一種適用于燃煤濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于燃煤濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括煙槍、旋風(fēng)分離系統(tǒng)、壓縮空氣干燥系統(tǒng)、稀釋系統(tǒng)、真空干燥系統(tǒng)和細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)；其中煙槍、旋風(fēng)分離系統(tǒng)、稀釋系統(tǒng)、真空干燥系統(tǒng)和細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)依次經(jīng)連接管連接，壓縮空氣干燥系統(tǒng)的出氣端與稀釋系統(tǒng)進(jìn)氣端連接；煙槍抽取脫硫后的濕煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離系統(tǒng)，截留大顆粒物后的煙氣進(jìn)入稀釋系統(tǒng)，并與壓縮空氣干燥系統(tǒng)出來的壓縮空氣混合，混合氣體進(jìn)入真空干燥系統(tǒng)除去水蒸氣后，進(jìn)入細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)顆粒物濃度檢測(cè)。該系統(tǒng)能夠避免濕煙氣中水蒸氣冷凝導(dǎo)致的測(cè)量誤差，同時(shí)避免了濕煙氣對(duì)整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的腐蝕；檢測(cè)過程方便快捷，分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
【專利說明】一種適用于燃煤濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)及方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種適用于燃煤濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)及方法，屬于燃煤煙氣環(huán)境污染物檢測(cè)領(lǐng)域。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]當(dāng)前國(guó)內(nèi)大氣環(huán)境形勢(shì)十分嚴(yán)峻，在傳統(tǒng)煤煙型污染尚未得到控制的情況下，因臭氧、細(xì)顆粒物(PM2.5)和酸雨引發(fā)的區(qū)域性復(fù)合型大氣污染日益突出，區(qū)域內(nèi)空氣重污染現(xiàn)象大范圍同時(shí)出現(xiàn)的頻次日益增多，嚴(yán)重制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，威脅公眾身體健康。研究表明，細(xì)顆粒物成因復(fù)雜，約50%來自燃煤、機(jī)動(dòng)車、揚(yáng)塵、生物質(zhì)燃燒等直接排放的一次細(xì)顆粒物；約50%是空氣中S02、N0x、揮發(fā)性有機(jī)物、氨等氣態(tài)污染物經(jīng)過復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)形成的二次細(xì)顆粒物。細(xì)顆粒物來源十分廣泛，既有火電、鋼鐵、水泥、燃煤鍋爐等工業(yè)源的排放，又有機(jī)動(dòng)車、船舶、飛機(jī)等移動(dòng)源的排放。火電行業(yè)作為最大的耗煤大戶，其排放的大氣污染物對(duì)細(xì)顆粒物的貢獻(xiàn)成為公眾關(guān)注的熱點(diǎn)，如何準(zhǔn)確測(cè)量細(xì)顆粒物濃度成為該領(lǐng)域的難點(diǎn)。
[0005]目前，石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)由于工藝成熟，脫硝效率高，運(yùn)行可靠，成本相對(duì)較低等特點(diǎn)得以廣泛運(yùn)用。由于濕法脫硫工藝的特點(diǎn)，濕法煙氣脫硫系統(tǒng)出口煙氣溫度低、流速高，其中含有大量水蒸氣和石膏漿液。現(xiàn)在常用的等速采樣法中，加裝在采樣槍前的濾筒，容易被石膏漿液和水蒸氣打濕造成破損，影響正常測(cè)量。濕煙氣中細(xì)顆粒物采樣技術(shù)中要解決的主要問題是煙氣中水汽凝結(jié)問題，由于水汽凝結(jié)會(huì)導(dǎo)致細(xì)顆粒物溶于水而損失，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生較大的影響，并且易形成腐蝕物質(zhì)對(duì)儀器和煙氣采樣管道造成嚴(yán)重?fù)p害。