一種水汽過(guò)飽和氛圍構(gòu)建方法和過(guò)飽和度測(cè)量方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及增強(qiáng)細(xì)顆粒聚并長(zhǎng)大脫除技術(shù)領(lǐng)域以及氣體過(guò)飽和度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域， 尤其是一種水汽過(guò)飽和氛圍構(gòu)建方法和過(guò)飽和度測(cè)量方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前燃煤細(xì)顆粒排放控制技術(shù)發(fā)展的主要途徑之一是設(shè)置預(yù)處理措施使細(xì)顆粒 通過(guò)化學(xué)或物理作用長(zhǎng)成較大顆粒，然后再加以脫除。其中，應(yīng)用蒸汽相變?cè)泶偈辜?xì)顆粒 凝并長(zhǎng)大是一項(xiàng)極具應(yīng)用前景的預(yù)處理技術(shù)之一，其機(jī)理是:在過(guò)飽和蒸汽環(huán)境中，水汽以 微粒為凝結(jié)核發(fā)生相變，使微粒粒度增大，質(zhì)量增加。
[0003] 應(yīng)用蒸汽相變預(yù)調(diào)節(jié)技術(shù)，關(guān)鍵是過(guò)飽和環(huán)境的構(gòu)建。研究表明，水汽過(guò)飽和度是 影響細(xì)顆粒長(zhǎng)大的重要因素之一，所以實(shí)現(xiàn)過(guò)飽和水汽環(huán)境的合理構(gòu)建以及過(guò)飽和度的測(cè) 量非常具有研究意義。
[0004] 建立過(guò)飽和水汽環(huán)境，現(xiàn)有的方法主要是采用向高濕氣體中添加蒸汽，這種方式 存在能耗大、過(guò)飽和氛圍不均勻等缺點(diǎn);而對(duì)于過(guò)飽和度的測(cè)量尚沒(méi)有相關(guān)研究，只停留在 數(shù)值計(jì)算，缺乏實(shí)驗(yàn)的直觀評(píng)估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種水汽過(guò)飽和氛圍構(gòu)建方法和過(guò) 飽和度測(cè)量方法及裝置，能夠建立較均勻的過(guò)飽和水汽氛圍，并實(shí)現(xiàn)過(guò)飽和度大小的測(cè)量。
[0006] 技術(shù)方案:為達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：
[0007] -種水汽過(guò)飽度測(cè)量裝置，包括:相變室3和水汽存儲(chǔ)裝置，水汽存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ) 有不飽和的待處理水汽;水汽存儲(chǔ)裝置通過(guò)輸氣管將待處理水汽輸入相變室3，輸氣管上設(shè) 有閥門(mén)1;相變室3的內(nèi)壁采用疏水材料制成，外壁套設(shè)冷卻水套4，冷卻水套4內(nèi)具有循環(huán)流 動(dòng)的冷卻水，冷卻水的溫度低于待處理水汽的溫度15°C以上;相變室3的輸出口與表面式加 熱管5相連，表面式加熱管5為不銹鋼管，管體表面均勻纏繞加熱帶;相變室3的輸出口處設(shè) 有溫度測(cè)量探頭7，表面式加熱管5中設(shè)有溫濕度測(cè)量探頭6。
[0008] 具體的，所述待處理水汽為電廠濕法脫硫后煙氣，水汽相對(duì)濕度為80%~100%。
[0009] 具體的，相變室3與輸氣管和表面式加熱管5的連接處通過(guò)法蘭2固定。
[0010] 具體的，所述氣體存儲(chǔ)裝置上設(shè)有旁路開(kāi)關(guān)8。
[0011] -種水汽過(guò)飽和氛圍構(gòu)建方法，包括步驟：
[0012] a.調(diào)節(jié)冷卻水套4內(nèi)冷卻水的溫度，使冷卻水的溫度低于待處理水汽的溫度15°C 以上；
[0013] b.將待處理水汽輸入相變室3,在相變室3中將待處理水汽冷卻至相對(duì)濕度大于 100%的過(guò)飽和狀態(tài)并輸出到表面式加熱管5中。
[0014] -種水汽過(guò)飽和度測(cè)量方法，包括步驟：
[0015] a.采用上述水汽過(guò)飽度測(cè)量裝置和水汽過(guò)飽和氛圍構(gòu)建方法，在相變室3中構(gòu)建 水汽過(guò)飽和氛圍；
[0016] b.將過(guò)飽和水汽輸入表面式加熱管5，通過(guò)表面式加熱管5對(duì)過(guò)飽和水汽等濕加熱 至相對(duì)濕度小于100 %的平衡態(tài)；
[0017] c.在相變室3的輸出口處通過(guò)溫度測(cè)量探頭7測(cè)量過(guò)飽和水汽的溫度T，并通過(guò)查 表法查出對(duì)應(yīng)溫度T下的飽和蒸汽壓PV(T);使用溫濕度測(cè)量探頭6在表面式加熱管5中測(cè)出 等濕加熱后的水汽溫濕度，并折算出與水汽溫濕度對(duì)應(yīng)的蒸汽分壓Pv;
