本發(fā)明涉及煙氣露點(diǎn)腐蝕裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種模擬濕法脫硫煙囪內(nèi)壁煙氣露點(diǎn)腐蝕的實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前火電廠煙氣處理應(yīng)用最為普遍的是濕法脫硫技術(shù)，該法對(duì)煙氣中的SO2 脫除效率較高，但對(duì)強(qiáng)侵蝕性的SO3、HCl、HF等物質(zhì)的脫除效率并不高，導(dǎo)致脫硫后的煙氣冷凝液中含有一定量的侵蝕性物質(zhì)，具有“高”化學(xué)腐蝕等級(jí)。煙氣露點(diǎn)腐蝕對(duì)煙囪內(nèi)襯的腐蝕非常嚴(yán)重，調(diào)研近5年內(nèi)新建或改建的226個(gè)脫硫煙囪發(fā)現(xiàn)，13種防腐方案中有10種出現(xiàn)了不同程度的損壞。由此可見，采用合適的煙囪防腐內(nèi)襯材料是保證煙囪安全長(zhǎng)效運(yùn)行的關(guān)鍵。因此，搭建一種模擬煙囪煙氣露點(diǎn)腐蝕的實(shí)驗(yàn)裝置，為評(píng)價(jià)煙囪內(nèi)襯材料的抗煙氣露點(diǎn)腐蝕性能提供便利的實(shí)驗(yàn)手段，對(duì)解決煙囪內(nèi)襯材料的選材具有一定的工程的意義。
專利號(hào)為CN101929945A的專利公開了一種黃磷尾氣中磷對(duì)鍋爐材料的低溫露點(diǎn)腐蝕試驗(yàn)方法及裝置。該裝置將材料浸泡在磷酸溶液中，采用失重法衡量其抗露點(diǎn)腐蝕性能，忽略了露點(diǎn)腐蝕的特點(diǎn)——材料是在冷凝液薄液膜狀態(tài)下的腐蝕，與實(shí)際的露點(diǎn)腐蝕工況不符。專利號(hào)為CN101251467A和CN101876622A的文件中提出采用二氧化硫和三氧化硫氣體與水蒸氣混合形成硫酸露點(diǎn)腐蝕，其腐蝕形式同實(shí)際的露點(diǎn)腐蝕非常貼切，但腐蝕溶液的成分與煙囪煙氣冷凝液的成分存在很大差異，火電廠煙氣冷凝液的主要成分除了硫酸外，還有硝酸、鹽酸、磷酸等多種酸性溶液。CN102696438A的專利公開了一種能夠?qū)崿F(xiàn)電化學(xué)測(cè)試的露點(diǎn)腐蝕實(shí)驗(yàn)裝置，它能采用電化學(xué)手段來(lái)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)材料的腐蝕性能，豐富了研究手段，但是由于試樣與電極封裝在一起，試樣面積有限，對(duì)材料露點(diǎn)腐蝕性能的表征不夠全面。
因此，在我國(guó)火力發(fā)電為主的能源現(xiàn)狀和綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)下，煙囪的安全長(zhǎng)效運(yùn)行是保障電力行業(yè)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的先決條件，亟需研制一套能夠測(cè)試材料在濕法脫硫煙囪煙氣中抗露點(diǎn)腐蝕性能的、簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)裝置，為高校和研究院所評(píng)價(jià)篩選防腐材料提供便利。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種模擬濕法脫硫煙囪內(nèi)壁煙氣露點(diǎn)腐蝕的實(shí)驗(yàn)裝置，可以根據(jù)煙囪煙氣的成分配置相應(yīng)的溶液產(chǎn)生煙氣模擬蒸汽，模擬煙囪內(nèi)壁薄液膜露點(diǎn)腐蝕環(huán)境，測(cè)試不同試樣材料的抗煙氣露點(diǎn)腐蝕性能。