本實(shí)用新型涉及煙氣脫汞領(lǐng)域，具體涉及煙氣脫汞劑評價(jià)裝置。
背景技術(shù)：
汞的危害和控制已引起全世界廣泛重視，由于其易揮發(fā)、難溶于水，因此對于具有高溫特點(diǎn)的工業(yè)過程，汞隨煙氣排入大氣中的量遠(yuǎn)大于其隨廢水、廢渣排入水體和土壤中的量。以煤燃燒為例，在煤燃燒過程中，煤中高達(dá)70％左右的汞以氣態(tài)形式隨煙氣排入大氣。隨著人類工業(yè)化進(jìn)程的加快，大氣汞排放總量快速增加，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)全球大氣汞評估報(bào)告指出，全球人為源大氣汞排放量主要來源于發(fā)電廠和工業(yè)鍋爐的煤炭燃燒、有色金屬冶煉、水泥生產(chǎn)和廢物焚化，四者的總額約占全球總的大氣汞排放量的50％以上，因此，有效控制煙氣中汞排放是全球環(huán)境問題關(guān)注的熱點(diǎn)和前沿。
利用脫汞劑的吸附或催化氧化作用，通過向煙道中噴射脫汞劑或隨礦物原料一起加入脫汞劑以實(shí)現(xiàn)煙氣中汞的有效脫除是目前汞污染控制的重要方向之一，因此開發(fā)高效脫汞劑，同時(shí)采用合適的裝置對其脫汞性能進(jìn)行準(zhǔn)確評價(jià)具有至關(guān)重要的意義。利用現(xiàn)場真實(shí)的工業(yè)裝置進(jìn)行脫汞劑評價(jià)可獲得最直接有效的結(jié)果，然而眾所周知，現(xiàn)場測試具有操作難度大、不確定影響因素多、且可能影響正常生產(chǎn)等弊端，因此，研究者多采用特制的實(shí)驗(yàn)室裝置進(jìn)行脫汞劑性能預(yù)先評價(jià)。目前，報(bào)道較多的實(shí)驗(yàn)裝置為石英固定床評價(jià)裝置，將脫汞劑置于固定床層上，底部通入含汞煙氣，通過分別測定脫汞前后煙氣和脫汞劑中汞含量，計(jì)算脫汞劑的脫汞效率。該裝置中脫汞劑處于固定、不流動(dòng)狀態(tài)，且反應(yīng)器內(nèi)溫度為室溫狀態(tài)，與真實(shí)煙道中脫汞劑隨煙氣走向而流動(dòng)的實(shí)際流場狀態(tài)及溫度場狀態(tài)不符，因此所得評價(jià)結(jié)果和脫汞劑的真實(shí)應(yīng)用結(jié)果存在較大偏差。為了使評價(jià)裝置更接近于工業(yè)裝置煙道內(nèi)的實(shí)際工況，得到更為真實(shí)準(zhǔn)確的脫汞劑性能評價(jià)結(jié)果，指導(dǎo)并應(yīng)用于工業(yè)化汞減排裝置，研究單位和企業(yè)迫切需要新型的煙氣脫汞劑評價(jià)裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是為了克服采用現(xiàn)有技術(shù)的脫汞劑評價(jià)裝置評價(jià)脫汞劑時(shí)，由于與真實(shí)煙道中的脫汞劑隨煙氣走向而流動(dòng)的實(shí)際流場狀態(tài)及溫度場狀態(tài)不符而導(dǎo)致評價(jià)結(jié)果和脫汞劑的真實(shí)應(yīng)用結(jié)果存在較大偏差的問題，提供一種煙氣脫汞劑評價(jià)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種煙氣脫汞劑評價(jià)裝置，其中，該煙氣脫汞劑評價(jià)裝置包括混合器、模擬煙道反應(yīng)器、分離器、第一管路、第二管路和煙氣汞在線分析儀，所述混合器的出口與所述模擬煙道反應(yīng)器的入口連通，所述分離器通過第一管路與所述模擬煙道反應(yīng)器的中下部連通，所述分離器的煙氣出口通過所述第二管路與所述煙氣汞在線分析儀連通，所述模擬煙道反應(yīng)器、分離器、第一管路和第二管路的外周還分別設(shè)置有溫控裝置。
