本發(fā)明涉及煙氣脫硫領(lǐng)域，特別涉及一種脫硫溶劑的性能測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展使煤炭、石油等能源的消耗日益增加，加上大量金屬冶煉廠的混合氣排放，嚴重污染了大氣環(huán)境。為了保證經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，我們不僅要盡可能地減少二氧化硫的排放，還要采用再生法混合氣脫硫技術(shù)控制二氧化硫排放并回收硫資源。

在混合氣脫硫過程中，通常采用脫硫溶劑吸收混合氣中的二氧化硫，然后再對吸收二氧化硫后的脫硫溶劑進行再生。在此過程中，脫硫溶劑的選擇十分重要，通常期望獲得這樣一種脫硫溶劑，其對混合氣中的SO₂具有高的吸收率，而對混合氣中的其他組分，例如CO₂等吸收很少或者不吸收(即具有高選擇性)，而且，吸收SO₂后的脫硫溶劑能夠在蒸汽加熱作用下進行解吸反應(yīng)，容易再生。所以，高效快速地開發(fā)具有上述性能的脫硫溶劑在混合氣脫硫領(lǐng)域具有重要的意義。

在脫硫溶劑開發(fā)的過程中，對脫硫溶劑的性能進行測定十分重要，而脫硫溶劑的性能可以從以下相關(guān)參數(shù)中體現(xiàn)出來，例如，脫硫之前混合氣中SO₂、CO₂以及其他氣體的含量、脫硫后混合氣中SO₂、CO₂以及其他氣體的含量、脫硫過程中吸收/再生反應(yīng)器中反應(yīng)體系的溫度與pH等等?，F(xiàn)有技術(shù)通常在實驗過程中單獨地以及間歇地對上述參數(shù)進行分別測定，這使得脫硫溶劑的開發(fā)效率較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供了一種利于提高脫硫溶劑開發(fā)效率的脫硫溶劑的性能測試系統(tǒng)。具體技術(shù)方案如下：

一種脫硫溶劑的性能測試系統(tǒng)，包括：順次連接的混合氣輸入單元、吸收/ 再生反應(yīng)單元、在線監(jiān)測單元、數(shù)據(jù)采集單元、記錄控制單元；

所述混合氣輸入單元還與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，通過所述數(shù)據(jù)采集單元采集所述混合氣輸入單元中SO₂、N₂、以及可選的O₂和其他酸性氣體的流量信息；

所述吸收/再生反應(yīng)單元包括吸收/再生反應(yīng)器、微控加熱爐和冷凝管，所述微控加熱爐設(shè)置在所述吸收/再生反應(yīng)器的外部，用于對所述吸收/再生反應(yīng)器進行加熱，所述冷凝管的氣體進口與所述吸收/再生反應(yīng)器的出口連接；

所述在線監(jiān)測單元包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、在線pH計、氣體分析儀，所述第一溫度傳感器同時與所述微控加熱爐和所述數(shù)據(jù)采集單元連接，通過所述數(shù)據(jù)采集單元采集所述微控加熱爐的溫度；所述第二溫度傳感器和所述在線pH計均設(shè)置在所述吸收/再生反應(yīng)器內(nèi)部，并與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，通過所述數(shù)據(jù)采集單元采集所述吸收/再生反應(yīng)器內(nèi)部反應(yīng)體系的溫度和pH值；所述氣體分析儀同時與所述冷凝管的氣體出口和所述數(shù)據(jù)采集單元連接，通過所述數(shù)據(jù)采集單元采集反應(yīng)尾氣中氣體的組成及含量；

通過所述記錄控制單元記錄所述數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息對所述混合氣輸入單元和所述吸收/再生反應(yīng)單元進行控制。

具體地，作為優(yōu)選，所述混合氣輸入單元包括：并聯(lián)連接的SO₂輸入子單元、O₂輸入子單元、N₂輸入子單元、其他酸性氣體輸入子單元；

所述SO₂輸入子單元、所述O₂輸入子單元、所述N₂輸入子單元、所述其他酸性氣體輸入子單元均包括連接的截止閥和氣體質(zhì)量流量控制器，通過所述截止閥控制所述SO₂、所述O₂、所述N₂以及所述其他酸性氣體的流量。

