[发明专利]一种检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置及方法

说明书

本发明属于生物质热能转化利用技术领域，具体涉及一种检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置及方法，所述的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置，包括气体取样器、过滤器、第一抽气泵、三通接管、第二抽气泵、贮气袋、¹⁴C检测装置、毕托管和控制柜，气体取样器的取样口伸入烟气管道，气体取样器的出气口通过管道连通过滤器进气口，过滤器的出气口通过管道连通第一抽气泵进气口，本发明准确、稳定。

技术领域

本发明属于生物质热能转化利用技术领域，具体涉及一种检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置及方法。

背景技术

自然界存在3种碳的同位素，它们的相对原子质量比例是12：13：14，分别用碳-12(¹²C)、碳-13(¹³C)、碳-14(¹⁴C)来表示，前二者是稳定同位素，¹⁴C则有放射性。¹⁴C是由宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生，其原子核由6个质子和8个中子组成，半衰期约为5,730年，衰变方式为β衰变，¹⁴C原子转变为¹⁴N原子。¹⁴C在大气中存在，与氧结合成CO₂分子，与二氧化碳(CO₂)的化学性能是相同的。因此，它与二氧化碳混合一起，参与自然界的碳交换运动。生物在生存的时候，由于需要呼吸，其体内的¹⁴C含量大致不变，生物死去后会停止呼吸，此时体内的¹⁴C开始减少，而且不会得到补充。¹⁴C按半衰期为5730年的速度衰变，而¹²C的数量仍然保持不变。生物质燃料¹⁴C和¹²C的比例和生物体死亡那一刻是一样的，而以作为化石燃料的煤，是生物体经过几百万年演变得到，其所含的化石碳的¹⁴C含量几乎已经为零，因此可以通过比较燃料燃烧后烟气中同位素¹⁴C的含量来确定生物质的燃烧比例。

生物质发电是利用生物质所具有的化学能经燃烧转换为热能进行发电，是生物质大规模高效热利用的重要方式，是可再生能源发电的一种，利用生物质替代矿物燃料进行发电可以减少CO₂和SO₂排放。我国生物质发电有纯生物质直燃发电方式和生物质与煤耦合燃烧发电。直燃发电方式以纯生物质为原料，虽然其较为环保，但发电效率较低，生物质与煤耦合燃烧发电方式是生物质与煤混合燃烧发电，该方式的发电效率与燃煤电站相同，效率较高，生物质与煤耦合燃烧发电设备均是在燃煤设备上做出改进，混烧过程中，如果生物质掺烧量过高，则会出现大量的焦油结块，影响整个设备的正常使用，降低设备的使用寿命，影响发电效率，因此，使用检测设备在保证发电效率正常的情况下，调整生物质和煤的掺烧量至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准确、稳定的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置及方法。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置，包括气体取样器、过滤器、第一抽气泵、三通接管、第二抽气泵、贮气袋、¹⁴C检测装置、毕托管和控制柜，气体取样器的取样口伸入烟气管道，气体取样器的出气口通过管道连通过滤器进气口，过滤器的出气口通过管道连通第一抽气泵进气口，第一抽气泵的出气口连通三通接管进气口，三通接管的出气口通过导管连通第二抽气泵的进气口，三通接管还设有外接口，第二抽气泵的出气口通过管道连通贮气袋6进气口，贮气袋6出气口通过导管连通¹⁴C检测装置，控制柜通过信号线连接毕托管和第二抽气泵，毕托管的测速口伸入烟气管道内部。

进一步的，所述的¹⁴C检测装置为加速器质谱分析仪或液体闪烁计数器。

进一步的，所述的过滤器与第一抽气泵之间的管道上设有第一压力表。