CN111366519A - 一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，包括发尘系统、混合器、模拟工况烟气系统、脏气管道、净气管道、加热系统、粉尘收集装置、脉冲清灰系统、第一尾气处理系统、第二尾气处理系统、第一粉尘过滤器、第二粉尘过滤器、第一流量控制器、第二流量控制器、第一真空泵和第二真空泵；模拟工况烟气系统包括污染气体供气系统、污染气体配气系统、压缩空气供气系统和供水系统；脏气管道与净气管道的连接处设有滤料夹持装置；本发明可以在实验室的条件下，最大限度地评价滤料在模拟实际工况条件下对粉尘的过滤性能、协同脱除有害气体组分的性能，为滤料的设计和选材提供可靠保障。
Description
技术领域
本发明涉及除尘滤袋测试装备技术领域，具体是一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统。
背景技术
袋式除尘(滤袋)主要应用于钢铁厂、水泥厂、发电厂等的烟气治理除尘系统中，以及垃圾焚烧、燃煤锅炉、流化床锅炉等的烟气过滤中，滤袋的选材应尽量追求高效过滤、易于粉尘剥离且经久耐用，但由于无法直接获取除尘器内温湿度、酸碱性及粉尘颗粒大小等对滤袋使用的影响信息，所以直接影响滤袋的设计。
目前，针对布袋过滤材料性能的检测，现有评价滤料的设备仅仅停留在对袋式滤料在常温下除尘过滤效率与运行阻力指标性能上，而袋式除尘器滤袋的实际运行状态中不仅受粉尘的撞击摩擦，还受大量酸碱有害气体如NO、SO2、HF、HCl、二噁英、O3等长期侵蚀，还受高温环境对滤袋的长期热老化，这些因素直接影响了滤袋的使用寿命。因此，仅在常温下对滤料性能进行检测，而忽略了酸碱有害气体与高温环境对滤袋材料性能的影响。现有的滤料除尘性能评价系统不能与实际工况条件相匹配，不能体现袋式滤料的真实性能，对新型过滤材料的开发不具有指导意义。
随着工业化的发展，工业废气排放急剧增加，我国大气环境污染日益严重，酸雨、光化学烟雾、雾霾等污染现象常有发生，尤其是燃煤电厂、垃圾焚烧厂、排放的工业烟气尾气，产生的烟气污染物主要有氮氧化物、硫氧化物、可吸入颗粒物、重金属、粉尘、二噁英，严重污染环境，危及人类健康。目前，烟气治理技术，如脱硫、脱硝、除尘都是采用各自的净化设备系统，这些设备占地面积大、投资成本高、操作流程复杂。由此催生了袋式除尘与净化有害气体相结合的复合材料，即协同净化污染物的除尘滤料。
协同净化污染物的除尘滤料，可以实现脱除烟气中粉尘与有害气体，一物多用，不仅省去净化设备占地空间和资金投入，且降低了排放尾气中有害物质的浓度。在开发研究新型协同净化污染物的除尘滤料过程中，检测表征该材料的除尘协同脱除有害气体的效率的设备处于空白，目前，通常采取的表征手段是分别单独测试该复合材料的除尘性能与脱除有害气体的性能，然而，实际运行状态下，滤料过滤过程中粉尘与有害气体是同时存在，两因素之间互相影响，该方法不能完全体现协同净化污染物的除尘滤料在实际工况运行状态下的脱除效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，以解决现有技术中分别单独测试除尘滤料的除尘性能与脱除有害气体的性能的方法不能完全体现该除尘滤料在实际工况运行状态下的脱除效果的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，包括发尘系统、混合器、模拟工况烟气系统、脏气管道、净气管道、加热系统、粉尘收集装置、脉冲清灰系统、第一尾气处理系统、第二尾气处理系统、第一粉尘过滤器、第二粉尘过滤器、第一流量控制器、第二流量控制器、第一真空泵和第二真空泵；加热系统置于脏气管道和净气管道的外壁；模拟工况烟气系统包括污染气体供气系统、污染气体配气系统、压缩空气供气系统和供水系统；污染气体供气系统经污染气体配气系统连接至混合器，混合器的输出端分别与加热系统和脏气管道连接；压缩空气供气系统的输出端分别与发尘系统、脏气管道和脉冲清灰系统连接；供水系统的输出端与脏气管道连接；脏气管道的输出端与