具體地，作為優(yōu)選，所述N₂輸入子單元還包括三通閥，通過所述三通閥所述N₂輸入子單元分別與所述SO₂輸入子單元和所述其他酸性氣體輸入子單元連通。

具體地，作為優(yōu)選，所述吸收/再生反應(yīng)器為圓柱形的鼓泡式反應(yīng)器，所述鼓泡式反應(yīng)器的高度與內(nèi)徑比為5-10:1。

具體地，作為優(yōu)選，所述鼓泡式反應(yīng)器的高度與內(nèi)徑比為8-10:1

具體地，作為優(yōu)選，所述鼓泡式反應(yīng)器內(nèi)部的下方設(shè)置有多孔篩板，所述多孔篩板與所述鼓泡式反應(yīng)器的底部之間的距離小于等于所述鼓泡式反應(yīng)器高度的1/20。

具體地，作為優(yōu)選，所述鼓泡式反應(yīng)器中裝填有脫硫溶劑，所述脫硫溶劑的裝填高度為所述鼓泡式反應(yīng)器高度的1/3-2/3。

具體地，作為優(yōu)選，所述第二溫度傳感器和所述在線pH計均密封插入所述吸收/再生反應(yīng)器內(nèi)部，直至伸入所述脫硫溶劑內(nèi)部。

本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

本發(fā)明實施例提供的脫硫溶劑的性能測試系統(tǒng)，通過混合氣輸入單元形成具有特定組成的混合氣，并使混合氣進入吸收/再生反應(yīng)單元進行吸收或者再生反應(yīng)。在吸收/再生反應(yīng)之前通過數(shù)據(jù)采集單元實時監(jiān)測混合氣中各組分的流量信息；在吸收/再生反應(yīng)過程中，通過在線監(jiān)測單元實時監(jiān)測微控加熱爐的溫度、吸收/再生反應(yīng)器中液相反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度和pH，并通過數(shù)據(jù)采集單元進行采集；在吸收反應(yīng)后，通過氣體分析儀實時監(jiān)測反應(yīng)尾氣中各組分，尤其是SO₂的含量，并通過數(shù)據(jù)采集單元進行采集。由數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)信息將由記錄控制單元進行實時記錄，并由此判定脫硫溶劑的性能，同時記錄控制單元還可根據(jù)上述所采集到的數(shù)據(jù)信息對混合氣輸入單元和吸收/再生反應(yīng)單元進行實時控制，以使這兩者在期望的能充分發(fā)揮脫硫溶劑吸收或者再生性能的條件下進行吸收或者再生反應(yīng)，實現(xiàn)充分地吸收或者再生?？梢?，利用本發(fā)明實施例提供的系統(tǒng)能實時地同時測量得到用于評價脫硫溶劑性能所需的各種信息，有效提高了脫硫溶劑的開發(fā)效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的脫硫溶劑的性能測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例2提供的三次SO₂吸收/再生循環(huán)過程中，吸收過程中SO₂的pH值變化示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例2提供的三次SO₂吸收/再生循環(huán)過程中，吸收過程中SO₂的濃度變化示意圖。

附圖標(biāo)記分別表示：

1 混合氣輸入單元，

11 SO₂輸入子單元，

12 其他酸性氣體輸入子單元，

13 N₂輸入子單元，

14 O₂輸入子單元，

15 截止閥，

16 氣體質(zhì)量流量控制器，

17 三通閥，

2 吸收/再生反應(yīng)單元，

21 吸收/再生反應(yīng)器，

22 微控加熱爐，

23 冷凝管，

3 在線監(jiān)測單元，

31 第一溫度傳感器，

32 第二溫度傳感器，

33 在線pH計，

34 氣體分析儀，

4 數(shù)據(jù)采集單元，

5 記錄控制單元，

6 緩沖罐，

7 堿液吸收罐。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種脫硫溶劑的性能測試系統(tǒng)，包括：順次連接的混合氣輸入單元1、吸收/再生反應(yīng)單元2、在線監(jiān)測單元3、數(shù)據(jù)采集單元4、記錄控制單元5。