[0018] d.根據(jù)PV(T)和Pv計(jì)算過(guò)飽和水汽的過(guò)飽和度S，計(jì)算方程為：
[0020] 有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠較均勻的構(gòu)建過(guò)飽和水汽氛圍，并實(shí)現(xiàn)過(guò) 飽和氛圍構(gòu)建效果的直觀實(shí)驗(yàn)評(píng)估。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為本發(fā)明提出的水汽過(guò)飽和度測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖2為本發(fā)明提出的水汽過(guò)飽和度測(cè)量方法原理圖。
[0023]圖中：1、閥門(mén)，2、法蘭，3、相變室，4、冷卻水套，5、表面式加熱管，6、溫濕度測(cè)量探 頭，7溫度測(cè)量探頭，8、旁路開(kāi)關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0025]如圖2所示為本發(fā)明提出的水汽過(guò)飽和度測(cè)量方法原理圖，圖中的曲線表明飽和 度100%的水汽的溫度與濕度的關(guān)系，在現(xiàn)有技術(shù)中水汽的過(guò)飽和度無(wú)法利用濕度計(jì)直接 測(cè)量，因此本發(fā)明采用一種間接測(cè)量的方法，方法原理為:假設(shè)水汽過(guò)飽和狀態(tài)為〇點(diǎn)，此時(shí) 水汽的溫度為to,現(xiàn)要測(cè)得0點(diǎn)的水汽過(guò)飽和度。由圖2可知，B點(diǎn)的水汽為不飽和狀態(tài)，B點(diǎn) 的水汽含濕量與0點(diǎn)的水汽含濕量相等，蒸汽分壓相等;B點(diǎn)的水汽溫度濕度均可測(cè)得，并可 根據(jù)溫度濕度折算出對(duì)應(yīng)的蒸汽分壓P v;〇點(diǎn)的溫度to也可測(cè)得，并可查出對(duì)應(yīng)溫度下的飽 和蒸汽壓Pv( to);進(jìn)一步可計(jì)算出0點(diǎn)的水汽過(guò)飽和度S，
[0027] 為實(shí)現(xiàn)上述原理，需要構(gòu)建均勻的過(guò)飽和水汽氛圍，為實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明提出 一種水汽過(guò)飽和度測(cè)量裝置和一種水汽過(guò)飽和氛圍構(gòu)建方法，具體為：
[0028] -種水汽過(guò)飽和度測(cè)量裝置，結(jié)構(gòu)如圖1所示，可包括：相變室3和水汽存儲(chǔ)裝置， 水汽存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)有不飽和的水汽;水汽存儲(chǔ)裝置通過(guò)輸氣管將待處理氣體輸入相變室 3，輸氣管上設(shè)有閥門(mén)1，閥門(mén)1可用于控制水汽輸入的開(kāi)關(guān)和輸入的速度;相變室3的內(nèi)壁采 用疏水材料制成，如:聚四氟乙烯、有機(jī)玻璃材料等;相變室3的外壁套設(shè)冷卻水套4,冷卻水 套4內(nèi)具有循環(huán)流動(dòng)的冷卻水，以保證相變室3壁面恒溫;相變室3的輸出口與表面式加熱管 5相連，表面式加熱管5為不銹鋼管，管體表面均勻纏繞加熱帶；相變室3的輸出口處設(shè)有溫 度測(cè)量探頭7，表面式加熱管5中設(shè)有溫濕度測(cè)量探頭6。
[0029] 為增加上述裝置的安全性，相變室3與輸氣管和表面式加熱管5的連接處通過(guò)法蘭 2固定;所水汽存儲(chǔ)裝置上設(shè)有旁路開(kāi)關(guān)8。
[0030] -種水汽過(guò)飽和氛圍構(gòu)建方法，包括步驟：
[0031] a.調(diào)節(jié)冷卻水套4內(nèi)冷卻水的溫度，使冷卻水的溫度低于待處理水汽的溫度15°C 以上；
[0032] b.將待處理水汽輸入相變室3,在相變室3中將待處理水汽冷卻至相對(duì)濕度大于 100%的過(guò)飽和狀態(tài)并輸出到表面式加熱管5中。
[0033]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0034] 實(shí)施例1:設(shè)圖1中的狀態(tài)點(diǎn)A的水汽溫度為50°C，相對(duì)濕度為91.5%，冷卻水溫度 控制為25 °C。該氣體進(jìn)入相變室，經(jīng)過(guò)冷卻達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，即圖1中的狀態(tài)點(diǎn)0，測(cè)得過(guò)飽 和狀態(tài)氣體溫度為T(mén) = 32.6°C，查得對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓為Pv(T)=49.36mbar;過(guò)飽和氣體隨 后進(jìn)入表面式加熱器5等濕加熱到平衡狀態(tài)，即圖1中的狀態(tài)點(diǎn)B，測(cè)得B點(diǎn)溫濕度分別為 47.8°C和58.4%，查得對(duì)應(yīng)的蒸汽分壓為P v=64.76mbar;經(jīng)計(jì)算得到所形成的過(guò)飽和環(huán)境