現(xiàn)有技術(shù)未見有適用的裝置及有效的測(cè)量方法，未能很好地解決防腐、防冷凝等問題，普遍存在測(cè)量誤差大、測(cè)量精度不高的情況。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]為有效解決脫硫后濕煙氣濕度大、溫度低，導(dǎo)致水蒸氣冷凝造成細(xì)顆粒物測(cè)量的誤差，本發(fā)明提供了一種適用于燃煤濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)及方法，避免了濕煙氣對(duì)整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的腐蝕，檢測(cè)過程方便快捷，分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
[0008]本發(fā)明另一目的是提供利用該系統(tǒng)進(jìn)行煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)方法。
[0009]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
適用于燃煤濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括煙槍、旋風(fēng)分離系統(tǒng)、壓縮空氣干燥系統(tǒng)、稀釋系統(tǒng)、真空干燥系統(tǒng)和細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)；其中煙槍、旋風(fēng)分離系統(tǒng)、稀釋系統(tǒng)、真空干燥系統(tǒng)和細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)依次經(jīng)連接管連接，壓縮空氣干燥系統(tǒng)的出氣端與稀釋系統(tǒng)進(jìn)氣端連接；煙槍抽取脫硫后的濕煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離系統(tǒng)，截留大顆粒物后的煙氣進(jìn)入稀釋系統(tǒng)，并與壓縮空氣干燥系統(tǒng)出來的壓縮空氣混合，混合氣體進(jìn)入真空干燥系統(tǒng)除去水蒸氣后，進(jìn)入細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)顆粒物濃度檢測(cè)。
[0010]所述煙槍帶有伴熱系統(tǒng)，在抽取濕煙氣前預(yù)熱10-15min，預(yù)熱溫度控制100-200°C，實(shí)現(xiàn)了煙氣進(jìn)入煙槍的全程加熱，以防止了水蒸氣冷凝。
[0011]所述的旋風(fēng)分離系統(tǒng)外帶加熱系統(tǒng)，加熱溫度控制100-150°c，以防止了水蒸氣冷凝；將粒徑大于10 μ m細(xì)顆粒物截留在旋風(fēng)分離器內(nèi)，而粒徑小于10 μ m的細(xì)顆粒物隨著濕煙氣進(jìn)入稀釋系統(tǒng)；
所述的稀釋系統(tǒng)外帶加熱系統(tǒng)，加熱溫度控制100-150°C，以防止了水蒸氣冷凝；將濕煙氣與經(jīng)過加熱后的壓縮空氣進(jìn)行混合，稀釋比控制7.5-9 ；
所述的真空干燥系統(tǒng)外帶加熱包，加熱溫度控制100-150°C，以防止了水蒸氣冷凝；在真空作用下，水蒸氣從內(nèi)套管滲透到外套管，實(shí)現(xiàn)氣水分離，除去水蒸氣的混合氣體進(jìn)入細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)顆粒物濃度檢測(cè)。
[0012]所述的壓縮空氣干燥系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)、壓縮空氣加熱系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)；壓縮空氣壓力為0.5-0.6Mpa，流量為0.6-1.5m3/h ；
所述干燥系統(tǒng)中的干燥劑采用硅膠、分子篩或者活性炭中的一種。
[0013]旋風(fēng)分離系統(tǒng)與稀釋系統(tǒng)，以及稀釋系統(tǒng)與真空干燥系統(tǒng)的連接均采用絕熱連接管，以防止熱量散失。
[0014]利用上述系統(tǒng)進(jìn)行煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)方法，該方法的具體過程如下:
預(yù)熱后的煙槍抽取脫硫后的濕煙氣進(jìn)入帶加熱包的旋風(fēng)分離系統(tǒng)，截留大顆粒物后的煙氣與壓縮空氣干燥系統(tǒng)出來的壓縮空氣混合，一起送入帶有加熱包的稀釋系統(tǒng)，混合氣體進(jìn)入真空干燥系統(tǒng)除去水蒸氣后，進(jìn)入細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)顆粒物濃度檢測(cè)。
