[发明专利]一种脱硝烟气采样及预处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气排放采集装置，特别涉及一种脱硝烟气采样及预处理装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，火力发电事业蓬勃发展，已成为我国电源结构的主要发电方式。电力能源在给我们带来便利的同时，也对环境造成了一定的污染，主要是由于火力发电燃烧不完全及生成副产品所致。据统计，我国大气污染物中90%以上的NOx源于矿物燃料（如煤、石油、天然气等）的燃烧过程，其中70%来自煤的燃烧，而火电厂发电用煤又占了全国燃煤的70%。NOx进入大气后，在阳光作用下易形成化学烟雾，损害人体的呼吸系统，NO还是破坏大气臭氧层和形成酸雨的前驱气体之一，破坏生态环境。

SCR是目前常用的烟气脱硝技术，利用还原剂(NH₃，尿素)在金属催化剂作用下, 选择性地与NOx反应生成N₂和H₂O。由于燃料中含有硫分，燃烧过程中可生成一定量的SO₃。添加催化剂后，在有氧条件下，SO₃ 的生成量大幅增加，并与过量的NH₃生成 NH₄HSO₄。NH₄HSO₄具有腐蚀性和粘性，可导致尾部烟道设备损坏。虽然SO₃的生成量有限, 但其造成的影响不可低估。

脱硝工艺相对其他烟气处理工艺如脱硫工艺而言，有其特殊之处，表现在烟气温度高，一般在300~400℃、烟气中含有残余的NH₃，当烟温低于230℃时，NH₃和SO₂，SO₃等酸性气体会发生化学反应生成粘性物质铵盐,在短时间内会和粉尘堵塞采样单元、加热采样线，甚至危及气体分析仪表。目前常用烟气采样装置通过采样探杆直接抽取烟道烟气，烟气经过滤装置去除颗粒物、粉尘等杂质，出气口与加热线一端连接，加热线另一端与气体分析仪表进气口连接，反吹单元在加热线后端，反吹气通过加热线到达采样探杆，进行整理反吹。该类采样装置工艺较为简单，但用于采集脱硝烟气，存在以下问题，1.脱硝烟气中含有少量NH₃，当烟温低于230℃时，NH₃和SO₂，SO₃等酸性气体会发生化学反应生成粘性物质铵盐,在短时间内会和粉尘堵塞过滤芯和加热采样线；2.反吹气路装在采样装置后，不能对采样探杆和过滤器不能达到预期的反吹效果。

中国专利公开号CN 201522394 U，一体化采样及预处理装置，文件公开了如图1所示，该装置主要由完全抽取探头、不锈钢气动采样球阀、气水分离器、蠕动泵和不锈钢反吹电磁阀组成。采用完全抽取探头进行采样，探头的加热温度在350℃左右以上，采用烟气通过气水分离器将烟气中的水蒸气冷凝成液态水，烟气中的盐类物质在常温下形成固态并溶于冷凝水，一并由蠕动泵排走，烟气从气水分离器上部排出；反吹电磁阀定期开启对陶瓷滤芯进行反吹，防止陶瓷滤芯不因长时间工作而堵塞，该采样及预处理装置在一定程度上提高了脱硝烟气排放连续监测系统的在线率，提高CEMS的使用性能，但也存在以下几个问题：（1）该装置加热单元只局限于完全抽取探头，未对后续管路采取加热保温措施，这会造成烟气在管路中冷却，没有考虑到铵盐在气路中结晶；（2）在进行反吹时压缩空气会引起完全抽取探头的降温而造成冷凝；（3）烟气经过气水分离器时，由于未对该部件采取加热保温措施，当烟温低于铵盐结晶温度时，会形成铵盐结晶粘附在气水分离器壁，长时间运行造成气路的堵塞。

发明内容

1. 发明要解决的技术问题

针对现有烟气采样装置在脱硝烟气实际使用过程中遇到的问题，本发明提供一种脱硝烟气采样及预处理装置，实现一体化采样与预处理，具有防止烟气冷凝和铵盐结晶的功能；同时采用铵盐清洗装置，有效去除烟气中的NH₃，铵盐粘附在纳米清洗珠表面，易于清洗便于回收利用，防止铵盐清洗瓶因长时间运行而产生堵塞。

2.技术方案

    一种脱硝烟气采样及预处理装置包括采样加热过滤腔、反吹控制单元，还包括铵盐清洗单元，其中铵盐清洗单元通过管道与采样加热过滤腔的出气口连接，反吹控制单元一端与采样加热过滤腔的出气口相连接。