其中，混合氣輸入單元1還與數(shù)據(jù)采集單元4連接，通過數(shù)據(jù)采集單元4采集混合氣輸入單元1中SO₂、N₂、以及可選的O₂和其他酸性氣體的流量信息。

吸收/再生反應(yīng)單元2包括吸收/再生反應(yīng)器21、微控加熱爐22和冷凝管23。其中，微控加熱爐22設(shè)置在所述吸收/再生反應(yīng)器21的外部，用于對吸收/再生反應(yīng)器21進行加熱，冷凝管23的氣體進口與吸收/再生反應(yīng)器21的出口連接。

在線監(jiān)測單元3包括第一溫度傳感器31、第二溫度傳感器32、在線pH計33、氣體分析儀34。其中，第一溫度傳感器31同時與微控加熱爐22和數(shù)據(jù)采集單元4連接，通過數(shù)據(jù)采集單元4采集微控加熱爐22的溫度；第二溫度傳感器32和在線pH計33均設(shè)置在吸收/再生反應(yīng)器21內(nèi)部，并與數(shù)據(jù)采集單元4連接，通過數(shù)據(jù)采集單元4采集吸收/再生反應(yīng)器21內(nèi)部反應(yīng)體系的溫度和pH值；氣體分析儀34同時與冷凝管23的氣體出口和數(shù)據(jù)采集單元4連接，通過數(shù)據(jù)采集單元4采集反應(yīng)尾氣中氣體的組成及含量。

通過記錄控制單元5記錄數(shù)據(jù)采集單元4采集到的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)該數(shù)據(jù)信息對混合氣輸入單元1和吸收/再生反應(yīng)單元2進行控制。

本發(fā)明實施例提供的脫硫溶劑的性能測試系統(tǒng)，通過混合氣輸入單元1形成具有特定組成的混合氣，并使混合氣進入吸收/再生反應(yīng)單元2進行吸收或者再生反應(yīng)。在吸收/再生反應(yīng)之前通過數(shù)據(jù)采集單元4實時監(jiān)測混合氣中各組分的流量信息；在吸收/再生反應(yīng)過程中，通過在線監(jiān)測單元3實時監(jiān)測微控加熱爐22的溫度、吸收/再生反應(yīng)器21中液相反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度和pH，并通過數(shù)據(jù)采集單元4進行采集；在吸收反應(yīng)后，通過氣體分析儀34實時測試反應(yīng)尾氣中各組分，尤其是SO₂的含量，并通過數(shù)據(jù)采集單元4進行采集。由數(shù)據(jù)采集單元4采集到的數(shù)據(jù)信息將由記錄控制單元5進行實時記錄，并由此判定脫硫溶劑的性能，同時記錄控制單元5還可根據(jù)上述所采集到的數(shù)據(jù)信息對混合氣輸入單元1和吸收/再生反應(yīng)單元2進行實時控制，以使這兩者在期望的能充分發(fā)揮脫硫溶劑吸收或者再生性能的條件下進行吸收或者再生反應(yīng)，實現(xiàn)充分地吸收或者再生?？梢姡帽景l(fā)明實施例提供的系統(tǒng)能實時地同時測量得到用于評價脫硫溶劑性能所需的各種信息，有效提高了脫硫溶劑的開發(fā)效率。

具體地，本發(fā)明實施例提供的脫硫溶劑的性能測試系統(tǒng)的工作原理如下：

本發(fā)明實施例通過間歇地吸收和再生反應(yīng)對脫硫溶劑的性能進行測試，在吸收反應(yīng)過程中，通過混合氣輸入單元1控制混合氣中各組分，例如SO₂、O₂、N₂以及其他酸性氣體的流量，形成具有特定組成的混合氣，并將該特定組成的混合氣輸入與之連接的吸收/再生反應(yīng)單元2中進行吸收反應(yīng)。在此過程中，由 于混合氣輸入單元1還與數(shù)據(jù)采集單元4連接，可通過數(shù)據(jù)采集單元4采集混合氣輸入單元1形成的混合氣中SO₂、N₂、以及可選的O₂和其他酸性氣體的流量信息，被采集到的SO₂、O₂、N₂以及其他酸性氣體的流量信息將由數(shù)據(jù)采集單元4進一步傳輸至與之連接的記錄控制單元5，由該記錄控制單元5進行實時記錄。進一步地，該記錄控制單元5根據(jù)采集到的流量信息對混合氣輸入單元1進行適時控制，以便于調(diào)整其中SO₂、O₂、N₂以及其他酸性氣體的流量。

