[发明专利]一种污染源湿度饱和烟气中低浓度颗粒物采样测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低浓度颗粒物测定方法，且特别涉及一种燃煤电厂烟气湿度饱和状态下的低浓度颗粒物的测定方法。

背景技术

电力环境保护烟气污染控制对象主要是颗粒物、二氧化硫与氮氧化物。典型烟气污染物控制技术路线着重于脱硝、除尘与脱硫。经过烟气脱硫后，脱硫出口烟气温度低至水露点(约50℃)，湿度饱和，并夹杂着液态水，颗粒物浓度通常为20mg/m³_{(标准状态干烟气)}。为了实现超净排放，低低温电除尘或湿式电除尘等技术的运用，使烟气颗粒物浓度更低至10mg/m³_{(标准状态干烟气)}以下。随之带来了污染物浓度的检测问题，如果仍沿用传统测量方法，受烟气中各种因素影响，测量结果将带入较大的测量误差(测量不确定度)而无法反映实际情况。

常规烟气中颗粒物测量标准(如GB16157-1996)规定了烟气温度在(70～80)℃以上(均明显高于水露点温度约50℃)、湿度适当的不含液态水的烟气环境中颗粒物的测量程序，且测量浓度通常大于50mg/m³_{(标准状态干烟气)}，测量不确定度通常为5％～10％。

脱硫出口烟气的低温、湿度饱和、含液态水与颗粒物浓度偏低等不良因素都影响到测量精度。常规测量方法采用重量法，通过无碱玻璃纤维制作的、粒径大于0.3μm的捕集效率很高的滤筒过滤烟气采集颗粒物，通过滤筒增重与烟气采集体积的比计算单位体积颗粒物质量来测量烟气颗粒物浓度。在测量过程中存在如下问题：1.由于高湿烟气的液态水被截留在滤筒内，在水露点温度区间水分无法蒸发而集聚在滤层内，造成烟气过滤阻力升高，滤筒受力增加，同时因滤层含水，滤层内压实的纤维粘接能力降低，在持续抽气过程中易于穿透，使测量无效；2.烟气中液态水聚集了大量微细颗粒物，使烟气中颗粒物分布不均匀度大幅增加，烟道内置结构件(加强筋、支架等)加剧了不均匀程度，当测量中采集到液滴将使测量值偏高，测量误差偏大；3.由于烟气中颗粒物浓度很低，必须延长采样时间、增加采样体积，使滤筒称量中采用万分之一天平能远离检出限，以保证称量的误差控制在可接受的范围内。但是因为烟气湿度很大，极大的影响到滤筒持续采样时间，无法实现大体积采样。综上，采用常规测量方法不适用于高湿低温的烟气环境，无法测量低浓度颗粒物。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测试准确、操作简便的污染源湿度饱和烟气中低浓度颗粒物采样测试方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种污染源湿度饱和烟气中低浓度颗粒物采样测试装置，其特征在于，该装置包括依次连接的颗粒物采样探管、烟气干燥除湿单元、大流量自动采样仪：

所述的颗粒物采样探管包括等速采样嘴、前置采样过滤器、采样管、皮托管及采样探管加热系统，所述的等速采样嘴通过前置采样过滤器连接采样管，该前置采样过滤器与采样管置于采样探管加热系统内；

所述的烟气干燥除湿单元包括采样软管、压力传递软管、缓冲罐、干燥罐、采样逆止阀，所述的采样管通过采样软管依次连接缓冲罐、干燥罐、采样逆止阀，然后连接至大流量自动采样仪；所述的压力传递软管一端连接皮托管另一端连接大流量自动采样仪；

所述的大流量自动采样仪包括自动采样控制器、大流量采样泵，大流量采样泵的电源与控制线连接到自动采样控制器。

所述的等速采样嘴与前置采样过滤器的前端采用螺纹连接，等速采样嘴可更换；

所述的前置采样过滤器的前端为弯管，后端内置滤膜持盒，该滤膜持盒内可安装直径为40mm的滤膜。

所述的前置采样过滤器外及采样管外包覆采样探管加热系统，该采样探管加热系统设有温度控制器，控制加热温度高达300℃。

所述的采样管根据烟道尺寸制作成不同长度，保证烟道测量断面的测点布置。

所述的皮托管采用S型，两根管呈靠背状设置，其长度与颗粒物采样探管的长度相匹配，皮托管与采样探管一体化安装，或者可脱卸式安装；两根皮托管分别与两根压力传递软管连接。

所述的采样软管分为二段，前段采样软管与缓冲罐、干燥罐及后段采样软管前后串联，干燥罐出口用后段采样软管连接到大流量自动采样仪的吸气口，吸气口前设置采样逆止阀。