净气管道的输入端连接，脏气管道与净气管道的连接处设有滤料夹持装置；脉冲清灰系统设置于净气管道上；粉尘收集装置与脏气管道连接；粉尘收集装置、第一粉尘过滤器、第一尾气处理系统、第一流量控制器和第一真空泵依次连接；净气管道的主管路、第二粉尘过滤器、第二尾气处理系统、第二流量控制器和第二真空泵依次连接；模拟工况烟气系统用于模拟滤料在实际工况条件下的氮氧化物、硫氧化物与非常规污染物的浓度，评价污染物气体对滤料腐蚀老化的影响，更能体现滤料真实使用性能；脏气管道、净气管道和过滤装置采用SS316L(一种不锈钢材料牌号)材质；供水系统用于模拟实际工况烟气中水分的含量；粉尘收集装置包括集尘灰斗。
进一步的，净气管道的主管路上设有第一精密过滤器，第一精密过滤器与第二粉尘过滤器连接；净气管道的主管路上设有净气管道支路，净气管道支路上设有PM10/PM2.5气旋切割器和第二精密过滤器，净气管道支路、PM10/PM2.5气旋切割器、第二精密过滤器和第二粉尘过滤器依次连接；用于测试PM10/PM2.5的排放浓度。
进一步的，发尘系统包括自动加粉装置、发尘器、粉尘在线称重装置和第一控制器，自动加粉装置管路上设有第一电磁阀，第一控制器根据粉尘在线称重装置检测到的粉尘量值控制第一电磁阀的开关，发尘器与压缩空气供气系统的输出端连接。
进一步的，污染气体供气系统包括NO供气系统、NH3供气系统、SO2供气系统和O2供气系统；NO供气系统、NH3供气系统、SO2供气系统和O2供气系统分别经各自的污染气体配气系统连接至混合器；污染气体配气系统包括依次连接的过滤器、质量流量器和单向阀；压缩空气供气系统包括依次连接的空压机、除水除油过滤装置、冷冻干燥机、过滤器和第一压缩空气储气罐；供水系统包括依次连接的去离子水桶、过滤器、平流泵、液体流量计和汽化器；汽化器的输出端与脏气管道的输入端连接。
进一步的，脏气管道内设有气流分布板，气流分布板置于脏气管道与净气管道连接处的上方。
进一步的，脉冲清灰系统包括压力变送器、第二控制器、第二压缩空气储气罐和喷吹管，第二压缩空气储气罐的输入端与压缩空气供气系统的输出端连接，压力变送器分别连接脏气管道和净气管道，喷吹管一端与第二压缩空气储气罐连接、另一端通向净气管道内滤料的内部，喷吹管上设有第二电磁阀，第二控制器根据压力变送器检测到的压差值控制第二电磁阀的开关。
进一步的，第一尾气处理系统和第二尾气处理系统均包括依次连接的洗气瓶、冷凝装置、吸附装置、加热器和过滤器；第一尾气处理系统和第二尾气处理系统还均包括磷酸淋洗液、双氧水吸收液和氢氧化钠吸收液。
进一步的，加热系统包括加热模块，加热模块包括热电偶和温度传感器，加热模块外壁上设有壳体保护套；加热系统用于模拟滤料在实际使用工况条件下的烟气的温度，加热系统可以模拟的烟气温度范围为20-400℃，检测滤料在实际工况条件下的过滤性能。
进一步的，该模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，还包括监测系统，监测系统包括用于监测脏气管道中发尘浓度的粉尘浓度检测仪、用于监测脏气管道和净气管道中粉尘粒径分布及数量浓度的粉尘过滤粒径分布系统以及用于监测脏气管道和净气管道中气体组分浓度的烟气浓度连续自动在线测试系统；粉尘过滤分布系统包括两组检测器，分别分布于脏气管和净气管道，用于测试经布袋过滤材料过滤前后粉尘粒径分布及数量效率；烟气浓度连续自动在线测试系统的进气管道处设有三通球阀，三通球阀的另外两端分别与脏气管道和净气管道连接，分别测试经布袋过滤材料过滤前后的气体组分浓度，气体组分浓度包括NO、NH3、O2、SO2、NO2、N2O、H2O、HCl、HF、CO等；粉尘过滤粒径分布系统能够在线测试滤料对0.2-10μm区间的细颗粒物的过滤效率，实时显示细颗粒物的数量浓度，测试精度高，测试滤料对细颗粒物的过滤性能；烟气浓度连续自动在线测试系统，能够实时监测模拟工况烟气系统中出来的烟气中有害污染气体浓度，评价负载有催化剂的除尘滤料(如除尘脱硝一体化滤料)的除尘效率与脱除有害污染气体的效率。