由于吸收/再生反應(yīng)器21中裝填有脫硫溶劑，混合氣在吸收/再生反應(yīng)單元2中的吸收/再生反應(yīng)器21中將進行吸收反應(yīng)，在吸收反應(yīng)過程中，采用微控加熱爐22對吸收/再生反應(yīng)器21進行加熱，并由第一溫度傳感器31將測試得到的微控加熱爐22的溫度傳遞至數(shù)據(jù)采集單元4進行采集。同時，由第二溫度傳感器32和在線pH計33對吸收/再生反應(yīng)器21中液相反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度和反應(yīng)pH值進行測試，并將它們傳遞至數(shù)據(jù)采集單元4進行采集。在此過程中由數(shù)據(jù)采集單元4采集得到的微控加熱爐22的溫度、吸收/再生反應(yīng)器21中液相反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度和反應(yīng)pH值將進一步傳遞至記錄控制單元5進行實時記錄。進一步地，該記錄控制單元5將根據(jù)采集得到的上述溫度信息對吸收/再生反應(yīng)單元2進行控制，具體地是對微控加熱爐22的溫度、吸收/再生反應(yīng)器21中液相反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度進行控制，以實時調(diào)整吸收/再生反應(yīng)單元2的操作條件。

在吸收反應(yīng)后，反應(yīng)尾氣(即混合氣經(jīng)脫硫后的氣體混合物)由吸收/再生反應(yīng)器21的頂部出口排出，并經(jīng)冷凝管23冷凝后排出，由于氣體分析儀34與冷凝管23的氣體出口連接，所以將通過氣體分析儀34對反應(yīng)尾氣中的氣體組成及含量，尤其是SO₂的含量進行測定，待反應(yīng)尾氣中SO₂的含量達到預(yù)定值，例如500mg/m³時停止吸收反應(yīng)。綜合前述采集到的混合氣中各組分的流量數(shù)據(jù)信息、吸收/再生反應(yīng)單元2中的溫度和pH信息，來對脫硫溶劑的性能，尤其是SO₂的吸收率、選擇性進行有效評估。

在再生反應(yīng)過程中，由混合氣輸入單元1控制混合氣形成特定流量的惰性氣體N₂，并將其通入吸收/再生反應(yīng)器21中進行解吸反應(yīng)，在再生反應(yīng)過程中，吸收/再生反應(yīng)單元2和在線監(jiān)測單元3的工作基本與吸收反應(yīng)類似，在此不再贅述。區(qū)別在于，再生反應(yīng)后的尾氣優(yōu)選在再生反應(yīng)開始后的特定時間段內(nèi)不通過氣體分析儀34進行測試(一般再生尾氣SO₂濃度超過氣體分析儀SO₂檢測上限，不宜長時間監(jiān)測。為了保護氣體分析儀34，提高其壽命)，而在該特定時 間后(此時再生尾氣SO₂濃度回落至氣體分析儀SO₂檢測上限以內(nèi))，利用氣體分析儀34監(jiān)測SO₂的含量，當(dāng)尾氣中SO₂的含量低于預(yù)定值，例如500mg/m³時，停止再生反應(yīng)。

可以理解的是，第一，在混合氣輸入單元1和吸收/再生反應(yīng)單元2之間可以設(shè)置有緩沖罐6，用于對混合氣進行緩沖，使其混合更加均勻。第二，冷凝管23還包括與冷凝水循環(huán)系統(tǒng)連接的液相進口和液相出口。第三，所述數(shù)據(jù)采集單元4可以為通訊領(lǐng)域常用的包括數(shù)據(jù)采集軟件的數(shù)據(jù)采集器。第四，所述記錄控制單元5可以為微型計算機，其能夠?qū)?shù)據(jù)采集單元4傳遞來的信息進行記錄和儲存，并通過對這些信息進行分析來對混合氣輸入單元1和吸收/再生反應(yīng)單元2的操作參數(shù)進行適時控制。