優(yōu)選地，所述煙氣脫汞劑評價(jià)裝置還包括脫汞劑進(jìn)料管道和煙氣進(jìn)料管道，所述混合器的入口分別與脫汞劑進(jìn)料管道和煙氣進(jìn)料管道連通，所述脫汞劑進(jìn)料管道上設(shè)置有計(jì)量器，所述煙氣進(jìn)料管道上設(shè)置有流量計(jì)。
優(yōu)選地，所述混合器為三通結(jié)構(gòu)，分別與所述脫汞劑進(jìn)料管道、所述煙氣進(jìn)料管道和所述模擬煙道反應(yīng)器的入口連通。
優(yōu)選地，所述脫汞劑進(jìn)料管道上還設(shè)置有進(jìn)料器。
優(yōu)選地，所述模擬煙道反應(yīng)器的下端設(shè)置有脫汞劑出口。
優(yōu)選地，所述模擬煙道反應(yīng)器設(shè)置為與地面垂直、水平或者任意角度傾斜。
優(yōu)選地，所述模擬煙道反應(yīng)器為圓柱體或方體。
優(yōu)選地，所述第二管路的內(nèi)部設(shè)置有過濾介質(zhì)。
優(yōu)選地，在所述第二管路的物料進(jìn)口與末端物料出口之間另外設(shè)置至少一個(gè)出口，所述至少一個(gè)出口與煙氣汞在線分析儀連通。
優(yōu)選地，所述煙氣脫汞劑評價(jià)裝置還包括煙氣凈化器，所述煙氣凈化器與所述第二管路的末端物料出口連通。
本實(shí)用新型的煙氣脫汞劑評價(jià)裝置能夠使得脫汞劑評價(jià)環(huán)境與工業(yè)裝置煙道的真實(shí)流場和溫度場分布接近，脫汞劑評價(jià)結(jié)果更接近工業(yè)應(yīng)用結(jié)果；本實(shí)用新型的煙氣脫汞劑評價(jià)裝置可以進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)脫汞反應(yīng)，同時(shí)獲得脫汞劑的脫汞能力和速率(單位時(shí)間內(nèi)的脫汞量)的雙重評價(jià)指標(biāo)；本實(shí)用新型的煙氣脫汞劑評價(jià)裝置結(jié)構(gòu)靈活、便于移動(dòng)和拆裝，方便移往現(xiàn)場進(jìn)行真實(shí)煙氣側(cè)線試驗(yàn)，從而加快電廠、冶煉廠和水泥廠等汞污染嚴(yán)重行業(yè)的汞減排進(jìn)程。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的煙氣脫汞劑評價(jià)裝置的示意圖。
附圖標(biāo)記說明
1 混合器； 2 模擬煙道反應(yīng)器；
3 分離器； 4 第一管路；
5 第二管路； 6 煙氣汞在線分析儀；
7 溫控裝置； 8 計(jì)量器；
9 流量計(jì)； 10 進(jìn)料器；
11 煙氣凈化器。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種煙氣脫汞劑評價(jià)裝置，其中，如圖1所示，該煙氣脫汞劑評價(jià)裝置包括混合器1、模擬煙道反應(yīng)器2、分離器3、第一管路4、第二管路5和煙氣汞在線分析儀6，所述混合器1的出口與所述模擬煙道反應(yīng)器2的入口連通，所述分離器3通過第一管路4與所述模擬煙道反應(yīng)器2的中下部連通，所述分離器3的煙氣出口通過所述第二管路5與所述煙氣汞在線分析儀6連通，所述模擬煙道反應(yīng)器2、分離器3、第一管路4和第二管路5的外周還分別設(shè)置有溫控裝置7。
本實(shí)用新型中，“所述模擬煙道反應(yīng)器2的中下部”是指沿模擬煙道反應(yīng)器2中的物流方向依次為上、中、下。
