CN101721900A - 一种火电厂湿法烟气脱硫系统净烟气凝雾方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种火电厂湿法烟气脱硫系统净烟气凝雾的方法，它包括：调节恒温水浴的温度，使冷却水的温度维持与脱硫系统吸收塔出口净烟气的温度相同；打开蠕动泵；将烟气采样枪插入到烟囱中轴线的位置，打开烟气采样枪上的保温装置；设烟气采样器采样流量q，将净烟气引入冷凝管内管，烟气在冷凝管中凝结，收集在抽滤瓶(3)中。实现该方法装置的蠕动泵(6)进出水口分别与恒温水浴(2)和冷凝管(4)进水口连通。冷凝管的出口与恒温水浴连通。采样枪(7)出气端与抽滤瓶连通；抽滤瓶上下口分别与冷凝管内管下端和采样器(8)连通。抽滤瓶置于恒温水浴中且内含湿度计(5)。该方法用于分析和研究凝结液中各侵蚀因子对混凝土烟囱腐蚀与腐蚀特性。

Description

一种火电厂湿法烟气脱硫系统净烟气凝雾方法和装置

技术领域

本发明属于工业防腐蚀技术领域，特别涉及火电厂湿法烟气脱硫系统净烟气凝雾方法和装置，它是一种模拟湿法脱硫尾部烟囱内酸凝露的方法。

背景技术

近两年，中国采取一系列措施，大力推进火电厂烟气脱硫工程建设，取得了举世瞩目的成就。烟气脱硫机组占煤电机组的比例已由2000年底的2％上升到目前的50％以上。火电厂烟气脱硫的快速发展，为中国二氧化硫排放总量的控制作出了重要贡献。在火力发电厂烟气脱硫快速发展的同时，也出现了一些问题。

在中国电厂建设中单管式钢筋混凝土烟囱是目前中国国内应用最广泛的一种烟囱结构形式。对中国国内发电厂进行调查时，发现许多火电厂采用湿法烟气脱硫(不带GGH)后烟囱筒内壁表面结露现象严重，保温层很湿，隔热层表面酸液浓度很高(pH≤2)，混凝土内壁产生腐蚀，在烟囱筒外壁渗出处可看到白色结晶物。烟囱腐蚀后内壁灰缝中含有大量硫酸盐腐蚀物。脱硫系统尾部烟道烟囱有大量凝结液渗出。多数电厂将渗出的凝结液通过管道排入地坑。

烟囱内壁凝露腐蚀问题突出，目前对于烟气凝雾在烟囱中的凝结温度、范围、凝结液组分尚不十分明确，对于烟气凝结液中腐蚀性因子和其在腐蚀中的贡献尚没有明确的评估和区分，以至于尚未有切实有效的应对烟囱内壁凝露腐蚀的措施。由于获取不同凝结温度下烟气原始的凝结液比较困难，目前对烟囱内壁凝露腐蚀的研究，仅限于采集烟囱渗出液进行分析和研究。这种渗出液是已经过对烟囱内壁的腐蚀与反应后的液体，与烟气初始冷凝产物的特性相差很大。

发明内容

本发明所要解决的问题是采集不同凝结温度下，烟气原始的凝结液，研究预测不同凝结温度下冷凝产物的侵蚀特性和对脱硫尾部烟囱内壁的腐蚀，为烟囱内壁防腐材料的选择提供依据，提供一种火电厂湿法烟气脱硫系统净烟气凝雾方法和装置。