进一步的，该模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，还包括控制系统，控制系统包括电脑，电脑分别与发尘系统、模拟工况烟气系统、脉冲清灰系统、第一尾气处理系统、第二尾气处理系统、加热系统和监测系统电连接，电脑分别控制发尘系统、模拟工况烟气系统、脉冲清灰系统、第一尾气处理系统、第二尾气处理系统、加热系统和监测系统进行工作；电脑上有数据监测软件，在整个过滤性能测试过程中能够实时监测滤料性能的变化参数，并可实时从系统中调取查阅。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过发尘系统、加热系统和模拟工况烟气系统来实现模拟多种实际工况条件下的烟尘条件，对布袋过滤材料的性能进行检测，综合考虑在复杂实际工况运行情况下，烟尘组分对布袋过滤材料腐蚀性和过滤性能的影响，以及评价布袋过滤材料除尘协同脱除烟气污染有害组分的性能；本发明可以在实验室的条件下，最大限度地评价布袋过滤材料在模拟实际工况条件下对粉尘的过滤性能、协同脱除有害气体组分的性能，为布袋过滤材料的设计和选材提供可靠保障；
本发明一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，能够模拟过滤装置的真实工作状况，从而准确的测试滤料在过滤装置中的实际工作性能；本发明能够模拟多种工况条件多滤料性能进行测试，具有广泛的应用适用性；
本发明一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，能够在模拟烟气热态实际工况条件下，测试评价布袋滤料的过滤性能，在常温和高温条件下，评价酸碱气体对布袋滤料腐蚀老化的影响，同时可检测评价协同净化污染物的除尘滤料在实际工况运行条件下的脱除效果，填补了该领域对除尘滤料性能检测的设备的空白。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统示意图。
图中：1-发尘系统、2-混合器、3-脏气管道、4-净气管道、5-加热系统、6-粉尘收集装置、7-脉冲清灰系统、8-第一尾气处理系统、9-第二尾气处理系统、10-第一粉尘过滤器、11-第二粉尘过滤器、12-第一流量控制器、13-第二流量控制器、14-第一真空泵、15-第二真空泵、16-污染气体供气系统、17-污染气体配气系统、18-压缩空气供气系统、19-供水系统、20-滤料夹持装置、21-第一精密过滤器、22-PM10/PM2.5气旋切割器、23-第二精密过滤器、24-自动加粉装置、25-发尘器、26-粉尘在线称重装置、27-NO供气系统、28-NH3供气系统、29-SO2供气系统、30-O2供气系统、31-过滤器、32-质量流量器、33-单向阀、34-空压机、35-除水除油过滤装置、36-冷冻干燥机、37-第一压缩空气储气罐、38-去离子水桶、39-平流泵、40-液体流量计、41-汽化器、42-气流分布板、43-第二压缩空气储气罐、44-喷吹管、45-第二电磁阀、46-洗气瓶、47-冷凝装置、48-吸附装置、49-加热器、50-粉尘浓度检测仪、51-粉尘过滤粒径分布系统、52-烟气浓度连续自动在线测试系统、53-控制系统、54-电脑。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，是本发明实施例提供的一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，包括发尘系统1、混合器2、模拟工况烟气系统、脏气管道3、净气管道4、加热系统5、粉尘收集装置6、脉冲清灰系统7、第一尾气处理系统8、第二尾气处理系统9、第一粉尘过滤器10、第二粉尘过滤器11、第一流量控制器12、第二流量控制器13、第一真空泵14和第二真空泵15；加热系统5置于脏气管道3和净气管道4的外壁；模拟工况烟气系统包括污染气体供气系统16、污染气体配气系统17、压缩空气供气系统18和供水系统19；污染气体供气系统16经污染气体配气系统17连接至混