[0015]該方法中，煙槍預(yù)熱時(shí)間為10-15min，預(yù)熱溫度控制在100-200°C ;旋風(fēng)分離系統(tǒng)的加熱包的加熱溫度控制在100-150°C ;稀釋系統(tǒng)加熱包的加熱溫度控制在100-150°C，稀釋比控制7.5-9 ；;真空干燥系統(tǒng)加熱包的加熱溫度控制100-150°C，；壓縮空氣干燥系統(tǒng)壓縮空氣壓力為0.5-0.6Mpa，流量為0.6-1.5m3/h。
[0016]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):
為有效解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種適用于燃煤濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)及方法，通過采用伴熱、稀釋、真空干燥等，降低了濕煙氣露點(diǎn)溫度，解決了煙氣冷凝水問題，防止煙氣中的水汽凝結(jié)造成溶解性污染物成分損失，降低了測(cè)量的誤差，提高了測(cè)量精度；杜絕了由于酸性凝結(jié)水腐蝕管道引起的故障，大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，降低了運(yùn)行和維護(hù)成本。同時(shí)，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)煙氣細(xì)顆粒物連續(xù)在線檢測(cè)，可以滿足靜電除塵器前后、濕法脫硫前后、濕式靜電除塵器前后細(xì)顆粒物濃度檢測(cè)。
[0017]本發(fā)明脫硫后濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，各部分形成密不可分的有機(jī)整體，可以滿足燃煤電廠靜電除塵器前后、濕法脫硫前后、濕式靜電除塵器前后細(xì)顆粒物濃度在線檢測(cè)，適用范圍廣。同時(shí)有效解決脫硫后濕煙氣濕度大、溫度低，導(dǎo)致水蒸氣冷凝造成細(xì)顆粒物測(cè)量的誤差等問題。
[0018]1.本發(fā)明系統(tǒng)采用了加熱的壓縮空氣稀釋濕煙氣，使得煙氣中的含水量下降，讓煙氣的露點(diǎn)溫度遠(yuǎn)低于室溫來解決水汽凝結(jié)所帶來的問題。同時(shí)，所確定的精確稀釋比，使得煙氣的長(zhǎng)距離傳輸變得簡(jiǎn)單方便，并且不改變煙氣的任何成分，大大提高了煙氣細(xì)顆粒物的測(cè)量準(zhǔn)確性。
[0019]2.本發(fā)明采用旋風(fēng)分離系統(tǒng)，可有效分離出大顆料，避免了后續(xù)稀釋系統(tǒng)等的堵塞問題，有利于對(duì)細(xì)顆粒物濃度進(jìn)行檢測(cè)。
[0020]3.本發(fā)明采用真空干燥系統(tǒng)，有效除去煙氣中水分，避免了濕煙氣對(duì)細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)的腐蝕，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，延長(zhǎng)了系統(tǒng)使用壽命；檢測(cè)過程方便快捷，分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
[0021]4.本發(fā)明多種設(shè)置的加熱包，以及煙槍伴熱設(shè)計(jì)，均有效維持了煙氣的溫度，使得細(xì)顆粒物濃度的測(cè)量不會(huì)受溫度變化的干擾，同時(shí)系統(tǒng)易于維護(hù)、組裝和拆卸。
[0022]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明脫硫后濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:1-煙槍，2-煙道，3-檢測(cè)孔，4-旋風(fēng)分離系統(tǒng)，5-U5-2-絕熱連接管，6_1、6-2,6-3-加熱包，7-稀釋系統(tǒng)，8-壓縮空氣干燥系統(tǒng)，9-真空干燥系統(tǒng)，10-真空泵，11-細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)，12-空氣壓縮機(jī)，13-壓縮空氣加熱系統(tǒng)。
[0024]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
實(shí)施例一:本發(fā)明適用于燃煤濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)