本发明的技术方案

一种火电厂湿法烟气脱硫系统净烟气凝雾的方法，其步骤为：

步骤一，调节恒温水浴的温度，使冷却水的温度维持与脱硫系统吸收塔出口净烟气的温度相同；

步骤二，打开蠕动泵，实现冷却水在冷凝管中的循环流动；

步骤三，将烟气采样枪的采样端从采样口插入到烟囱中轴线的位置，同时打开烟气采样枪上的保温装置；

步骤四，设定烟气采样器采样流量q，之后打开烟气采样器开关，将净烟气引入冷凝管的内管，在冷凝管中烟雾凝结；

步骤五，将冷凝管内侧烟雾凝结液收集于抽滤瓶中；

步骤六，待抽虑瓶中出现凝结液，打开湿度计，测定该环境下的湿度。

步骤四中烟气采样器采样流量q设定原则是使采样烟气在冷凝管内侧的停留时间与净烟气在实际烟囱中的停留时间相同，确定方法如下：

$T=\frac{V}{Q}=\frac{v}{q}$ 即， $q=\frac{\mathrm{Qv}}{V}$

式中：

V——火电厂烟囱内腔的体积m³；

Q——火电厂烟气脱硫系统出口烟气流量m³/h；

v——冷凝管内管内腔的体积m³；

q——烟气采样器采样流量m³/h。

实现所述的一种火电厂湿法烟气脱硫系统净烟气凝雾方法的装置，包括：恒温水浴，抽滤瓶，冷凝管，湿度计，蠕动泵，采样枪、烟气采样器。

其连接方式分为水路连接和气路连接。

对于水路连接：

蠕动泵的进水口与恒温水浴连通，蠕动泵出水口与冷凝管的进水口连通，冷凝管的出水口与恒温水浴连通，由蠕动泵将恒温水浴中的恒温冷却水输送至冷凝管，然后又流回恒温水浴形成闭路循环。

对于气路连接：

将采样枪的出气端与抽滤瓶侧口连通，并密封；抽滤瓶上口与冷凝管内管的下口连通，并密封，抽滤瓶置于恒温水浴中且内含湿度计，冷凝管内管的上口与采样器连通，并密封；烟气经过采样枪从抽滤瓶的侧口进入，经冷凝管的内管，进入烟气采样器，从采样器排气口流出。

净烟气酸雾凝露原理

在燃煤的锅炉烟气中常含有大量SO₂和部分SO₃，其中SO₃会显著提高烟气的酸露点，虽然经过湿法脱硫烟气中SO₂已经大大降低，但三氧化硫的去除率不高。而且经过湿法脱硫后(不设GGH)进入烟囱的烟温大约在50℃左右，另外烟气的湿度增大，含水率大约在10％～20％。

当净烟气温度降低到凝露温度，净烟气中的SO₃与冷凝水形成硫酸，即发生酸雾的凝结并强烈对烟囱内壁产生腐蚀。这种现象被称为硫酸露点腐蚀。

本发明具有如下优点

1)采用烟气凝雾方法得到凝结液没有经过与混凝土烟囱接触的过程，可以获取不同凝结温度下烟气原始的冷凝产物，其产物特性与实际接近，有利于分析和研究凝结液中各侵蚀因子对混凝土烟囱腐蚀贡献率与腐蚀特性。

2)根据脱硫系统吸收塔出口净烟气不同的温度，通过调节控制冷却恒温水浴的温度来控制冷却水的温度，从而实现控制烟雾在不同温度下的凝结，有利于了解净烟气出口温度对烟雾凝露的影响以及了解不同凝结温度下凝结液组分的差异；研究预测不同凝结温度下冷凝物的侵蚀特性和对脱硫尾部烟囱内壁的腐蚀，为烟囱内壁防腐材料的选择提供依据。为研究火电厂湿法脱硫系统尾部设备的腐蚀提供必要支持。

3)该凝雾方法操作简单，凝雾装置设备易得，凝雾结果准确、可靠，接近实际情况。

附图说明

图1一种火电厂湿法烟气脱硫系统净烟气凝雾方法装置的示意图。

图中：烟囱净烟气采样口烟道1、恒温水浴2、抽滤瓶3、冷凝管4、湿度计5、蠕动泵6、烟气采样样枪7、烟气采样器8。

具体实施方式

一种火电厂湿法烟气脱硫系统净烟气凝雾方法的装置，该装置包括：恒温水浴2，抽滤瓶3，冷凝管4，湿度计5，蠕动泵6，采样枪7、烟气采样器8。

其连接方式分为气路连接和水路连接。

对于气路连接：将采样枪的出气端与抽滤瓶3侧口连通，并密封；抽滤瓶3上口与冷凝管4内管的下口连通，并密封，抽滤瓶3置于恒温水浴2中且内含湿度计5，冷凝管4内管的上口与采样器8连通，并密封。烟气经过采样枪从抽滤瓶侧口进入，并从其上口进入冷凝管内管，经冷凝管内管上口进入烟气采样器，从采样器排气口流出。

为了接近运行工况，须使采样烟气在冷凝管内的停留时间和脱硫系统吸收塔出口净烟气在烟囱中的停留时间相同，依此原则设定烟气采样器的采样流量q。通过控制采样器的流量q来确定烟气在冷凝管内侧的停留时间。

对于烟囱高在250m左右，净烟气停留时间一般在15～16s左右。

对于水路连接：蠕动泵6的进水口与恒温水浴2连通，蠕动泵6出水口与冷凝管4的进水口连通，冷凝管4的出口与恒温水浴2连通；蠕动泵6将恒温水浴提供的恒温冷却水输送至冷凝管4，然后又流回恒温水浴形成闭路循环，为冷凝管提供恒温环境。