合器2，混合器2的输出端分别与加热系统5和脏气管道3连接；压缩空气供气系统18的输出端分别与发尘系统1、脏气管道3和脉冲清灰系统7连接；供水系统19的输出端与脏气管道3连接；脏气管道3的输出端与净气管道4的输入端连接，脏气管道3与净气管道4的连接处设有滤料夹持装置20；脉冲清灰系统7设置于净气管道4上；粉尘收集装置6与脏气管道3连接；粉尘收集装置6、第一粉尘过滤器10、第一尾气处理系统8、第一流量控制器12和第一真空泵14依次连接；净气管道4的主管路、第二粉尘过滤器11、第二尾气处理系统9、第二流量控制器13和第二真空泵15依次连接；模拟工况烟气系统用于模拟滤料在实际工况条件下的氮氧化物、硫氧化物与非常规污染物的浓度，评价污染物气体对滤料腐蚀老化的影响，更能体现滤料真实使用性能；脏气管道3、净气管道4和过滤装置采用SS316L(一种不锈钢材料牌号)材质；供水系统19用于模拟实际工况烟气中水分的含量；粉尘收集装置6包括集尘灰斗。
净气管道4的主管路上设有第一精密过滤器21，第一精密过滤器21与第二粉尘过滤器11连接；净气管道4的主管路上设有净气管道4支路，净气管道4支路上设有PM10/PM2.5气旋切割器22和第二精密过滤器23，净气管道4支路、PM10/PM2.5气旋切割器22、第二精密过滤器23和第二粉尘过滤器11依次连接；用于测试PM10/PM2.5的排放浓度。
发尘系统1包括自动加粉装置24、发尘器25、粉尘在线称重装置26和第一控制器，自动加粉装置24管路上设有第一电磁阀，第一控制器根据粉尘在线称重装置26检测到的粉尘量值控制第一电磁阀的开关，发尘器25与压缩空气供气系统18的输出端连接。
污染气体供气系统16包括NO供气系统27、NH3供气系统28、SO2供气系统29和O2供气系统30；NO供气系统27、NH3供气系统28、SO2供气系统29和O2供气系统30分别经各自的污染气体配气系统17连接至混合器2；污染气体配气系统17包括依次连接的过滤器31、质量流量器32和单向阀33；压缩空气供气系统18包括依次连接的空压机34、除水除油过滤装置35、冷冻干燥机36、过滤器31和第一压缩空气储气罐37；供水系统19包括依次连接的去离子水桶38、过滤器31、平流泵39、液体流量计40和汽化器41；汽化器41的输出端与脏气管道3的输入端连接。
脏气管道3内设有气流分布板42，气流分布板42置于脏气管道3与净气管道4连接处的上方。
脉冲清灰系统7包括压力变送器、第二控制器、第二压缩空气储气罐43和喷吹管44，第二压缩空气储气罐43的输入端与压缩空气供气系统18的输出端连接，压力变送器分别连接脏气管道3和净气管道4，喷吹管44一端与第二压缩空气储气罐43连接、另一端通向净气管道4内滤料的内部，喷吹管44上设有第二电磁阀45，第二控制器根据压力变送器检测到的压差值控制第二电磁阀45的开关。
第一尾气处理系统8和第二尾气处理系统9均包括依次连接的洗气瓶46、冷凝装置47、吸附装置48、加热器49和过滤器31；第一尾气处理系统8和第二尾气处理系统9还均包括磷酸淋洗液、双氧水吸收液和氢氧化钠吸收液。
加热系统5包括加热模块，加热模块包括热电偶和温度传感器，加热模块外壁上设有壳体保护套；加热系统5用于模拟滤料在实际使用工况条件下的烟气的温度，加热系统5可以模拟的烟气温度范围为20-400℃，检测滤料在实际工况条件下的过滤性能。
该模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，还包括监测系统，监测系统包括用于监测脏气管道3中发尘浓度的粉尘浓度检测仪50、用于监测脏气管道3和净气管道4中粉尘粒径分布及数量浓度的粉尘过滤粒径分布系统51以及用于监测脏气管道3和净气管道4中气体组分浓度的烟气浓度连续自动在线测试系统52；粉尘过滤分布系统包括两组检测器，分别分布于脏气管道3和净气管道4，用于测试经布袋过滤材料过滤前后粉尘粒径分布及数量效率；烟气浓度连续自动在线测试系统52的进气管道处设有三通球阀，三通球阀的另外两端分别与脏气管道3和净气管道4连接，分别测试经布袋过滤材料过滤前后的气体组分浓度，气体组分浓度包括NO、NH3、O2、SO2、NO2、N2O、H2O、HCl、HF、CO等；粉尘过滤粒径分布系统51能够在线测试滤料对0.2-10μm区间的细颗粒物的过滤效率，实时显示细颗粒物的数量浓度，测试精度高，测试滤料对细颗粒物的过滤性能；烟气浓度连续自动在线测试系统52，能够实时监测模拟工况烟气系统中出来的烟气中有害污染气体浓度，评价负载有催化剂的除尘滤料(如除尘脱硝一体化滤料)的除尘效率与脱除有害污染气体的效率。