如圖1所示，本發(fā)明的適用于濕法脫硫后濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括煙槍
1、旋風(fēng)分離系統(tǒng)、壓縮空氣干燥系統(tǒng)8、稀釋系統(tǒng)7、真空干燥系統(tǒng)9和細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)II。
[0025]其中煙槍1、旋風(fēng)分離系統(tǒng)4、稀釋系統(tǒng)7、真空干燥系統(tǒng)9和細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)11依次經(jīng)連接管連接，壓縮空氣干燥系統(tǒng)的出氣端與稀釋系統(tǒng)進(jìn)氣端連接。旋風(fēng)分離系統(tǒng)與稀釋系統(tǒng)7，以及稀釋系統(tǒng)7與真空干燥系統(tǒng)9的連接分別采用絕熱連接管5-1和絕熱連接管5-2。煙槍帶有伴熱系統(tǒng)；旋風(fēng)分離系統(tǒng)(旋風(fēng)分離器)4外帶加熱系統(tǒng)；稀釋系統(tǒng)外帶加熱系統(tǒng)；真空干燥系統(tǒng)外帶加熱包。壓縮空氣干燥系統(tǒng)8包括空氣壓縮機(jī)12、壓縮空氣加熱系統(tǒng)13和干燥系統(tǒng)。
[0026]實(shí)施例二 ；本發(fā)明燃煤濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)方法本發(fā)明的檢測(cè)方法的具體過程如下:
經(jīng)過預(yù)加熱的煙槍I通過煙道2上檢測(cè)孔3將脫硫后的濕煙氣抽出，進(jìn)入利用加熱包6-3預(yù)先加熱的旋風(fēng)分離器4，在旋風(fēng)分離器4內(nèi)，粒徑大于10 μ m的細(xì)顆粒物分離出來；經(jīng)過分離后的煙氣通過絕熱連接管5-1進(jìn)入加熱包6-1加熱的稀釋系統(tǒng)7 ;空氣壓縮機(jī)12產(chǎn)生的一定壓頭和流量的壓縮空氣經(jīng)過壓縮空氣干燥系統(tǒng)8和壓縮空氣加熱系統(tǒng)13處理后，與旋風(fēng)分離器4出來的煙氣在稀釋系統(tǒng)7內(nèi)進(jìn)行混合稀釋；混合稀釋后的煙氣通過絕熱連接管5-2進(jìn)入加熱包6-2加熱的真空干燥系統(tǒng)9，真空泵10對(duì)真空干燥系統(tǒng)9進(jìn)行抽真空，除去煙氣中的水汽；經(jīng)過真空干燥除去水汽的煙氣進(jìn)入細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)顆粒物濃度測(cè)量。
[0027]應(yīng)用實(shí)例:
實(shí)施例1:河南某電廠300MW機(jī)組濕式靜電除塵器進(jìn)、出口細(xì)顆粒物濃度測(cè)定
(I)由于測(cè)試的位置位于濕法脫硫后，采用本發(fā)明實(shí)施例一的檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，該系統(tǒng)包括煙槍、旋風(fēng)分離系統(tǒng)、壓縮空氣干燥系統(tǒng)、稀釋系統(tǒng)、真空干燥系統(tǒng)和細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)。
[0028](2)煙槍帶有伴熱系統(tǒng)，在抽取濕煙氣前預(yù)熱10_15min，預(yù)熱溫度控制100-200 0C ；
(3)旋風(fēng)分離系統(tǒng)外帶加熱系統(tǒng)，加熱溫度控制100-15(TC；稀釋系統(tǒng)外帶加熱系統(tǒng)，加熱溫度控制100-150°C ;將濕煙氣與經(jīng)過加熱后的壓縮空氣進(jìn)行混合，稀釋比控制8.3 ；真空干燥系統(tǒng)外帶加熱包，加熱溫度控制100-150°C ；
(4)壓縮空氣干燥系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)、壓縮空氣加熱系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)；壓縮空氣壓力為 0.5Mpa，流量為 0.6mVh ；
(5)干燥系統(tǒng)中的干燥劑采用硅膠。
[0029]該河南電廠300MW機(jī)組濕式靜電除塵器進(jìn)、出口細(xì)顆粒物濃度檢測(cè)結(jié)果如下表1: 表I
if] ? 日 4J,
昝霉>5 測(cè)試位S。 PM!O 濃度(mg in5:) P PM2.5 濃庹(mg.m;)。
中濕式靜電除塵器進(jìn)口 +_SMr__151^_*
，'濕式靜電除塵器出口.廠1-QS^0-35^°
士濕式靜電除塵器進(jìn)口 +_lS-39^__4.12^■
V濕式靜電除塵器出口“I4.57,;1.2^.'