本實(shí)用新型中，脫汞劑和煙氣在混合器1中充分混合后進(jìn)入模擬煙道反應(yīng)器2中進(jìn)行動(dòng)態(tài)反應(yīng)，脫汞劑和煙氣在混合器1中的流動(dòng)方向一致，使得脫汞劑和煙氣在所述煙氣脫汞劑評價(jià)裝置中的流場與工業(yè)裝置煙道的真實(shí)流場更加接近；所述溫控裝置7可以控制所述煙氣脫汞劑評價(jià)裝置的不同部位的溫度，例如實(shí)現(xiàn)50-600℃加熱溫度范圍內(nèi)各部分分別控溫，使得脫汞劑和煙氣在所述煙氣脫汞劑評價(jià)裝置中的溫度場與工業(yè)裝置煙道的真實(shí)溫度場更加接近，從而使得脫汞劑評價(jià)結(jié)果更接近工業(yè)應(yīng)用結(jié)果。
本實(shí)用新型中，所述模擬煙道反應(yīng)器2的外層材質(zhì)為耐高溫材料，內(nèi)襯為耐高溫、拋光且對汞和Cl2、SOx和NOx呈惰性的材料。
本實(shí)用新型中所述溫控裝置7可以為現(xiàn)有的能夠用于加熱的部件，例如，所述溫控裝置7可以為電熱絲。
根據(jù)本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述煙氣脫汞劑評價(jià)裝置還包括脫汞劑進(jìn)料管道和煙氣進(jìn)料管道，所述混合器1的入口分別與脫汞劑進(jìn)料管道和煙氣進(jìn)料管道連通，所述脫汞劑進(jìn)料管道上設(shè)置有計(jì)量器8，所述煙氣進(jìn)料管道上設(shè)置有流量計(jì)9。在該優(yōu)選實(shí)施方式中，通過所述計(jì)量器8控制脫汞劑的用量，通過所述流量計(jì)9控制煙氣進(jìn)入混合器1中的量。
本實(shí)用新型中，優(yōu)選情況下，所述混合器1為三通結(jié)構(gòu)，分別與所述脫汞劑進(jìn)料管道、所述煙氣進(jìn)料管道和所述模擬煙道反應(yīng)器2的入口連通。
本實(shí)用新型中，為了使得固體脫汞劑顆粒能夠進(jìn)入所述混合器1中，優(yōu)選情況下，所述脫汞劑進(jìn)料管道上還設(shè)置有進(jìn)料器10。所述進(jìn)料器1將通過計(jì)量器8計(jì)量后的脫汞劑送入所述混合器1中。
本實(shí)用新型中，優(yōu)選地，所述模擬煙道反應(yīng)器2的下端設(shè)置有脫汞劑出口。脫汞劑和煙氣在所述模擬煙道反應(yīng)器2中進(jìn)行動(dòng)態(tài)脫汞反應(yīng)時(shí)，大顆粒脫汞劑可以從所述模擬煙道反應(yīng)器2的下端的脫汞劑出口排出?！澳M煙道反應(yīng)器2的下端”是指以模擬煙道反應(yīng)器2的正視圖為基準(zhǔn)時(shí)的下端。
本實(shí)用新型中，為了實(shí)現(xiàn)在動(dòng)態(tài)脫汞反應(yīng)中定時(shí)排出沉積在模擬煙道反應(yīng)器2下端的大顆粒脫汞劑，所述模擬煙道反應(yīng)器2下端設(shè)置有自動(dòng)閥門，當(dāng)模擬煙道反應(yīng)器2下端堆積的大顆粒脫汞劑的重量達(dá)到一定值時(shí)，所述自動(dòng)閥門自動(dòng)打開，排出一部分大顆粒脫汞劑。
本實(shí)用新型中，對所述模擬煙道反應(yīng)器2的設(shè)置方式?jīng)]有特別的限定，只要所述模擬煙道反應(yīng)器2可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)脫汞反應(yīng)即可，例如，所述模擬煙道反應(yīng)器2設(shè)置為與地面垂直、水平或者任意角度傾斜，優(yōu)選地，所述模擬煙道反應(yīng)器2設(shè)置為與地面垂直。
本實(shí)用新型中，對所述模擬煙道反應(yīng)器2的形狀沒有特別的限定，只要能夠滿足動(dòng)態(tài)脫汞反應(yīng)的空間即可，例如，所述模擬煙道反應(yīng)器2為圓柱體或方體。
