到最好的吸附效果；
汞攜帶氣體鋼瓶依次經(jīng)壓縮空氣經(jīng)流量計(jì)A、汞蒸汽發(fā)生器、雙通閥后與混氣罐的入口相連；
攜帶污染物的模擬煙氣鋼瓶經(jīng)流量計(jì)B后與混氣罐的入口相連混氣罐出口的管道分成兩路，一路管道經(jīng)雙通閥從固定床的頂部進(jìn)入固定床，固定床的下面的出口通過管道與汞形態(tài)轉(zhuǎn)化裝置相連，汞形態(tài)轉(zhuǎn)化裝置的出口與汞分析儀相連；
汞分析儀將分析所得的數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)顯示，另外，汞分析儀設(shè)有排氣口并與尾氣處理裝置相連；
從混氣罐出來的另一路管道不經(jīng)固定床及汞形態(tài)轉(zhuǎn)化裝置而直接進(jìn)入汞分析儀；為了防止用于煙氣污染物吸附劑評價(jià)的裝置中管路中汞吸附，管路系統(tǒng)均采用TEFLON 管，具有良好的化學(xué)惰性。 利用上述的一種用于煙氣污染物吸附劑評價(jià)的裝置對固定床中的吸附劑的吸附性能評價(jià)的方法，步驟如下
(1)、吸附劑的預(yù)處理
將吸附劑用去離子水或濃度為5%的KI水溶液清洗，然后置于烘箱中在 110°C下干燥24h去除水分；
(2)、固定床的安裝
將床料與吸附劑混合均勻后填入到固定床中，固定床的上下均采用玻璃棉固定，固定床中床料與吸附劑的填充密度為30 50g/m ；
(3)、吸附劑的吸附性能的評價(jià)
經(jīng)汞攜帶氣體鋼瓶將壓縮空氣經(jīng)流量計(jì)A后進(jìn)入汞蒸氣發(fā)生器后攜帶由汞蒸
氣發(fā)生器產(chǎn)生的汞蒸氣經(jīng)雙通閥進(jìn)入到混氣罐中；
攜帶污染物的模擬煙氣鋼瓶將攜帶污染物的模擬煙氣經(jīng)流量計(jì)B后進(jìn)入混氣罐中并與上述的進(jìn)入到混氣罐中的汞蒸氣進(jìn)行混合；
上述混合所形成的混合煙氣從混氣罐出來分成兩路，一路經(jīng)閥門進(jìn)入固定床，控制溫度為65 350°C，停留時(shí)間為0. 5^1. Os，被固定床中的吸附劑吸附后再進(jìn)入汞形態(tài)轉(zhuǎn)化裝置進(jìn)行汞形態(tài)轉(zhuǎn)換后排出的煙氣進(jìn)入汞分析儀，計(jì)算機(jī)顯示的是經(jīng)固定床吸附劑吸附后的混合煙氣中污染物的濃度C。ut，經(jīng)汞分析儀后排出的氣體經(jīng)尾氣處理裝置進(jìn)行處理后再進(jìn)行排放；
從混氣罐出來的另一路直接進(jìn)入汞分析儀進(jìn)行分析后通過計(jì)算機(jī)顯示即不經(jīng)固定床的吸附劑吸附的混合煙氣中污染物的濃度Cin ；
然后通過計(jì)算，就可以得出吸附劑對混合煙氣中污染物的吸附效率及單位吸附量；
所述的吸附效率n
權(quán)利要求
1.一種用于煙氣污染物吸附劑評價(jià)的裝置，包括攜帶污染物的模擬煙氣鋼瓶，汞攜帶氣體鋼瓶，汞蒸氣發(fā)生器，質(zhì)量流量計(jì)A，質(zhì)量流量計(jì)B、混氣罐，雙通閥，汞形態(tài)轉(zhuǎn)換裝置， 汞分析儀，計(jì)算機(jī)，尾氣處理裝置，其特征在于還包括固定床；所述的汞攜帶氣體鋼瓶依次經(jīng)壓縮空氣經(jīng)流量計(jì)A、汞蒸汽發(fā)生器、雙通閥后與混氣罐的入口相連；攜帶污染物的模擬煙氣鋼瓶經(jīng)流量計(jì)B后與混氣罐的入口相連；混氣罐出口的管道分成兩路，一路管道經(jīng)閥門從固定床的頂部進(jìn)入固定床，固定床的下面的出口通過管道與汞形態(tài)轉(zhuǎn)化裝置相連，汞形態(tài)轉(zhuǎn)化裝置的出口與汞分析儀相連；汞分析儀將分析所得的數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)顯示，另外，汞分析儀設(shè)有排氣口并與尾氣處理裝置相連；從混氣罐出來的另一路管道不經(jīng)固定床及汞形態(tài)轉(zhuǎn)化裝置而直接進(jìn)入汞分析儀；所述的固定床包括固定床的床體、煙氣入口、煙氣出口 ；固定床的床體中，采用具備粒徑為0. 5^2mm的玻璃珠或硬質(zhì)聚酯材料作為床料，粒徑為0. 