[发明专利]一种新型实验室燃煤飞灰采样方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤粉燃烧飞灰样品采集方法及装置。具体地说是一种应用于实验室内部相关实验装置燃烧飞灰样品的采集方法和装置，属于一种燃烧系统及飞灰收集方法。

背景技术

长期以来，燃煤火电厂飞灰的捕集一直是困扰火电行业的一大难题。燃煤所产生飞灰中的可吸入颗粒物是大气污染中的主要污染物，对大气能见度、空气质量、人体健康有很大的影响。虽然现行规定和技术已经对燃煤电厂飞灰捕集率已经很高，可是对于细微颗粒物的捕集率还是比较低下，尤其飞灰中PM2.5的排放，其对人体健康有很大的影响，PM2.5的排放越来越受到国家和人民大众的重视。飞灰中的PM2.5在空气中悬浮时间长、传播距离广，携带大量有毒、有害物质，甚至含有大量重金属元素和放射性元素。所以，对燃煤产生的飞灰进行研究，以减少可吸入颗粒物排放量，降低其携带有毒有害物质含量是一个迫不及待地研究课题。

现在大都是在实验室内模拟电厂锅炉炉膛的燃烧状况，实验室对燃煤烟气中的飞灰取样一直比较繁琐，取样时所动用设备较多，比如捕集器、取样枪、ELPI等，大量设备的使用还会改变实际燃烧条件。现场对飞灰的采集，也要动用捕集器、取样枪等很多设备，还会有一些安全危险伴随取样过程。

发明内容

本发明旨在提供一种新型实验室管式炉内燃煤飞灰采样方法和装置，该方法是模拟煤粉在炉膛内的静态燃烧流场条件，温度条件，并对燃烧后所产生的飞灰进行吸附式捕集采样，并可以简便拆卸和组装设备，不对样品产生破坏，保证样品的代表性和反应飞灰真实的形成过程。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种新型实验室管式炉内燃煤飞灰采样装置，其特征在于：氮气瓶，氧气瓶，三通，管式炉，以及其他配件。

所述三通包括第一进气口、第二进气口和出气口。

所述氮气瓶的出气口通过管道连接三通的第一进气口。所述氧气瓶的出气口通过管道连接三通的第二进气口。

所述管式炉包括炉体和刚玉管。所述刚玉管的两端露在炉体之外。所述炉体的炉膛中安装有电热装置。所述刚玉管外壁的温度通过炉体测量。

所述刚玉管的两端分别为进气端和出气端，这两端各用一个密封端盖密封。所述密封端盖上具有供管道穿过的通孔。

进一步，连接所述氮气瓶的出气口与三通的管道上依次串联氮气减压阀和气体浮子流量计Ⅰ。

进一步，连接所述氧气瓶的出气口与三通的管道上依次串联氧气减压阀、气体浮子流量计Ⅱ。

进一步，所述密封端盖内具有供循环水流动的冷却管道。

本发明要求保护一种使用了上述装置的新型实验室管式炉内燃煤飞灰采样方法，包括以下步骤：

1)连接好实验装置，检查装置各部分连接处气密性；

2)将管式炉进行升温，根据以下公式决定氮气和氧气通入速率：

空气通入量计算如下：

V⁰＝0.0889(C_ar+0.375S_ar)+0.265H_ar-0.0333O_ar

V＝a″_fV⁰

Car、Sar、Har、Oar分别是指煤粉中各元素空干基含量；

V0指干燥空气通入量，单位m3/Kg；

V指空气通入量，单位m3/Kg；

a″_f是过量空气系数，取1.15～1.20。

3)当温度达到预设值并且稳定后，打开氧气瓶(1)、氮气瓶(2)、以及相应的减压阀(3)、(4)和浮子流量计(5)、(6)；

4)通过器皿，迅速将煤粉放入管式炉(9)的刚玉管中，并且关闭密封端盖(11)；

5)完成实验后，停止加热，继续通入气体；

6)打开排气端密封端盖(11)，取下端盖上附着的实验样品；

7)根据实验需求，如果需要连续实验，可以更换实验样品继续实验。如果不需要继续实验，可以停止供入气体，拆除装置，打扫规整实验场所。

附图说明

图1为发明结构示意图；

图2为图1中的图例；

图3为管式炉的剖面图；

图4～6为实施例3的试验结果(飞灰进行物相分析和形貌特征分析)。

图中：1-氧气瓶、2-氮气瓶、3-氧气减压阀、4-氮气减压阀、5、6气体浮子流量计、7-三通、8-炉体、9-管式炉、10-电气控制柜、11-密封端盖、12-内外冷却水管。

具体实施方式