该模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，还包括控制系统53，控制系统53包括电脑54，电脑54分别与发尘系统1、模拟工况烟气系统、脉冲清灰系统7、第一尾气处理系统8、第二尾气处理系统9、加热系统5和监测系统电连接，电脑54分别控制发尘系统1、模拟工况烟气系统、脉冲清灰系统7、第一尾气处理系统8、第二尾气处理系统9、加热系统5和监测系统进行工作；电脑54上有数据监测软件，在整个过滤性能测试过程中能够实时监测滤料性能的变化参数，并可实时从系统中调取查阅。
实施例2：
在标准测试条件即常温条件下，加热系统5关闭，按照现有滤料过滤性能测试标准实施，具体实施情况如下：
加热系统5关闭，粉尘由发尘系统1发出，随压缩空气供气系统18中的压缩空气气流流经混合器2，在混合器2中充分均匀后发散到脏气管道3，发尘系统1包括自动加粉装置24、发尘器25、粉尘在线称重装置26和第一控制器，自动加粉装置24管路上设有第一电磁阀，第一控制器根据粉尘在线称重装置26检测到的粉尘量值控制第一电磁阀的开关，保持连续在线供粉，压缩空气由空压机34产生，并依次经过除水除油过滤装置35、冷冻干燥机36、过滤器31处理后进入第一压缩空气储气罐37中供发尘系统1发散粉及脉冲清灰系统7清灰使用，脏气管道3内设有粉尘浓度检测仪50，粉尘浓度检测仪50可实时检测脏气管道3内的粉尘浓度，当粉尘气流抵达待测滤料时，被滤料迎面拦截，当待测滤料的前后压差数值达到设定值时，脉冲清灰系统7中第二电磁阀45打开，喷吹管44喷吹一次，脉冲清灰系统7中所需要的气源由第二压缩空气储气罐43提供，清除的粉尘进入脏气管道3下方的粉尘收集装置6中，再依次经过第一粉尘过滤器10、第一尾气处理系统8、第一流量控制器12和第一真空泵14，清洁空气由第一真空泵14抽出排空，少量的粉尘气流会穿过待测滤料进入净气管道4，如测试PM10/PM2.5的排放浓度时，净气管道4支路打开，抽取净气管道4主管路内的部分粉尘气流进入PM10/PM2.5气旋切割器22，然后被PM10/PM2.5气旋切割器22后端的第二精密过滤器23中的绝对滤料收集，剩余粉尘气流被净气管道4主管路上的第一精密过滤器21中的绝对滤料收集，最终测试气体依次经过第二粉尘过滤器11、第二尾气处理系统9、第二流量控制器13和第二真空泵15，被第二真空泵15抽出，粉尘过滤粒径分布系统51的接口分别与脏气管道3和净气管道4连接，用于监测脏气管道3和净气管道4中粉尘颗粒物的粒径分布及数量浓度，第一流量控制器12、第二流量控制器13分别控制脏气管道3、净气管道4的主管路及支路中PM10/PM2.5气体的流量，第一尾气处理系统8和第二尾气处理系统9均包括依次连接的洗气瓶46、冷凝装置47、吸附装置48、加热器49和过滤器31，还均包括磷酸淋洗液、双氧水吸收液和氢氧化钠吸收液。
实施例3：
当测试滤料在实际使用工况温度下的过滤性能时，选择模拟热态工况下烟气温度的测试条件，模拟加热温度范围为20-400℃，具体实施情况如下：