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種模擬濕法脫硫煙囪內(nèi)壁煙氣露點(diǎn)腐蝕的實(shí)驗(yàn)裝置，包括依次相連的煙氣發(fā)生系統(tǒng)、露點(diǎn)腐蝕系統(tǒng)、余氣吸收系統(tǒng)，所述煙氣發(fā)生系統(tǒng)包括數(shù)顯溫控電加熱套，在數(shù)顯溫控電加熱套的上部套裝有大容量多孔蒸發(fā)瓶，大容量多孔蒸發(fā)瓶?jī)?nèi)盛裝腐蝕溶液，大容量多孔蒸發(fā)瓶上設(shè)置多個(gè)接口，接口中安裝有向瓶?jī)?nèi)補(bǔ)液的補(bǔ)液導(dǎo)管、連接露點(diǎn)腐蝕系統(tǒng)的蒸汽導(dǎo)管，露點(diǎn)腐蝕系統(tǒng)包括煙氣流動(dòng)箱，蒸汽導(dǎo)管連接到煙氣流動(dòng)箱中，煙氣流動(dòng)箱頂部安裝有半導(dǎo)體制冷片，半導(dǎo)體制冷片下部貼有試樣貼板，上部安裝有散熱風(fēng)扇，試樣貼板下部粘貼試樣，煙氣流動(dòng)箱底部設(shè)置廢液回收槽，煙氣流動(dòng)箱的箱壁上開口，開口中設(shè)置連接余氣吸收系統(tǒng)的出氣導(dǎo)管，余氣吸收系統(tǒng)包括余氣吸收瓶，出氣導(dǎo)管連接到余氣吸收瓶的液體中。
所述大容量多孔蒸發(fā)瓶的接口中還安裝測(cè)試瓶?jī)?nèi)蒸汽溫度的溫度計(jì)。
所述大容量多孔蒸發(fā)瓶的接口中安裝的蒸汽導(dǎo)管不少于一根。
所述余氣吸收瓶不少于一個(gè)，它們之間通過(guò)玻璃導(dǎo)管串聯(lián)組裝，玻璃導(dǎo)管在前一個(gè)余氣吸收瓶中的導(dǎo)管開口處于余氣吸收瓶的上部非液體部分，玻璃導(dǎo)管在后一個(gè)余氣吸收瓶的導(dǎo)管開口處于下部液體部分，出氣導(dǎo)管連接第一個(gè)余氣吸收瓶，同時(shí)不少于一個(gè)的余氣吸收瓶中盛裝不同的高濃度中和溶液。
半導(dǎo)體制冷片與試樣貼板之間通過(guò)導(dǎo)熱硅膠粘和，半導(dǎo)體制冷片與散熱風(fēng)扇之間通過(guò)導(dǎo)熱硅膠粘和。
所述半導(dǎo)體制冷片和散熱風(fēng)扇為集成的獨(dú)立單元，并且這種集成的獨(dú)立單元不少于一個(gè)。
所述煙氣流動(dòng)箱為有機(jī)玻璃材質(zhì)，用于觀看試樣表面的冷凝液成膜情況和蒸汽分布情況。
所述試樣貼板與試樣的材質(zhì)相同。
本發(fā)明選用了數(shù)顯溫控電加熱套，可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)工作功率控制腐蝕蒸汽產(chǎn)生的數(shù)量和速度，同時(shí)本發(fā)明采用半導(dǎo)體制冷片，制冷迅速恒定，且可以通過(guò)控制制冷片的數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)試樣表面的冷凝溫度。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1-數(shù)顯溫控電加熱套；2-大容量多孔蒸發(fā)瓶；3-溫度計(jì)；4-補(bǔ)液導(dǎo)管；5-蒸汽導(dǎo)管；6-廢液回收槽；7-散熱風(fēng)扇；8-半導(dǎo)體制冷片；9-試樣貼板；10-試樣；11-煙氣流動(dòng)箱；12-出氣導(dǎo)管；13-余氣吸收瓶。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖1和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明提供的一種模擬濕法脫硫煙囪內(nèi)壁煙氣露點(diǎn)腐蝕的實(shí)驗(yàn)裝置，包括依次相連的煙氣發(fā)生系統(tǒng)、露點(diǎn)腐蝕系統(tǒng)、余氣吸收系統(tǒng)，煙氣發(fā)生系統(tǒng)包括數(shù)顯溫控電加熱套1，在數(shù)顯溫控電加熱套1的上部套裝有大容量多孔蒸發(fā)瓶2，大容量多孔蒸發(fā)瓶2內(nèi)盛裝腐蝕溶液，腐蝕溶液可以更換，可以通過(guò)改變蒸發(fā)瓶中溶液的成分改變腐蝕蒸汽的成分，滿足不同成分煙囪煙氣露點(diǎn)腐蝕實(shí)驗(yàn)的需要。大容量多孔蒸發(fā)瓶2上設(shè)置有多個(gè)接口，接口中安裝有向瓶?jī)?nèi)補(bǔ)液的補(bǔ)液導(dǎo)管4，可以及時(shí)的對(duì)濃縮的腐蝕溶液進(jìn)行補(bǔ)液。同時(shí)接口中還可以安裝溫度計(jì)3，通過(guò)溫度計(jì)3實(shí)時(shí)測(cè)量蒸汽溫度，以便于判斷是否需要加熱濃縮腐蝕溶液。接口中還裝有連接露點(diǎn)腐蝕系統(tǒng)中煙氣流動(dòng)箱11的蒸汽導(dǎo)管5，蒸汽導(dǎo)管5不少于一根，可以為試樣提供均勻、充足的腐蝕蒸汽環(huán)境。