循环冷却水的温度控制是根据脱硫系统吸收塔出口净烟气温度，调节恒温水浴温度与出口净烟气温度相同来实现的。为冷凝管提供恒温环境，实现模拟烟囱内壁温度的变化。

一种火电厂湿法烟气脱硫系统净烟气凝雾的方法，该方法的步骤为：

步骤一，调节恒温水浴2的温度，使冷却水的温度维持与脱硫系统吸收塔出口净烟气的温度相同。

步骤二，打开蠕动泵6，实现冷却水在冷凝管4中的循环流动。

步骤三，将烟气采样枪7的采样端从净烟气采样口1插入到烟囱中轴线的位置，同时打开烟气采样枪上的保温装置。

步骤四，设定烟气采样器采样流量q，之后打开烟气采样器开关，将净烟气引入冷凝管的内管；烟气采样器采样流量q设定是以采样烟气在冷凝管内侧的停留时间与净烟气在实际烟囱中的停留时间相同为原则，确定方法如下：

$T=\frac{V}{Q}=\frac{v}{q}$ 即， $q=\frac{\mathrm{Qv}}{V}$

式中：

V——火电厂烟囱内腔的体积m³；

Q——火电厂烟气脱硫系统出口烟气流量m³/h；

v——冷凝管内管内腔的体积m³；

q——烟气采样器采样流量m³/h。

通过对烟气采样器流量q的控制，使烟气在冷凝管中的停留时间和烟气在实际烟囱(以烟囱高250m为例)中的停留时间相同，约15-16s。利用恒温水浴装置控制循环冷却水的温度实现控制冷凝管壁温度的变化。

步骤五，在冷凝管中烟雾凝结，并形成pH≤2的酸液，凝结液被收集在抽滤瓶3中。

步骤六，待抽虑瓶3中出现凝结液，打开湿度计5，测定该环境下的湿度。

Claims (3)

1.一种火电厂湿法烟气脱硫系统净烟气凝雾的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

步骤一，调节恒温水浴(2)的温度，使冷却水的温度维持与脱硫系统吸收塔出口净烟气的温度相同；

步骤二，打开蠕动泵(6)，实现冷却水在冷凝管(4)中的循环流动；

步骤三，将烟气采样枪(7)的采样端从净烟气采样口1插入到烟囱中轴线的位置，同时打开烟气采样枪上的保温装置；

步骤四，设定烟气采样器采样流量q，之后打开烟气采样器开关，将净烟气引入冷凝管的内管，在冷凝管(4)中烟雾凝结；

步骤五，将冷凝管(4)内侧烟雾凝结液收集在抽滤瓶(3)中；

步骤六，待抽虑瓶(3)中出现凝结液，打开湿度计(5)，测定该环境下的湿度。

2.根据权利要求1所述的一种火电厂湿法烟气脱硫系统净烟气凝雾的方法其特征在于，烟气采样器采样流量q设定原则是使采样烟气在冷凝管中的停留时间与实际运行的净烟气在烟囱中的停留时间相同，确定方法如下：

$T=\frac{V}{Q}=\frac{v}{q}$ 即， $q=\frac{\mathrm{Qv}}{V}$

式中：

V——火电厂烟囱内腔的体积m³；

Q——火电厂烟气脱硫系统出口烟气流量m³/h；

v——冷凝管内管内腔的体积m³；

q——烟气采样器采样流量m³/h。

3.实现权利要求1所述的一种火电厂湿法烟气脱硫系统净烟气凝雾方法的装置，其特征在于，该装置包括：恒温水浴(2)，抽滤瓶(3)，冷凝管(4)，湿度计(5)，蠕动泵(6)，采样枪(7)、烟气采样器(8)；

其连接方式分为水路连接和气路连接；

对于水路连接：

蠕动泵(6)的进水口与恒温水浴(2)连通，蠕动泵(6)出水口与冷凝管(4)的进水口连通，冷凝管(4)的出口与恒温水浴(2)连通，由蠕动泵(6)将恒温水浴(2)中的恒温冷却水输送至冷凝管(4)，然后又流回恒温水浴(2)形成闭路循环；

对于气路连接：

将采样枪(7)的出气端与抽滤瓶(3)侧口连通，并密封；抽滤瓶(3)上口与冷凝管(4)内管的下口连通，并密封，抽滤瓶(3)置于恒温水浴(2)中且内含湿度计(5)，冷凝管(4)内管的上口与采样器(8)连通，并密封；烟气经过采样枪(7)从抽滤瓶(3)的侧口进入，经冷凝管(4)的内管，进入烟气采样器(8)，从采样器排气口流出。