加热系统5打开，粉尘由发尘系统1发出，随压缩空气供气系统18中的压缩空气气流流经混合器2，在加热系统5的预热作用下，粉尘气体温度达到预设值，然后在混合器2中充分均匀后发散到脏气管道3，发尘系统1包括自动加粉装置24、发尘器25、粉尘在线称重装置26和第一控制器，自动加粉装置24管路上设有第一电磁阀，第一控制器根据粉尘在线称重装置26检测到的粉尘量值控制第一电磁阀的开关，保持连续在线供粉，压缩空气由空压机34产生，并依次经过除水除油过滤装置35、冷冻干燥机36、过滤器31处理后进入第一压缩空气储气罐37中供发尘系统1发散粉及脉冲清灰系统7清灰使用，脏气管道3内设有粉尘浓度检测仪50，粉尘浓度检测仪50可实时检测脏气管道3内的粉尘浓度，当粉尘气流抵达待测滤料时，被滤料迎面拦截，当待测滤料的前后压差数值达到设定值时，脉冲清灰系统7中第二电磁阀45打开，喷吹管44喷吹一次，脉冲清灰系统7中所需要的气源由第二压缩空气储气罐43提供，清除的粉尘进入脏气管道3下方的粉尘收集装置6中，再依次经过第一粉尘过滤器10、第一尾气处理系统8、第一流量控制器12和第一真空泵14，清洁空气由第一真空泵14抽出排空，少量的粉尘气流会穿过待测滤料进入净气管道4，如测试PM10/PM2.5的排放浓度时，净气管道4支路打开，抽取净气管道4主管路内的部分粉尘气流进入PM10/PM2.5气旋切割器22，然后被PM10/PM2.5气旋切割器22后端的第二精密过滤器23中的绝对滤料收集，剩余粉尘气流被净气管道4主管路上的第一精密过滤器21中的绝对滤料收集，最终测试气体依次经过第二粉尘过滤器11、第二尾气处理系统9、第二流量控制器13和第二真空泵15，被第二真空泵15抽出，粉尘过滤粒径分布系统51的接口分别与脏气管道3和净气管道4连接，用于监测脏气管道3和净气管道4中粉尘颗粒物的粒径分布及数量浓度，第一流量控制器12、第二流量控制器13分别控制脏气管道3、净气管道4的主管路及支路中PM10/PM2.5气体的流量，第一尾气处理系统8和第二尾气处理系统9均包括依次连接的洗气瓶46、冷凝装置47、吸附装置48、加热器49和过滤器31，还均包括磷酸淋洗液、双氧水吸收液和氢氧化钠吸收液。
实施例4：
当测试滤料在实际使用工况温度下，同时通入污染气体组分下的过滤性能时，以及用于评价附有催化分解污染气体的多功能滤料，如除尘脱硝一体化滤料的过滤性能及脱硝性能时，选择模拟热态工况下烟气温度测试条件，模拟加热温度范围为20-400℃，通入的污染气体组分包括NH3、NO、SO2、H2O等气体，具体实施情况如下：
加热系统5打开，粉尘由发尘系统1发出，随污染气体配气系统17中的污染气体气流和压缩空气供气系统18中的压缩空气气流流经混合器2，其中污染气体浓度由污染气体供气系统16提供经污染气体配气系统17配制实际工况中的污染气体浓度，在加热系统5的预热作用下，粉尘气体温度达到预设值，然后在混合器2中充分均匀后发散到脏气管道3，发尘系统1包括自动加粉装置24、发尘器25、粉尘在线称重装置26和第一控制器，自动加粉装置24管路上设有第一电磁阀，第一控制器根据粉尘在线称重装置26检测到的粉尘量值控制第一电磁阀的开关，保持连续在线供粉，压缩空气由空压机34产生，并依次经过除水除油过滤装置35、冷冻干燥机36、过滤器31处理后进入第一压缩空气储气罐37中供发尘系统1发散粉及脉冲清灰系统7清灰使用，脏气管道3内设有粉尘浓度检测仪50，粉尘浓度检测仪50可实时检测脏气管道3内的粉尘浓度，当粉尘气流抵达待测滤料时，被滤料迎面拦截，当待测滤料的前后压差数值达到设定值时，脉冲清灰系统7中第二电磁阀45打开，喷吹管44喷吹一次，脉冲清灰系统7中所需要的气源由第二压缩空气储气罐43提供，清除的粉尘进入脏气管道3下方的粉尘收集装置6中，再依次经过第一粉尘过滤器10、第一尾气处理系统8、第一流量控制器12和第一真空泵14，清洁空气由第一真空泵14抽出排空，少量的粉尘气流会穿过待测滤料进入净气管道4，如测试PM10/PM2.5的排放浓度时，净气管道4支路打开，抽取净气管道4主管路内的部分粉尘气流进入PM10/PM2.5气旋切割器22，然后被PM10/PM2.5气旋切割器22后端的第二精密过滤器23中的绝对滤料收集，剩余粉尘气流被净气管道4主管路上的第一精密过滤器21中的绝对滤料收集，最终测试气体依次经过第二粉尘过滤器11、第二尾气处理系统9、第二流量控制器13和第二真空泵15，被第二真空泵15抽出，粉尘过滤粒径分布系统51的接口分别与脏气管道3和净气管道4连接，用于监测脏气管