本發明屬于火力發電煙氣無害化處理研究領域，涉及一種濕法脫硫煙囪仿真試驗裝置。
背景技術：
電廠煙氣的濕法脫硫工藝，顯著改變了煙囪內溫濕度以及介質條件。經過fgd濕法脫硫之后，煙氣中大約90％～99％的so2被從煙氣中脫除，但是由于在脫硫后的煙氣中引入了大量的水分，并且將煙氣溫度降至50℃左右。這種工況下的煙囪內壁產生冷凝水，因此稱為“濕煙囪”。濕煙囪存在煙雨下洗和煙囪排煙筒內襯腐蝕兩個技術難題，前者來自環境保護限制，后者來自高煙囪安全耐久性要求。這兩個問題解決不好，可能在環境評估或安全生產方面火電廠項目無法驗收投運。所以國內外對這兩個問題都在進行深入的研究和實踐。
由于試驗條件受限等原因，通常對于煙囪內襯防腐材料的腐蝕試驗研究，都是針對較小的試塊開展的，其試驗結果比較難反映真實工程中材料大面積應用的實際情況；并且試驗也大多是采用某種單一的腐蝕介質進行的，與實際工程的腐蝕條件并不相符。
考慮到上述材料小試塊試驗具有局限性，對于煙囪內襯材料防腐及煙囪雨等問題的研究，研究人員不得不到各運行中或檢修中的煙囪去實地開展研究工作。這種方法費用高、不方便、不安全；另外不同工程的煙囪運行條件不同，所以收集到的數據很難進行對比分析，因此基于這些數據的理論研究價值低、說服力差。
技術實現要素：
針對以上不足，本發明的濕法脫硫煙囪仿真試驗裝置，可以模擬發電廠的燃煤煙氣經過濕法脫硫后的煙氣特征(流速、壓力等)，用于煙囪內襯防腐材料的仿真腐蝕試驗研究，同時也可用作燃煤煙氣引起的環境問題研究，包括氣污染、水污染、重金屬污染等。
本發明的技術方案為：
一種濕法脫硫煙囪仿真試驗裝置，包括排煙裝置、氣流裝置、噴淋裝置、廢氣收集裝置、冷凝液收集裝置和中控系統；所述排煙裝置包括內襯防腐材料的水平煙道和垂直煙道，所述垂直煙道垂直設置于水平煙道的末端，用于模擬實際煙囪；所述氣流裝置設置于水平煙道的起始端，包括氣流箱，所述氣流箱用于產生硫的氧化物氣體，并與空氣混合形成模擬氣流向排煙裝置輸送；所述噴淋裝置設置于水平煙道的靠近起始端的上方，包括罐體和噴淋管，所述罐體用于儲存脫硫劑，所述噴淋管用于將脫硫劑向模擬氣流噴灑，使模擬氣流脫硫；所述廢氣收集裝置設置于所述垂直煙道的上端，包括廢氣收集器，用于收集模擬氣流脫硫后的產生的廢氣；所述冷凝液收集裝置設置于所述垂直煙道的下端，包括管道相連的收集盤和收集罐，用于收集模擬氣流脫硫后的產生的冷凝液；所述監控系統包括監控裝置和控制器，所述監控裝置為多個，分別設置于水平煙道和垂直煙道的內壁上，并與控制器相連，用于監控所設置部位的各項參數，并將監控結果傳輸到所述控制器，所述控制器用于接收并顯示監控數據。
所述氣流裝置還包括風機，所述風機用于促使所述模擬氣流在水平煙道和垂直煙道內流動。
所述監控裝置包括流量計、溫度計、壓力計，所述控制器為plc控制器。
所述控制器還與氣流裝置和噴淋裝置相連，根據所述監控結果自動調節氣流箱的模擬氣流輸送速度、風機的運轉速度和噴淋管的噴淋速度，將煙道內氣體流速、溫度、壓力控制在一定參數范圍內。
所述參數范圍為，氣體流速為15m/s-30m/s，溫度為40-50℃，壓力為200kpa-1000kpa。
所述氣流箱采用硫磺燃燒的方式制氣，制得的氣體為so2和so3。
所述垂直煙道高度與實際煙囪高度比為1∶40，所述垂直煙道和水平煙道直徑與實際煙囪直徑比為1∶3。
所述垂直煙道高度為5米，垂直煙道和水平煙道的直徑為2米。
所述垂直煙道頂端設置有振動風機。
所述廢氣收集器與氣流箱相連，將收集的廢氣返回到氣流箱重新用于形成模擬氣流。
本發明的技術方案具有以下優點：
1.優良的腐蝕研究平臺：燃煤煙氣濕化后，形成酸性冷凝液，對于排煙筒材料的腐蝕非常嚴重。我國已經發生多起排煙筒被腐蝕后，強度劣化導致倒塌的事故。對于排煙筒的防腐蝕技術研究，我國也形成了熱潮，各種技術方法紛紛涌現，但是大多數的實際效果一般。要么成本高昂、要么效果不好，甚至成本高效果還不好。主要問題在于大多數研究者和生產者過多的重視腐蝕中的化學問題，而忽視了腐蝕中的物理問題。煙筒的復雜工況是導致大多數防腐措施失效的直接原因。而本模擬裝置可以提供較為直接的防腐可靠性檢驗，是一個優良的腐蝕研究平臺。可進行各類濕煙囪相關防腐系統試驗研究。