[0035]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水汽過(guò)飽度測(cè)量裝置，其特征在于包括:相變室（3)和水汽存儲(chǔ)裝置，水汽存儲(chǔ) 裝置中存儲(chǔ)有不飽和的待處理水汽;水汽存儲(chǔ)裝置通過(guò)輸氣管將待處理水汽輸入相變室 (3)，輸氣管上設(shè)有閥口（1);相變室(3)的內(nèi)壁采用疏水材料制成，外壁套設(shè)冷卻水套(4)， 冷卻水套(4)內(nèi)具有循環(huán)流動(dòng)的冷卻水，冷卻水的溫度低于待處理水汽的溫度15°CW上;相 變室(3)的輸出口與表面式加熱管(5)相連，表面式加熱管(5)為不誘鋼管，管體表面均勻纏 繞加熱帶;相變室(3)的輸出口處設(shè)有溫度測(cè)量探頭(7)，表面式加熱管(5)中設(shè)有溫濕度測(cè) 量探頭(6)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水汽過(guò)飽度測(cè)量裝置，其特征在于，所述待處理水汽為電 廠濕法脫硫后煙氣，水汽相對(duì)濕度為80 %~100 %。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水汽過(guò)飽度測(cè)量裝置，其特征在于，相變室（3)與輸氣管 和表面式加熱管(5)的連接處通過(guò)法蘭(2)固定。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水汽過(guò)飽度測(cè)量裝置，其特征在于，所述氣體存儲(chǔ)裝置上 設(shè)有芳路開(kāi)關(guān)(8)。5. -種水汽過(guò)飽和氛圍構(gòu)建方法，其特征在于包括步驟： a. 調(diào)節(jié)冷卻水套(4)內(nèi)冷卻水的溫度，使冷卻水的溫度低于待處理水汽的溫度15°CW 上； b. 將待處理水汽輸入相變室（3)，在相變室（3)中將待處理水汽冷卻至相對(duì)濕度大于 100 %的過(guò)飽和狀態(tài)并輸出到表面式加熱管(5)中。6. -種水汽過(guò)飽和度測(cè)量方法，其特征在于包括步驟： a. 采用權(quán)利要求1所述的水汽過(guò)飽度測(cè)量裝置和權(quán)利要求5所述的水汽過(guò)飽和氛圍構(gòu) 建方法，在相變室(3)中構(gòu)建水汽過(guò)飽和氛圍； b. 將過(guò)飽和水汽輸入表面式加熱管(5)，通過(guò)表面式加熱管(5)對(duì)過(guò)飽和水汽等濕加熱 至相對(duì)濕度小于100 %的平衡態(tài)； C.在相變室（3)的輸出口處通過(guò)溫度測(cè)量探頭（7)測(cè)量過(guò)飽和水汽的溫度T，并通過(guò)查 表法查出對(duì)應(yīng)溫度T下的飽和蒸汽壓Pv(T);使用溫濕度測(cè)量探頭(6)在表面式加熱管(5)中 測(cè)出等濕加熱后的水汽溫濕度，并折算出與水汽溫濕度對(duì)應(yīng)的蒸汽分壓Pv; d.根據(jù)Ρν(Τ)和Pv計(jì)算過(guò)飽和水汽的過(guò)飽和度S，計(jì)算方程為：P
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種水汽過(guò)飽和氛圍構(gòu)建方法和過(guò)飽和度測(cè)量方法及裝置，將高濕氣體通入到相變室中通過(guò)冷卻使得氣體達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，過(guò)飽和狀態(tài)的氣體隨后進(jìn)入到表面式加熱管中等濕加熱到平衡狀態(tài)，使用溫度探頭測(cè)出過(guò)飽和氣體的溫度，并查出對(duì)應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓，使用溫濕度探頭測(cè)出等濕加熱后氣體的溫濕度，并折算成對(duì)應(yīng)的蒸汽分壓，進(jìn)而計(jì)算出過(guò)飽和狀態(tài)的氣體的過(guò)飽和度。本發(fā)明能夠獲得較均勻的過(guò)飽和水汽氛圍，并通過(guò)測(cè)量過(guò)飽和度的方法實(shí)現(xiàn)過(guò)飽和氛圍構(gòu)建效果的直觀實(shí)驗(yàn)評(píng)估。
【IPC分類(lèi)】G01N7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105571978
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510954470
【發(fā)明人】張軍, 孟強(qiáng), 徐俊超, 于燕
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日