露點(diǎn)腐蝕系統(tǒng)包括煙氣流動(dòng)箱11，煙氣流動(dòng)箱采用有機(jī)玻璃制備，可以直接觀察到試樣10表面的凝液成膜狀況及蒸汽分布情況。煙氣流動(dòng)箱11頂部安裝有半導(dǎo)體制冷片8，半導(dǎo)體制冷片8下部貼有試樣貼板9，上部安裝有散熱風(fēng)扇7，試樣貼板9下部粘貼試樣10，煙氣流動(dòng)箱11底部設(shè)置廢液回收槽6，煙氣流動(dòng)箱11的箱壁上開口，開口中設(shè)置連接余氣吸收系統(tǒng)的出氣導(dǎo)管12。半導(dǎo)體制冷片8一側(cè)通過(guò)散熱風(fēng)扇7散熱，而另一側(cè)則粘貼在試樣貼板9上，為試樣10提供低溫環(huán)境便于蒸汽冷凝成膜。半導(dǎo)體制冷片和散熱風(fēng)扇集成獨(dú)立單元，這種集成的獨(dú)立單元不少于一個(gè)，可以根據(jù)需要直接調(diào)整單元的個(gè)數(shù)，從而達(dá)到不同冷凝溫度的目的，來(lái)控制試樣表面的冷凝溫度。半導(dǎo)體制冷片8與試樣貼板9之間通過(guò)導(dǎo)熱硅膠粘和，半導(dǎo)體制冷片8與散熱風(fēng)扇7之間通過(guò)導(dǎo)熱硅膠粘和，可以保證兩者之間良好的熱傳導(dǎo)性。試樣貼板9的材料可以根據(jù)需要更換成與試樣10相同的材料，從而避免試樣貼板與試樣間的電偶腐蝕。
余氣吸收系統(tǒng)包括余氣吸收瓶13，出氣導(dǎo)管12連接到余氣吸收瓶13的液體中。余氣吸收瓶13不少于一個(gè)，它們之間通過(guò)玻璃導(dǎo)管串聯(lián)組裝，玻璃導(dǎo)管在前一個(gè)余氣吸收瓶中的導(dǎo)管開口處于余氣吸收瓶的上部非液體部分，玻璃導(dǎo)管在后一個(gè)余氣吸收瓶的導(dǎo)管開口處于下部液體部分，出氣導(dǎo)管12連接第一個(gè)余氣吸收瓶，同時(shí)不少于一個(gè)的余氣吸收瓶中盛裝不同的高濃度中和溶液。高濃度中和溶液的成分可以根據(jù)煙氣的成分盛裝相應(yīng)的溶液進(jìn)行吸收，從而避免了腐蝕蒸汽對(duì)環(huán)境和對(duì)人體的危害。
本發(fā)明工作時(shí)，數(shù)顯溫控電加熱套加熱大容量多孔蒸發(fā)瓶中的腐蝕溶液，使腐蝕溶液產(chǎn)生蒸汽，蒸汽沿導(dǎo)氣管進(jìn)入露點(diǎn)腐蝕系統(tǒng)的煙氣流動(dòng)箱，腐蝕蒸汽在煙氣流動(dòng)箱中上升至試樣表面遇冷凝結(jié)成薄液膜形成露點(diǎn)腐蝕。多余的冷凝液滴落或沿?zé)煔饬鲃?dòng)箱壁下流至流動(dòng)箱底部的廢液回收槽，未發(fā)生反應(yīng)的氣體經(jīng)煙氣流動(dòng)箱出口進(jìn)入余氣吸收系統(tǒng)，經(jīng)串聯(lián)的多個(gè)吸收瓶中的堿液中和吸收。腐蝕蒸汽通過(guò)煙氣流動(dòng)箱的方式為上進(jìn)下出，確保了濕熱蒸汽在試樣表面充分停留，冷卻下來(lái)的蒸汽密度增大下沉，自下口排出。在此過(guò)程中，半導(dǎo)體制冷片一面制冷為試樣提供低溫，一面放熱由散熱風(fēng)扇負(fù)責(zé)降溫。半導(dǎo)體制冷片制冷迅速，溫度持續(xù)恒定，可以為露點(diǎn)腐蝕提供穩(wěn)定的冷源。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1．本發(fā)明選用了數(shù)顯溫控電加熱套，可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)工作功率控制腐蝕蒸汽產(chǎn)生的數(shù)量和速度。
2．本發(fā)明可根據(jù)濕法脫硫煙囪的煙氣的成分，配置一定比例濃度的硫酸、硝酸、鹽酸和磷酸混合溶液，加熱至沸騰狀態(tài)產(chǎn)生煙氣模擬蒸汽形成露點(diǎn)腐蝕環(huán)境。
3．本發(fā)明采用半導(dǎo)體制冷片，制冷迅速恒定，且可以通過(guò)控制制冷片的數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)試樣表面的冷凝溫度。
4．本發(fā)明可以采用與試樣相同材料的試樣貼板，避免了異種材料在腐蝕蒸汽中的電偶腐蝕。
5．本發(fā)明可以較大幅度地調(diào)節(jié)試樣材料的暴露面積，更全面地測(cè)試材料的抗露點(diǎn)腐蝕能力。