由上述可知，利用本發(fā)明實施例提供的系統(tǒng)可實現(xiàn)對脫硫溶劑快速、準確且低成本地在線性能測試，更利于脫硫溶劑的高效開發(fā)。而且，上述系統(tǒng)在常壓下即可進行，結(jié)構(gòu)簡單，適用范圍廣，分析測試快速準確，脫硫溶劑及相應(yīng)氣體用量小，成本更加低廉。

具體地，該混合氣輸入單元1包括：并聯(lián)連接的SO₂輸入子單元11、O₂輸入子單元14、N₂輸入子單元13、其他酸性氣體輸入子單元12。SO₂輸入子單元11、O₂輸入子單元14、N₂輸入子單元13、其他酸性氣體輸入子單元12均包括連接的截止閥15和氣體質(zhì)量流量控制器16，通過截止閥15控制SO₂、CO₂、N₂以及其他酸性氣體的流量。

其中，O₂輸入子單元用于考察O₂對SO₂吸收反應(yīng)的影響；在不考察O₂影響的情況下，也可不使用該O₂輸入子單元，即可通過截止閥15使O₂的流量為0。CO₂由其他酸性氣體輸入子單元12輸入，即根據(jù)其他酸性氣體輸入單元12輸入不同的酸性氣體，可考察脫硫溶劑針對不同酸性氣體的脫除SO₂選擇性；當(dāng)然，在不考察選擇性的情況下也可不使用該其他酸性氣體輸入子單元12。

本發(fā)明實施例通過使用并聯(lián)連接的SO₂輸入子單元11、O₂輸入子單元14、N₂輸入子單元13、其他酸性氣體輸入子單元12，更利于控制混合氣中各組分的組成及含量。例如，在吸收反應(yīng)時，更容易形成包括SO₂、O₂和其他酸性氣體(如CO₂等)的混合氣，而在再生反應(yīng)時，則更容易形成包括氮氣的惰性氣體。上述各個子單元均包括互相連接的截止閥15，通過截止閥15控制SO₂、CO₂、N₂以及其他酸性氣體的流量，通過氣體質(zhì)量流量控制器16實時測量SO₂、CO₂、 N₂以及其他酸性氣體的流量信息，并將該流量信息反饋至數(shù)據(jù)采集單元4。

其中，本發(fā)明實施例中所述的其他酸性氣體可為CO₂、H₂S、NO₂等，可考察在這些酸性氣體存在的情況下脫硫溶劑對SO₂脫除的選擇性。

具體地，N₂輸入子單元還13包括三通閥17，通過該三通閥17，N₂輸入子單元13分別與SO₂輸入子單元11和其他酸性氣體輸入子單元12連通。為了避免在吸收/再生反應(yīng)完成后殘留在SO₂輸入子單元11和其他酸性氣體輸入子單元12的管路中的該酸性氣體腐蝕管道及質(zhì)量流量控制器，本發(fā)明實施例在反應(yīng)結(jié)束后將N₂分別通入SO₂輸入子單元11和其他酸性氣體輸入子單元12中，以清洗管道及質(zhì)量流量控制器，提高其壽命。

具體地，該吸收/再生反應(yīng)器21為圓柱形的鼓泡式反應(yīng)器，所述鼓泡式反應(yīng)器的高度與內(nèi)徑比為5-10:1，優(yōu)選8-10:1。例如，該鼓泡式反應(yīng)器的高度與內(nèi)徑比可以為5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1等。為了獲得高效的吸收反應(yīng)，對鼓泡式反應(yīng)器的高度與內(nèi)徑比進行如上限定。

進一步地，該鼓泡式反應(yīng)器內(nèi)部的下方設(shè)置有多孔篩板，多孔篩板與鼓泡式反應(yīng)器的底部之間的距離小于等于鼓泡式反應(yīng)器高度的1/20。本發(fā)明實施例通過在鼓泡式反應(yīng)器上述的接近于底部位置處設(shè)置多孔篩板，以打碎氣泡提高氣液接觸面積，進而提高吸收/再生反應(yīng)效率。

