CN106290121A - 一种模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置，包括相连的烟气发生系统、露点腐蚀系统、余气吸收系统，烟气发生系统包括数显温控电加热套和与之相连的大容量多孔蒸发瓶，大容量多孔蒸发瓶上设置多个接口，接口中安装补液导管、蒸汽导管，露点腐蚀系统包括烟气流动箱，烟气流动箱顶部安装有半导体制冷片，半导体制冷片连接试样贴板、散热风扇，试样贴板下部粘贴试样，烟气流动箱的箱壁上开口，开口中设置连接余气吸收系统的出气导管，出气导管连接到余气吸收系统的余气吸收瓶的液体中。本发明选用了数显温控电加热套，可以实时调节工作功率控制腐蚀蒸汽产生的数量和速度，同时本发明采用半导体制冷片，制冷迅速恒定。
Description
技术领域
本发明涉及烟气露点腐蚀装置领域，尤其涉及一种模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置。
背景技术
目前火电厂烟气处理应用最为普遍的是湿法脱硫技术，该法对烟气中的SO2 脱除效率较高，但对强侵蚀性的SO3、HCl、HF等物质的脱除效率并不高，导致脱硫后的烟气冷凝液中含有一定量的侵蚀性物质，具有“高”化学腐蚀等级。烟气露点腐蚀对烟囱内衬的腐蚀非常严重，调研近5年内新建或改建的226个脱硫烟囱发现，13种防腐方案中有10种出现了不同程度的损坏。由此可见，采用合适的烟囱防腐内衬材料是保证烟囱安全长效运行的关键。因此，搭建一种模拟烟囱烟气露点腐蚀的实验装置，为评价烟囱内衬材料的抗烟气露点腐蚀性能提供便利的实验手段，对解决烟囱内衬材料的选材具有一定的工程的意义。
专利号为CN101929945A的专利公开了一种黄磷尾气中磷对锅炉材料的低温露点腐蚀试验方法及装置。该装置将材料浸泡在磷酸溶液中，采用失重法衡量其抗露点腐蚀性能，忽略了露点腐蚀的特点——材料是在冷凝液薄液膜状态下的腐蚀，与实际的露点腐蚀工况不符。专利号为CN101251467A和CN101876622A的文件中提出采用二氧化硫和三氧化硫气体与水蒸气混合形成硫酸露点腐蚀，其腐蚀形式同实际的露点腐蚀非常贴切，但腐蚀溶液的成分与烟囱烟气冷凝液的成分存在很大差异，火电厂烟气冷凝液的主要成分除了硫酸外，还有硝酸、盐酸、磷酸等多种酸性溶液。CN102696438A的专利公开了一种能够实现电化学测试的露点腐蚀实验装置，它能采用电化学手段来监测评价材料的腐蚀性能，丰富了研究手段，但是由于试样与电极封装在一起，试样面积有限，对材料露点腐蚀性能的表征不够全面。
因此，在我国火力发电为主的能源现状和绿色环保的发展趋势下，烟囱的安全长效运行是保障电力行业经济和环境协调发展的先决条件，亟需研制一套能够测试材料在湿法脱硫烟囱烟气中抗露点腐蚀性能的、简单易行的实验装置，为高校和研究院所评价筛选防腐材料提供便利。
发明内容
本发明的目的是提供一种模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置，可以根据烟囱烟气的成分配置相应的溶液产生烟气模拟蒸汽，模拟烟囱内壁薄液膜露点腐蚀环境，测试不同试样材料的抗烟气露点腐蚀性能。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置，包括依次相连的烟气发生系统、露点腐蚀系统、余气吸收系统，所述烟气发生系统包括数显温控电加热套，在数显温控电加热套的上部套装有大容量多孔蒸发瓶，大容量多孔蒸发瓶内盛装腐蚀溶液，大容量多孔蒸发瓶上设置多个接口，接口中安装有向瓶内补液的补液导管、连接露点腐蚀系统的蒸汽导管，露点腐蚀系统包括烟气流动箱，蒸汽导管连接到烟气流动箱中，烟气流动箱顶部安装有半导体制冷片，半导体制冷片下部贴有试样贴板，上部安装有散热风扇，试样贴板下部粘贴试样，烟气流动箱底部设置废液回收槽，烟气流动箱的箱壁上开口，开口中设置连接余气吸收系统的出气导管，余气吸收系统包括余气吸收瓶，出气导管连接到余气吸收瓶的液体中。
所述大容量多孔蒸发瓶的接口中还安装测试瓶内蒸汽温度的温度计。
所述大容量多孔蒸发瓶的接口中安装的蒸汽导管不少于一根。
所述余气吸收瓶不少于一个，它们之间通过玻璃导管串联组装，玻璃导管在前一个余气吸收瓶中的导管开口处于余气吸收瓶的上部非液体部分，玻璃导管在后一个余气吸收瓶的导管开口处于下部液体部分，出气导管连接第一个余气吸收瓶，同时不少于一个的余气吸收瓶中盛装不同的高浓度中和溶液。
半导体制冷片与试样贴板之间通过导热硅胶粘和，半导体制冷片与散热风扇之间通过导热硅胶粘和。
所述半导体制冷片和散热风扇为集成的独立单元，并且这种集成的独立单元不少于一个。
所述烟气流动箱为有机玻璃材质，用于观看试样表面的冷凝液成膜情况和蒸汽分布情况。
所述试样贴板与试样的材质相同。
本发明选用了数显温控电加热套，可以实时调节工作功率控制腐蚀蒸汽产生的数量和速度，同时本发明采用半导体制冷片，制冷迅速恒定，且可以通过控制制冷片的数量来调节试样表面的冷凝温度。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
其中，1-数显温控电加热套；2-大容量多孔蒸发瓶；3-温度计；4-补液导管；5-蒸汽导管；6-废液回收槽；7-散热风扇；8-半导体制冷片；9-试样贴板；10-试样；11-烟气流动箱；12-出气导管；13-余气吸收瓶。
具体实施方式