5^1. 5mm的吸附劑分散于床料中，固定床中床料與吸附劑的質(zhì)量比值在50 70:1。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于煙氣污染物吸附劑評價(jià)的裝置，其特征在于所述的煙氣污染物吸附劑評價(jià)的裝置中所用的所有的管道為TEFLON管。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于煙氣污染物吸附劑評價(jià)的裝置，其特征在于所述的吸附劑呈固體顆粒，為碳基類吸附劑或非碳基類吸附劑；所述的碳基類吸附劑為活性炭或活性炭改性制品；所述的非碳基類吸附劑為鈣基類吸附劑、凹凸棒礦石類吸附劑、鈣基類吸附劑的改性制品或凹凸棒礦石類吸附劑的改性制品。
4.如權(quán)利要求3所述的一種用于煙氣污染物吸附劑評價(jià)的裝置，其特征在于所述的鈣基類吸附劑為CaCl2或CaCO3。
5.利用如權(quán)利要求4所述的一種用于煙氣污染物吸附劑評價(jià)的裝置對吸附劑進(jìn)行評價(jià)的方法，其特征在于包括如下步驟(1)、吸附劑的預(yù)處理將吸附劑用去離子水清洗然后置于烘箱中在110°c下干燥24h去除水分；(2)、固定床的安裝將床料與吸附劑混合均勻后填入到固定床中，固定床的上下均采用玻璃棉固定，固定床中床料與吸附劑的填充密度為30 50g/m ；(3)、吸附劑的吸附性能的評價(jià)經(jīng)汞攜帶氣體鋼瓶將壓縮空氣經(jīng)流量計(jì)A后進(jìn)入汞蒸汽發(fā)生器后攜帶由汞蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的汞蒸氣經(jīng)雙通閥進(jìn)入到混氣罐中；攜帶污染物的模擬煙氣鋼瓶將攜帶污染物的模擬煙氣經(jīng)流量計(jì)B后進(jìn)入混氣罐中并與上述的進(jìn)入到混氣罐中的汞蒸汽進(jìn)行混合；上述混合所形成的混合煙氣從混氣罐出來分成兩路，一路經(jīng)閥門進(jìn)入固定床，控制溫度為65 350°C，停留時(shí)間為0. 5-1. Os，被固定床中的吸附劑吸附后再進(jìn)入汞形態(tài)轉(zhuǎn)化裝置進(jìn)行汞形態(tài)轉(zhuǎn)換后排出的煙氣進(jìn)入汞分析儀，計(jì)算機(jī)顯示的是經(jīng)固定床吸附劑吸附后的混合煙氣中污染物的濃度C。ut，經(jīng)汞分析儀后排出的氣體經(jīng)尾氣處理裝置進(jìn)行處理后再進(jìn)行排放；從混氣罐出來的另一路直接進(jìn)入汞分析儀進(jìn)行分析后通過計(jì)算機(jī)顯示即未經(jīng)固定床的吸附劑吸附的混合煙氣中污染物的濃度Cin ；然后通過計(jì)算，就可以得出吸附劑對煙氣中污染物的吸附效率及單位吸附量； 所述的吸附效率n
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃煤煙氣污染物吸附劑的評價(jià)裝置，包括攜帶污染物的模擬煙氣鋼瓶，汞攜帶氣體鋼瓶，汞蒸氣發(fā)生器，質(zhì)量流量計(jì)A，質(zhì)量流量計(jì)B、混氣罐，雙通閥，汞形態(tài)轉(zhuǎn)換裝置，汞分析儀，計(jì)算機(jī)，尾氣處理裝置及固定床，所述的固定床的床體中，采用具備粒徑為0.5~2mm的玻璃珠或硬質(zhì)聚酯材料作為床料，粒徑為0.5~1.5mm的吸附劑分散于床料中，固定床中床料與吸附劑的質(zhì)量比值在50～70:1。利用本發(fā)明的一種燃煤煙氣污染物吸附劑的評價(jià)裝置可在一定的溫度下，將進(jìn)入固定床中的SO2，NOx和Hg0等相關(guān)污染物被其中的吸附劑所吸附，從而達(dá)到控制污染物的效果。同時(shí)，可以方便快速地評價(jià)該種吸附劑的吸附效果。
文檔編號B01D53/04GK102565287SQ20121000137
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者何平, 馮彩, 劉倩雁, 吳建飛, 吳江, 張曉英, 張錦紅, 楊苗, 潘衛(wèi)國, 石宙, 鄒敏婷 申請人:上海電力學(xué)院