具體地，該鼓泡式反應(yīng)器中裝填有脫硫溶劑，脫硫溶劑的裝填高度為鼓泡式反應(yīng)器高度的1/3-2/3。對脫硫溶劑的裝填高度進行如上限定的原因是：脫硫溶劑裝填高度過低會使氣液接觸時間過短，不利于吸收反應(yīng)，且也不利于第二溫度傳感器32和在線pH計33插入溶劑中；高溫再生時溶劑呈現(xiàn)沸騰狀態(tài)，裝填高度過高會使沸騰溶液進入冷凝管進而進入氣體分析儀，使溶劑損失的同時嚴重損害氣體分析儀。

進一步作為優(yōu)選，第二溫度傳感器32和在線pH計33均密封插入吸收/再生反應(yīng)器21內(nèi)部，直至伸入脫硫溶劑內(nèi)部，優(yōu)選伸入至脫硫溶劑裝填高度的中間位置處，從而保證所測量得到的溫度和pH更加準確。

進一步地，可采用相應(yīng)的國家標(biāo)準方法對吸收/再生反應(yīng)器21中的液相反應(yīng)體系中的組分及其含量進行測試。

進一步地，本發(fā)明實施例提供的系統(tǒng)還包括堿液吸收罐7，通過該堿液吸收罐7對吸收反應(yīng)和再生反應(yīng)過程中得到的尾氣中的酸性組分進行吸收。

以下將通過具體實施例進一步地描述本發(fā)明。

在以下具體實施例中，所涉及的操作未注明條件者，均按照常規(guī)條件或者制造商建議的條件進行。所用原料未注明生產(chǎn)廠商及規(guī)格者均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

實施例1

如附圖1所示，本實施例提供了一種脫硫溶劑的性能測試系統(tǒng)，包括：順次連接的混合氣輸入單元1、吸收/再生反應(yīng)單元2、在線監(jiān)測單元3、數(shù)據(jù)采集單元4、記錄控制單元5。該混合氣輸入單元1還與數(shù)據(jù)采集單元4連接，通過數(shù)據(jù)采集單元4采集混合氣輸入單元1中SO₂、N₂以及可選的O₂和其他酸性氣體的流量信息。

該混合氣輸入單元1包括：并聯(lián)連接的SO₂輸入子單元11、O₂輸入子單元14、N₂輸入子單元13、其他酸性氣體輸入子單元12。SO₂輸入子單元11、O₂輸入子單元14、N₂輸入子單元13、其他酸性氣體輸入子單元12均包括連接的截止閥15和氣體質(zhì)量流量控制器16，通過截止閥15控制SO₂、O₂、N₂以及其他酸性氣體的流量。N₂輸入子單元13還包括三通閥17，通過該三通閥17，N₂輸入子單元13分別與SO₂輸入子單元11和其他酸性氣體輸入子單元12連通。

吸收/再生反應(yīng)單元2包括吸收/再生反應(yīng)器21、微控加熱爐22和冷凝管23。其中，微控加熱爐22設(shè)置在所述吸收/再生反應(yīng)器21的外部，用于對吸收/再生反應(yīng)器21進行加熱，冷凝管23的氣體進口與吸收/再生反應(yīng)器21的出口連接。具體地，該吸收/再生反應(yīng)器21為圓柱形的鼓泡式反應(yīng)器，該鼓泡式反應(yīng)器的高度與內(nèi)徑比為9:1。該鼓泡式反應(yīng)器內(nèi)部的下方設(shè)置有多孔篩板，多孔篩板與鼓泡式反應(yīng)器的底部之間的距離為鼓泡式反應(yīng)器高度的1/30。該鼓泡式反應(yīng)器中裝填有脫硫溶劑，脫硫溶劑的裝填高度為鼓泡式反應(yīng)器高度的1/3。

在線監(jiān)測單元3包括第一溫度傳感器31、第二溫度傳感器32、在線pH計33、氣體分析儀34。其中，第一溫度傳感器31同時與微控加熱爐22和數(shù)據(jù)采集單元4連接，通過數(shù)據(jù)采集單元4采集微控加熱爐22的溫度；第二溫度傳感器32和在線pH計33均設(shè)置在吸收/再生反應(yīng)器21內(nèi)部，并與數(shù)據(jù)采集單元4連接，通過數(shù)據(jù)采集單元4采集吸收/再生反應(yīng)器21內(nèi)部反應(yīng)體系的溫度和pH值；氣體分析儀34同時與冷凝管23的氣體出口和數(shù)據(jù)采集單元4連接，通過數(shù)據(jù)采集單元4采集反應(yīng)尾氣中氣體的組成及含量，尤其是SO₂的濃度。