下面结合附图1和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明提供的一种模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置，包括依次相连的烟气发生系统、露点腐蚀系统、余气吸收系统，烟气发生系统包括数显温控电加热套1，在数显温控电加热套1的上部套装有大容量多孔蒸发瓶2，大容量多孔蒸发瓶2内盛装腐蚀溶液，腐蚀溶液可以更换，可以通过改变蒸发瓶中溶液的成分改变腐蚀蒸汽的成分，满足不同成分烟囱烟气露点腐蚀实验的需要。大容量多孔蒸发瓶2上设置有多个接口，接口中安装有向瓶内补液的补液导管4，可以及时的对浓缩的腐蚀溶液进行补液。同时接口中还可以安装温度计3，通过温度计3实时测量蒸汽温度，以便于判断是否需要加热浓缩腐蚀溶液。接口中还装有连接露点腐蚀系统中烟气流动箱11的蒸汽导管5，蒸汽导管5不少于一根，可以为试样提供均匀、充足的腐蚀蒸汽环境。
露点腐蚀系统包括烟气流动箱11，烟气流动箱采用有机玻璃制备，可以直接观察到试样10表面的凝液成膜状况及蒸汽分布情况。烟气流动箱11顶部安装有半导体制冷片8，半导体制冷片8下部贴有试样贴板9，上部安装有散热风扇7，试样贴板9下部粘贴试样10，烟气流动箱11底部设置废液回收槽6，烟气流动箱11的箱壁上开口，开口中设置连接余气吸收系统的出气导管12。半导体制冷片8一侧通过散热风扇7散热，而另一侧则粘贴在试样贴板9上，为试样10提供低温环境便于蒸汽冷凝成膜。半导体制冷片和散热风扇集成独立单元，这种集成的独立单元不少于一个，可以根据需要直接调整单元的个数，从而达到不同冷凝温度的目的，来控制试样表面的冷凝温度。半导体制冷片8与试样贴板9之间通过导热硅胶粘和，半导体制冷片8与散热风扇7之间通过导热硅胶粘和，可以保证两者之间良好的热传导性。试样贴板9的材料可以根据需要更换成与试样10相同的材料，从而避免试样贴板与试样间的电偶腐蚀。
余气吸收系统包括余气吸收瓶13，出气导管12连接到余气吸收瓶13的液体中。余气吸收瓶13不少于一个，它们之间通过玻璃导管串联组装，玻璃导管在前一个余气吸收瓶中的导管开口处于余气吸收瓶的上部非液体部分，玻璃导管在后一个余气吸收瓶的导管开口处于下部液体部分，出气导管12连接第一个余气吸收瓶，同时不少于一个的余气吸收瓶中盛装不同的高浓度中和溶液。高浓度中和溶液的成分可以根据烟气的成分盛装相应的溶液进行吸收，从而避免了腐蚀蒸汽对环境和对人体的危害。
本发明工作时，数显温控电加热套加热大容量多孔蒸发瓶中的腐蚀溶液，使腐蚀溶液产生蒸汽，蒸汽沿导气管进入露点腐蚀系统的烟气流动箱，腐蚀蒸汽在烟气流动箱中上升至试样表面遇冷凝结成薄液膜形成露点腐蚀。多余的冷凝液滴落或沿烟气流动箱壁下流至流动箱底部的废液回收槽，未发生反应的气体经烟气流动箱出口进入余气吸收系统，经串联的多个吸收瓶中的碱液中和吸收。腐蚀蒸汽通过烟气流动箱的方式为上进下出，确保了湿热蒸汽在试样表面充分停留，冷却下来的蒸汽密度增大下沉，自下口排出。在此过程中，半导体制冷片一面制冷为试样提供低温，一面放热由散热风扇负责降温。半导体制冷片制冷迅速，温度持续恒定，可以为露点腐蚀提供稳定的冷源。
本发明具有如下优点：
1．本发明选用了数显温控电加热套，可以实时调节工作功率控制腐蚀蒸汽产生的数量和速度。
2．本发明可根据湿法脱硫烟囱的烟气的成分，配置一定比例浓度的硫酸、硝酸、盐酸和磷酸混合溶液，加热至沸腾状态产生烟气模拟蒸汽形成露点腐蚀环境。
3．本发明采用半导体制冷片，制冷迅速恒定，且可以通过控制制冷片的数量来调节试样表面的冷凝温度。
4．本发明可以采用与试样相同材料的试样贴板，避免了异种材料在腐蚀蒸汽中的电偶腐蚀。
5．本发明可以较大幅度地调节试样材料的暴露面积，更全面地测试材料的抗露点腐蚀能力。
Claims (8)
1.一种模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置，其特征在于：
包括依次相连的烟气发生系统、露点腐蚀系统、余气吸收系统，所述烟气发生系统包括数显温控电加热套（1），在数显温控电加热套（1）的上部套装有大容量多孔蒸发瓶（2），大容量多孔蒸发瓶（2）内盛装腐蚀溶液，大容量多孔蒸发瓶（2）上设置多个接口，接口中安装有向瓶内补液的补液导管（4）、连接露点腐蚀系统的蒸汽导管（5），露点腐蚀系统包括烟气流动箱（11），蒸汽导管（5）连接到烟气流动箱（11）中，烟气流动箱（11）顶部安装有半导体制冷片（8），半导体制冷片（8）下部贴有试样贴板（9），上部安装有散热风扇（7），试样贴板（9）下部粘贴试样（10），烟气流动箱（11）底部设置废液回收槽（6），烟气流动箱（11）的箱壁上开口，开口中设置连接余气吸收系统的出气导管（12），余气吸收系统包括余气吸收瓶（13），出气导管（12）连接到余气吸收瓶（13）的液体中。
2.根据权利要求1所述的模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置，其特征在于：所述大容量多孔蒸发瓶（2）的接口中还安装测试瓶内蒸汽温度的温度计（3）。
3.根据权利要求1所述的模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置，其特征在于：所述大容量多孔蒸发瓶（2）的接口中安装的蒸汽导管（5）不少于一根。