道3和净气管道4中粉尘颗粒物的粒径分布及数量浓度，烟气浓度连续自动在线测试系统52功能打开，实时监测模拟工况烟气系统中出来的烟气中有害污染气体浓度，评价污染气体污染气体对布袋滤料的腐蚀老化的影响，更能体现滤料真实使用性能，而且可以同步评价负载有催化剂的除尘滤料(如除尘脱硝一体化滤料)的除尘效率与脱除有害污染气体的效率，第一流量控制器12、第二流量控制器13分别控制脏气管道3、净气管道4的主管路及支路中PM10/PM2.5气体的流量，第一尾气处理系统8和第二尾气处理系统9均包括依次连接的洗气瓶46、冷凝装置47、吸附装置48、加热器49和过滤器31，还均包括磷酸淋洗液、双氧水吸收液和氢氧化钠吸收液。
本发明提供的一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能测试系统，配备有模拟工况烟气系统和烟气浓度连续自动在线测试系统52，根据实验需要，可随时切换开启或关闭状态，便于分析比较通入污染气体与不通入污染气体，以及不同气体浓度等情况下的滤料过滤性能与耐腐蚀性能，同时可以在实际工况下评价除尘脱硝一体化材料的除尘性能和脱销性能，从而实现了污染气体对滤料过滤性能影响的实验研究，增加了滤料研究测试系统的功能，配备粉尘过滤粒径分布系统51，能够更加精细化测试滤料对细颗粒物的过滤性能，提高了测试精度，复合目前滤料发展及研究方向，提高细颗粒物的过滤效率，针对目前大气的严重污染状况，特别是PM2.5细颗粒物过滤性能研究逐年增多，因此，本发明符合现代实际科研需求及企业开发的需求，同时推动了多功能滤料产业的发展，填补了在模拟烟气热态工况下测试滤料过滤性能领域的空白。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，其特征在于：包括发尘系统(1)、混合器(2)、模拟工况烟气系统、脏气管道(3)、净气管道(4)、加热系统(5)、粉尘收集装置(6)、脉冲清灰系统(7)、第一尾气处理系统(8)、第二尾气处理系统(9)、第一粉尘过滤器(10)、第二粉尘过滤器(11)、第一流量控制器(12)、第二流量控制器(13)、第一真空泵(14)和第二真空泵(15)；所述加热系统(5)置于脏气管道(3)和净气管道(4)的外壁；所述模拟工况烟气系统包括污染气体供气系统(16)、污染气体配气系统(17)、压缩空气供气系统(18)和供水系统(19)；所述污染气体供气系统(16)经污染气体配气系统(17)连接至混合器(2)，所述混合器(2)的输出端分别与加热系统(5)和脏气管道(3)连接；所述压缩空气供气系统(18)的输出端分别与发尘系统(1)、脏气管道(3)和脉冲清灰系统(7)连接；所述供水系统(19)的输出端与脏气管道(3)连接；所述脏气管道(3)的输出端与净气管道(4)的输入端连接，所述脏气管道(3)与净气管道(4)的连接处设有滤料夹持装置(20)；所述脉冲清灰系统(7)设置于净气管道(4)上；所述粉尘收集装置(6)与脏气管道(3)连接；所述粉尘收集装置(6)、第一粉尘过滤器(10)、第一尾气处理系统(8)、第一流量控制器(12)和第一真空泵(14)依次连接；所述净气管道(4)的主管路、第二粉尘过滤器(11)、第二尾气处理系统(9)、第二流量控制器(13)和第二真空泵(15)依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，其特征在于：所述净气管道(4)的主管路上设有第一精密过滤器(21)，所述第一精密过滤器(21)与第二粉尘过滤器(11)连接；所述净气管道(4)的主管路上设有净气管道(4)支路，所述净气管道(4)支路上设有PM10/PM2.5气旋切割器(22)和第二精密过滤器(23)，所述净气管道(4)支路、PM10/PM2.5气旋切割器(22)、第二精密过滤器(23)和第二粉尘过滤器(11)依次连接。
