[发明专利]一种火电厂烟气NO和汞同时采样和检测的系统

说明书

一种火电厂烟气NO和汞同时采样和检测的系统，包括离线测汞装置以及用于伸入烟道中的取样探枪，取样探枪的烟气管线为若干条独立设置的石英管线，石英管线的出口依次与烟气除尘、除酸、除湿装置、流量控制装置以及NO检测仪相连通，流量控制装置和NO检测仪均与电脑相连；取样探枪的壳体内壁上还布置有使取样探枪维持在120℃以上的加热层，每条石英管线上安装有活性炭吸附管，活性炭吸附管内填充有吸附剂，吸附剂按照烟气通过顺序分为吸附剂为KCl的氧化汞捕获层和吸附剂为脱汞活性炭的单质汞吸附层。本发明能够同时实现电厂烟气中在同一采样点NO和汞两种污染物的采样和检测，而且还能实现流量平行采样和恒流采样，检测结果相互校准。

技术领域

本发明涉及一种环境检测采样设备，具体涉及一种火电厂烟气NO和汞同时采样和检测的系统。

背景技术

燃煤排放的汞是一种剧毒污染物，当汞排放到大气中，就会造成严重的危害。汞是一种神经毒素，可以累积在大脑组织中，导致人体运动失调、语言障碍等。火电厂烟气在脱硝、除尘和脱硫的同时，可对汞产生协同脱除的效应。欧盟《大型燃烧装置的最佳可行技术参考文件》建议汞的脱除优先考虑采用高效除尘、烟气脱硫和脱硝协同控制的技术路线。

选择性催化还原技术(SCR工艺)已成为中国火电厂脱硝的主流技术。根据中电联发布的2012年度火电厂烟气脱硝产业信息显示，2012年新投运火电厂烟气脱硝机组容量约9000万千瓦，其中，采用选择性催化还原技术(SCR工艺)的脱硝机组容量占当年投运脱硝机组总容量的98％。截至2012年底，已投运火电厂烟气脱硝机组总容量超过2.3亿千瓦，占全国现役火电机组容量的28％，而根据国家的法律要求，预测2014年7月1日脱硝机组普及率达到80％以上。

立足现有的SCR设施，谋求汞在SCR中高效氧化脱除，从而低成本地实现汞脱除，是一个适合我国当前国情的研究方向。在不影响或提高脱硝效率的前提下，筛选出能高效氧化汞的SCR催化剂活性组分及制备方法，同时能降低催化剂的成本。

从脱硝工艺中各种材料和能源的成本耗费来看，还原剂约占总成本的21％，催化剂占总成本的40％，其余为电耗、水耗、设备维修和人工成本等。由此可见，催化剂的开发是降低成本和提高脱硝效率的关键。虽然钒基SCR催化剂已经实现工业应用，但其仍存在一些缺陷，譬如比表面积较低、温度窗口较窄、V₂O₅有剧毒、对汞的氧化效率依赖HCl和受到SOx和NH₃的抑制等。因此有必要研究能够克服商业SCR催化剂的这些缺点的新型SCR催化剂。

为了研究新型SCR催化剂对汞的氧化脱除效率和对NO的还原效率，最终开发出既能高效还原NO又能高效氧化汞的SCR催化剂，要实现这样的研究目标，汞和NO的采样和检测是一个重要的基础问题。只有建立一套准确、可信、低成本的汞和NO采样和监测系统，对SCR脱硝装置前后烟气中的NO、汞进行采样和测量，摸清使用不同的SCR催化剂时NO、汞的分布规律，才能阐明不同的活性组分和制备方法对催化剂脱硝性能、脱汞性能的影响；阐明不同操作温度、空速比、HCl、O₂、SO₂、NH₃等因素对汞氧化及脱除的影响。最终在不影响或者提高脱硝效率的前提下，筛选出在恶劣环境下仍能高效氧化汞的、成本更低的SCR催化剂活性组分及制备方法。

但现有技术中，只有对烟气中NO或汞单独采样和检测的系统，还没有开发出能够实现对NO和汞同时采样和检测的系统，导致采样和检测成本高。同时由于无法对同一个取样点同时检测NO和汞，导致得到的汞和NO浓度值不是同一采样点的，这严重影响了NO和汞采样和检测的代表性、重复性和效率。另外，用来采集烟气中汞的吸附剂为活性炭，而本领域技术人员认为活性炭对NO是有吸附作用的，这也很大程度上制约了对烟气中NO和汞同时采样和检测的系统的发展。

发明内容