4.根据权利要求1所述的模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置，其特征在于：所述余气吸收瓶（13）不少于一个，它们之间通过玻璃导管串联组装，玻璃导管在前一个余气吸收瓶中的导管开口处于余气吸收瓶的上部非液体部分，玻璃导管在后一个余气吸收瓶的导管开口处于下部液体部分，出气导管（12）连接第一个余气吸收瓶，同时不少于一个的余气吸收瓶中盛装不同的高浓度中和溶液。
5.根据权利要求1所述的模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置，其特征在于：半导体制冷片（8）与试样贴板（9）之间通过导热硅胶粘和，半导体制冷片（8）与散热风扇（7）之间通过导热硅胶粘和。
6.根据权利要求1所述的模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置，其特征在于：所述半导体制冷片（8）和散热风扇（7）为集成的独立单元，并且这种集成的独立单元不少于一个。
7.根据权利要求1所述的模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置，其特征在于：所述烟气流动箱为有机玻璃材质，用于观看试样（10）表面的冷凝液成膜情况和蒸汽分布情况。
8.根据权利要求1所述的模拟湿法脱硫烟囱内壁烟气露点腐蚀的实验装置，其特征在于：所述试样贴板（9）与试样（10）的材质相同。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 27, huxinhuan Road, west of huxinhuan road and north of huxinyi Road, Longzihu Island, Zhengdong New District, Zhengzhou City, Henan Province Applicant after: ZHENGZHOU KEYUAN WEAR-RESISTANT ANTI-CORROSION ENGINEERING CO., LTD. Applicant after: Huadian Zhengzhou Mechanical Design Institute Co., Ltd. Applicant after: Institute of Metals, Chinese Academy of Sciences Address before: 451162, Henan Province, Zhengzhou City, Xinzheng province Xue Zhen Road, north side of the north side of the road Applicant before: ZHENGZHOU KEYUAN WEAR-RESISTANT ANTI-CORROSION ENGINEERING CO., LTD. Applicant before: Huadian Zhengzhou Mechanical Design Institute Co., Ltd. Applicant before: Institute of Metals, Chinese Academy of Sciences |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 451162 No.27, Huxin Ring Road, west of Huxin Ring Road and north of Huxin 1st Road, Longzihu Huxin Island, Zhengdong New District, Zhengzhou City, Henan Province Applicant after: Zhengzhou Huadian Energy Technology Co.,Ltd. Applicant after: HUADIAN ZHENGZHOU MECHANICAL DESIGN INSTITUTE Co.,Ltd. Applicant after: INSTITUTE OF METAL RESEARCH CHINESE ACADEMY OF SCIENCES Address before: 450018 No.27 Huxin Ring Road, west of Huxin Ring Road and north of Huxin 1st Road, Longzihu Huxin Island, Zhengdong New District, Zhengzhou City, Henan Province Applicant before: ZHENGZHOU KEYUAN WEAR RESISTANT ANTICORROSION ENGINEERING Co.,Ltd. Applicant before: HUADIAN ZHENGZHOU MECHANICAL DESIGN INSTITUTE Co.,Ltd. Applicant before: INSTITUTE OF METAL RESEARCH CHINESE ACADEMY OF SCIENCES |
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| CB02 | Change of applicant information |