本實(shí)用新型中，為了使盡量少的脫汞劑被排到大氣中，以及提高脫汞劑評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，優(yōu)選情況下，所述第二管路5的內(nèi)部設(shè)置有過濾介質(zhì)。所述過濾介質(zhì)為可以過濾掉所述分離器3分離不出來的細(xì)小脫汞劑顆粒。所述過濾介質(zhì)可以為現(xiàn)有的能夠起到對細(xì)小顆粒過濾的物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，在所述第二管路5的物料進(jìn)口與末端物料出口之間另外設(shè)置至少一個(gè)出口，所述至少一個(gè)出口與煙氣汞在線分析儀6連通。煙氣汞在線分析儀6通過所述至少一個(gè)出口對脫汞后的煙氣進(jìn)行在線采樣分析。
本實(shí)用新型中，為了較少從所述煙氣脫汞劑評價(jià)裝置中排出的煙氣對環(huán)境的污染，優(yōu)選情況下，所述煙氣脫汞劑評價(jià)裝置還包括煙氣凈化器11，所述煙氣凈化器11與所述第二管路5的末端物料出口連通。所述煙氣凈化器11可以為現(xiàn)有的能夠用于凈化煙氣或煙塵的凈化器，并且，為了進(jìn)一步避免排出的煙氣中含有汞，優(yōu)選情況下，所述煙氣凈化器11中裝有高效汞吸附劑。
采用本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式的煙氣脫汞劑評價(jià)裝置評價(jià)脫汞劑的方法可以包括以下過程：進(jìn)料器10使脫汞劑經(jīng)過計(jì)量器8后進(jìn)入混合器1，已經(jīng)測定了汞含量的煙氣經(jīng)過流量計(jì)9進(jìn)入混合器1，脫汞劑和煙氣在所述混合器1中進(jìn)行充分?jǐn)_動(dòng)混合后進(jìn)入模擬煙道反應(yīng)器2中進(jìn)行動(dòng)態(tài)脫汞反應(yīng)，通過溫控裝置7調(diào)整模擬煙道反應(yīng)器2中的脫汞反應(yīng)的溫度，使其與真實(shí)工業(yè)煙道中的脫汞反應(yīng)溫度接近，在動(dòng)態(tài)脫汞反應(yīng)中，模擬煙道反應(yīng)器2中的大顆粒脫汞劑在重力作用下沉積到模擬煙道反應(yīng)器2的下端，通過下端的脫汞劑出口定時(shí)排出模擬煙道反應(yīng)器2的下端積累的至少部分脫汞劑，其他的脫汞劑和煙氣的混合物經(jīng)過第一管路4進(jìn)入分離器3，分離器3將脫汞劑和煙氣的混合物中的脫汞劑和煙氣分離，分離后的脫汞劑排出，煙氣進(jìn)入第二管路5，第二管路5中的過濾介質(zhì)對煙氣中殘留的小顆粒脫汞劑進(jìn)一步過濾，通過溫控裝置7調(diào)整分離器3、第一管路4和第二管路5的溫度，使其接近真實(shí)工業(yè)中的溫場，煙氣汞在線分析儀6對第二管路5中的煙氣進(jìn)行采樣測定，通過煙氣脫汞前后的汞含量的變化來評價(jià)脫汞劑的脫汞能力，其余煙氣通過煙氣凈化器11凈化處理后排到大氣中，也可以對模擬煙道反應(yīng)器2的下端和分離器3排出的脫汞劑中的汞含量進(jìn)行分析，從而評價(jià)脫汞劑的脫汞能力。
以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于此。在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，包括各個(gè)技術(shù)特征以任何其它的合適方式進(jìn)行組合，這些簡單變型和組合同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。