[发明专利]一种研究煤粉和电解铝废料混烧特性的实验系统及方法

说明书

本发明公开了一种研究煤粉和电解铝废料混烧特性的实验系统及方法，包括气体混合器、氧气瓶、氮气瓶、NH₃瓶、NO瓶、第一阀门、第二阀门、进料器、注射器、第一石英管、第二石英管、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第一石灰石浆液洗气瓶、第二石灰石浆液洗气瓶、第二NaOH溶液洗气瓶、第三石灰石浆液洗气瓶、滤筒、采样器、分析主机及H₃PO₄溶液洗气瓶，该系统及方法能够模拟完成煤粉和电解铝废料混烧产物生成特性的实验、HF对燃煤电厂常用脱硝催化剂的影响以及石灰石浆液对HF的吸收效果实验。

技术领域

本发明属于电解铝废料无害化处理领域，涉及一种研究煤粉和电解铝废料混烧特性的实验系统及方法。

背景技术

目前，金属铝的生产依赖于电解铝工艺。电解铝行业属于高能耗、高污染行业。例如，电解铝槽内衬产生的废料(废槽衬)里含有氟化物、氰化物等有害成分，而多数氰化物和氟化物易溶于水，这些有毒物质会对人体和环境构成很大威胁，因此实现电解铝废料的无害化处理具有重要的意义。

目前应用最为广泛的电解铝废料处理方法是火法处理和湿法处理。但是，火法处理过程中所产生的含氟废气会对设备造成比较严重的腐蚀，而湿法处理的工序过于复杂。这两种处理方式都需要单独搭建尾气处理系统，成本较高。

将电解铝废料运至燃煤电厂，与煤粉送入锅炉中混烧是一种很有前景的电解铝废料处理方式。由于废料中碳含量较高，混烧可在一定程度上回收利用废料中的剩余能量。但电解铝废料和煤混烧产生的烟气对锅炉的脱硝反应系统和脱硫塔的影响尚不明确，尤其是气体产物(HF)、固体产物的生成特性影响尚不明确，例如，HF对燃煤电厂常用脱硝催化剂的影响以及脱硫塔的石灰石浆液对HF的吸收效果等都是需要研究的对象。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种研究煤粉和电解铝废料混烧特性的实验系统及方法，该系统及方法能够模拟完成煤粉和电解铝废料混烧产物生成特性的实验、HF对燃煤电厂常用脱硝催化剂的影响以及石灰石浆液对HF的吸收效果实验。

为达到上述目的，本发明所述的研究煤粉和电解铝废料混烧特性的实验系统包括气体混合器、氧气瓶、氮气瓶、NH₃瓶、NO瓶、第一阀门、第二阀门、进料器、注射器、第一石英管、第二石英管、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第一石灰石浆液洗气瓶、第二石灰石浆液洗气瓶、第二NaOH溶液洗气瓶、第三石灰石浆液洗气瓶、滤筒、采样器、分析主机及H₃PO₄溶液洗气瓶；

气体混合器的入口与氧气瓶的出口、氮气瓶的出口、NH3瓶的出口及NO瓶的出口相连通，气体混合器的出口与第一阀门的入口及第二阀门的入口相连通，第一阀门的出口与进料器的入口相连通，注射器与进料器的入口相连通，进料器的出口经第一石英管及第二石英管后与第二阀门的出口通过管道并管后与第三阀门的入口及第四阀门的入口相连通，第四阀门的出口依次经第一石灰石浆液洗气瓶、第二石灰石浆液洗气瓶及第二NaOH溶液洗气瓶与第三石灰石浆液洗气瓶相连通；

第三阀门的出口与滤筒的入口相连通，滤筒的出口分为两路，其中一路经第五阀门及采样器与分析主机的入口相连通，另一路与分析主机的出口通过管道并管后与第六阀门的入口及第七阀门的入口相连通，第六阀门的出口与第一NaOH溶液洗气瓶的入口相连通，第七阀门的出口与H₃PO₄溶液洗气瓶的入口相连通；

第一石英管内设置有石英吊篮，第二石英管内设置有催化剂，第一石英管及第二石英管外均设置有加热装置。

氧气瓶的出口处设置有第一减压阀及第一气体质量流量计；

氮气瓶的出口处设置有第二减压阀及第二气体质量流量计；

NH₃瓶的出口处设置有第三减压阀及第三气体质量流量计；