3.根据权利要求1所述的一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，其特征在于：所述发尘系统(1)包括自动加粉装置(24)、发尘器(25)、粉尘在线称重装置(26)和第一控制器，所述自动加粉装置(24)管路上设有第一电磁阀，所述第一控制器根据粉尘在线称重装置(26)检测到的粉尘量值控制第一电磁阀的开关，所述发尘器(25)与压缩空气供气系统(18)的输出端连接。
4.根据权利要求1所述的一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，其特征在于：所述污染气体供气系统(16)包括NO供气系统(27)、NH3供气系统(28)、SO2供气系统(29)和O2供气系统(30)；所述NO供气系统(27)、NH3供气系统(28)、SO2供气系统(29)和O2供气系统(30)分别经各自的污染气体配气系统(17)连接至混合器(2)；所述污染气体配气系统(17)包括依次连接的过滤器(31)、质量流量器(32)和单向阀(33)；所述压缩空气供气系统(18)包括依次连接的空压机(34)、除水除油过滤装置(35)、冷冻干燥机(36)、过滤器(31)和第一压缩空气储气罐(37)；所述供水系统(19)包括依次连接的去离子水桶(38)、过滤器(31)、平流泵(39)、液体流量计(40)和汽化器(41)；所述汽化器(41)的输出端与脏气管道(3)的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，其特征在于：所述脏气管道(3)内设有气流分布板(42)，所述气流分布板(42)置于脏气管道(3)与净气管道(4)连接处的上方。
6.根据权利要求1所述的一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，其特征在于：所述脉冲清灰系统(7)包括压力变送器、第二控制器、第二压缩空气储气罐(43)和喷吹管(44)，所述第二压缩空气储气罐(43)的输入端与压缩空气供气系统(18)的输出端连接，所述压力变送器分别连接脏气管道(3)和净气管道(4)，所述喷吹管(44)一端与第二压缩空气储气罐(43)连接、另一端通向净气管道(4)内滤料的内部，所述喷吹管(44)上设有第二电磁阀(45)，所述第二控制器根据压力变送器检测到的压差值控制第二电磁阀(45)的开关。
7.根据权利要求1所述的一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，其特征在于：所述第一尾气处理系统(8)和第二尾气处理系统(9)均包括依次连接的洗气瓶(46)、冷凝装置(47)、吸附装置(48)、加热器(49)和过滤器(31)。
8.根据权利要求1所述的一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，其特征在于：所述加热系统(5)包括加热模块，所述加热模块包括热电偶和温度传感器，所述加热模块外壁上设有壳体保护套。
9.根据权利要求1所述的一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，其特征在于：还包括监测系统，所述监测系统包括用于监测脏气管道(3)中发尘浓度的粉尘浓度检测仪(50)、用于监测脏气管道(3)和净气管道(4)中粉尘粒径分布及数量浓度的粉尘过滤粒径分布系统(51)以及用于监测脏气管道(3)和净气管道(4)中气体组分浓度的烟气浓度连续自动在线测试系统(52)。
10.根据权利要求9所述的一种模拟烟气热态工况下滤料过滤性能评价系统，其特征在于：还包括控制系统(53)，所述控制系统(53)包括电脑(54)，所述电脑(54)分别与发尘系统(1)、模拟工况烟气系统、脉冲清灰系统(7)、第一尾气处理系统(8)、第二尾气处理系统(9)、加热系统(5)和监测系统电连接，所述电脑(54)分别控制发尘系统(1)、模拟工况烟气系统、脉冲清灰系统(7)、第一尾气处理系统(8)、第二尾气处理系统(9)、加热系统(5)和监测系统进行工作。
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