通過記錄控制單元5記錄數(shù)據(jù)采集單元4采集到的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)該數(shù)據(jù)信息對混合氣輸入單元1和吸收/再生反應(yīng)單元2進行控制。

該系統(tǒng)還包括堿液吸收罐7，通過該堿液吸收罐7對吸收反應(yīng)和再生反應(yīng)過程中得到的尾氣進行吸收。

實施例2

本實施例利用實施例1提供的系統(tǒng)對脫硫溶劑的性能進行測試。其中，該脫硫溶劑為由哌嗪與硫酸的水溶液組成的濃度為1mol/L的溶劑體系。

具體操作過程如下：

在進行SO₂吸收反應(yīng)時，通過混合氣輸入單元1控制形成的混合氣(SO₂為2.0Vol％，N₂為98.0Vol％，流量為300mL/min)。該混合氣從底部進入吸收/再生反應(yīng)器21(其中裝填有50mL的脫硫溶劑，其裝填高度為反應(yīng)器高度的1/3)。此時由微控加熱爐22控制吸收/再生反應(yīng)器21中脫硫溶劑的溫度為50℃，在吸收反應(yīng)過程中，通過脫硫溶劑脫除混合氣中的SO₂組分，得到反應(yīng)尾氣。反應(yīng)尾氣通過冷凝管23冷卻后進入氣體分析儀34監(jiān)測其中剩余組分，隨后通入堿液吸收罐7中進行吸收處理，待凈化氣中SO₂的濃度達到設(shè)定值500mg/m³即停止進混合氣。再生反應(yīng)時，通過混合氣輸入單元1形成惰性氣體(N₂，流量為100ml/min)，從底部進入吸收/再生反應(yīng)器21(其中裝填有吸收SO₂后的脫硫溶劑)，此時由微控加熱爐22控制吸收/再生反應(yīng)器21中脫硫溶劑的溫度為100℃，通過高溫解吸脫硫溶劑中的SO₂組分，得到再生尾氣。再生尾氣通過冷凝管23冷卻后通入堿液吸收管進行吸收處理。再生反應(yīng)進行30min后再生尾氣進入氣體分析儀34監(jiān)測其中SO₂濃度，待SO₂組分低于設(shè)定值500mg/m³即停止進氣，至此完成一個吸收/再生循環(huán)過程。重復(fù)該吸收/再生循環(huán)過程三次即可。

在上述過程中，混合氣的流量由流量計進行實時測定并傳遞至數(shù)據(jù)采集單元4，各個溫度和pH的變化分別由各溫度傳感器和在線pH計33進行實時測定并傳遞至數(shù)據(jù)采集單元4，尾氣中各組分的濃度由氣體分析儀34進行實時測定并傳遞至數(shù)據(jù)采集單元4。數(shù)據(jù)采集單元4采集得到的各數(shù)據(jù)信息將傳遞至記錄控制單元5，通過對如上各數(shù)據(jù)信息進行分析即可準確判斷脫硫溶劑的性能。此外，記錄控制單元5將根據(jù)上述各數(shù)據(jù)信息隨時控制混合氣輸入單元1和吸收/再生反應(yīng)單元2，以使其各個操作參數(shù)維持在上述所示。

本實施例中三次吸收/再生循環(huán)過程中，由在線pH計33測量得到的吸收/再生反應(yīng)器21中液相反應(yīng)體系(可以理解為脫硫溶劑)的pH測試數(shù)據(jù)信息如圖2所示，由氣體分析儀34測試得到的反應(yīng)尾氣中SO₂的濃度信息如圖3所示?？梢姡ㄟ^圖2和圖3所示的數(shù)據(jù)信息即可容易地判定在本實施例所述的操作條件下，本實施所使用的脫硫溶劑具有較佳的SO₂吸收能力和再生性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。