【權(quán)利要求】
1.一種適用于濕法脫硫后濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)的系統(tǒng)及方法，其特征是，該系統(tǒng)包括煙槍、旋風(fēng)分離系統(tǒng)、壓縮空氣干燥系統(tǒng)、稀釋系統(tǒng)、真空干燥系統(tǒng)和細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)，其中煙槍、旋風(fēng)分離系統(tǒng)、稀釋系統(tǒng)、真空干燥系統(tǒng)和細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)依次經(jīng)連接管連接，壓縮空氣干燥系統(tǒng)的出氣端與稀釋系統(tǒng)進(jìn)氣端連接；煙槍抽取脫硫后的濕煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離系統(tǒng)，截留大顆粒物后的煙氣進(jìn)入稀釋系統(tǒng)，并與壓縮空氣干燥系統(tǒng)出來的壓縮空氣混合，混合氣體進(jìn)入真空干燥系統(tǒng)除去水蒸氣后，進(jìn)入細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)顆粒物濃度檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的適用于濕法脫硫后濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)的系統(tǒng)，其特征在于:所述煙槍帶有伴熱系統(tǒng)；所述的旋風(fēng)分離系統(tǒng)外帶加熱系統(tǒng)；所述的稀釋系統(tǒng)外帶加熱系統(tǒng)；所述的真空干燥系統(tǒng)外帶加熱包。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的適用于濕法脫硫后濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)的系統(tǒng)，其特征是:所述的壓縮空氣干燥系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)、壓縮空氣加熱系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的適用于濕法脫硫后濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:旋風(fēng)分離系統(tǒng)與稀釋系統(tǒng)，以及稀釋系統(tǒng)與真空干燥系統(tǒng)的連接均采用絕熱連接管。
5.根據(jù)權(quán)利I所述的適用于濕法脫硫后濕煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)的系統(tǒng)，其特征是:所述干燥系統(tǒng)中的干燥劑采用硅膠、分子篩或者活性炭中的一種。
6.利用權(quán)利要求1-5之一所述系統(tǒng)進(jìn)行煙氣細(xì)顆粒物檢測(cè)方法，該方法的具體過程如下: 預(yù)熱后的煙槍抽取脫硫后的濕煙氣進(jìn)入帶加熱包的旋風(fēng)分離系統(tǒng)，截留大顆粒物后的煙氣與壓縮空氣干燥系統(tǒng)出來的壓縮空氣混合，一起送入帶有加熱包的稀釋系統(tǒng)，混合氣體進(jìn)入真空干燥系統(tǒng)除去水蒸氣后，進(jìn)入細(xì)顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)顆粒物濃度檢測(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述檢測(cè)方法，其中，煙槍預(yù)熱時(shí)間為10-15min，預(yù)熱溫度控制在100-200°C ;旋風(fēng)分離系統(tǒng)的加熱包的加熱溫度控制在100-150°C ;稀釋系統(tǒng)加熱包的加熱溫度控制在100-150°C，稀釋比控制7.5-9 ;真空干燥系統(tǒng)加熱包的加熱溫度控制100-150°C，真空抽氣量為20-25m3/h ;壓縮空氣干燥系統(tǒng)提供壓縮空氣的壓力為.0.5-0.6Mpa，流量為 0.6-1.5m3/h。
【文檔編號(hào)】G01N15/06GK104181087SQ201410442495
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】薛建明, 柏源, 李忠華 申請(qǐng)人:國(guó)電科學(xué)技術(shù)研究院