2.多用途：所述模擬裝置主要用于煙囪內襯防腐材料的仿真腐蝕試驗研究，同時也可用作燃煤煙氣引起的環境問題研究，包括氣污染、水污染、重金屬污染等。
3.可行性、便捷性、經濟性：所述仿真裝置經過微縮，既具有仿真性，又容易放置，使得仿真試驗更加安全、便捷，也大大降低了試驗費用。
4.裝置靈活性：所述仿真裝置中模擬氣流可根據不同試驗要求調配，煙囪內筒防腐內襯方案也根據試驗要求更換，因此可以滿足非常多的試驗要求，具有靈活性。
附圖說明
圖1為本發明濕法脫硫煙囪仿真試驗裝置的示意圖。
具體實施方式
以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。
圖1是本發明的實施例。
參考圖1，本發明的濕法脫硫煙囪仿真試驗裝置，包括排煙裝置、氣流裝置、噴淋裝置、廢氣收集裝置、冷凝液收集裝置和中控系統。
所述排煙裝置包括內襯防腐材料的水平煙道21和垂直煙道22，所述垂直煙道22垂直設置于水平煙道21的末端，用于模擬實際煙囪；垂直煙道22高度與實際煙囪高度比為1∶40，所述垂直煙道22和水平煙道21直徑與實際煙囪直徑比為1∶3。例如，普通煙囪實際高度為200米，直徑為6米，則垂直煙道22高度為5米，垂直煙道22和水平煙道21的直徑為2米。垂直煙道22頂端設置有振動風機23，振動風機23產生振動，模擬實際煙囪受風或地震時水平擺動或振動的工況，以產生更加真頭的工況。
所述氣流裝置設置于水平煙道21的起始端，包括氣流箱11和風機12，所述氣流箱11用于產生硫的氧化物氣體，并與空氣混合形成模擬氣流向排煙裝置輸送，氣流箱11采用硫磺燃燒的方式制氣，制得的氣體為so2和so3，所述風機12用于促使所述模擬氣流在水平煙道21和垂直煙道22內流動。模擬煙氣即為模擬火力發電廠產生的含硫高溫煙氣。
所述噴淋裝置設置于水平煙道21的靠近起始端的上方，包括罐體31和噴淋管32，所述罐體31用于儲存脫硫劑，所述噴淋管32用于將脫硫劑向模擬氣流噴灑，使模擬氣流脫硫；脫硫劑可以使用與火力發電廠相同制劑，以更好地模仿脫硫后煙氣的狀況，一般為石灰石或石灰的漿液，經過脫硫后，高溫煙氣中大約90％～95％的so2被從煙氣中脫除，溫度降至50±5℃左右
所述廢氣收集裝置設置于所述垂直煙道22的上端，包括廢氣收集器41，用于收集模擬氣流脫硫后的產生的廢氣；由于廢氣中仍然含有未及時脫除的so2氣體，為了避免排放到大氣中造成環境污染，所述廢氣收集器41與氣流箱11相連，將收集的廢氣返回到氣流箱11重新用于形成模擬氣流。
所述冷凝液收集裝置設置于所述垂直煙道22的下端，包括管道相連的收集盤51和收集罐52，用于收集模擬氣流脫硫后的產生的冷凝液，并計量冷凝液收集速度和效率。
所述監控系統包括監控裝置61和控制器62，所述監控裝置61為多個，包括流量計、溫度計、壓力計，分別設置于水平煙道21和垂直煙道22的內壁上，并與控制器62相連，用于監控所設置部位的各項參數，并將監控結果傳輸到所述控制器62，所述控制器62為plc控制器，用于接收并顯示監控數據。
此監控系統也可以設計為自動化監控系統，即控制器62還與氣流裝置和噴淋裝置相連，根據所述監控結果自動調節氣流箱11的模擬氣流輸送速度、風機12的運轉速度和噴淋管32的噴淋速度，將煙道內氣體流速、溫度、壓力控制在一定參數范圍內。所述參數范圍為，氣體流速為15m/s-30m/s，溫度為40-50℃，壓力為200kpa-1000kpa。
當本發明的濕法脫硫煙囪仿真試驗裝置運行過一段時間后，可以測量煙道內襯的防腐材料厚度，以獲知脫硫煙氣對其腐蝕的程度和速度。煙道內襯的防腐材料可以根據需求設置或定期更換，以對比各種防腐材料被腐蝕的速率和程度。
以上公開的僅為本發明的實施例，但是，本發明并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護范圍。