[发明专利]一种烟气分级采样系统及其采样方法

权利要求书

1.一种烟气分级采样系统，其特征在于，包括采样枪（11）、PM10旋风分离器（12）、颗粒物取样模块（2）、焦油取样模块（3）、气体收集模块（4）及三通阀门（5）；

采样枪（11）的采样嘴与待采样烟气的烟道连通，采样枪（11）的末端与PM10旋风分离器（12）的进口连接，PM10旋风分离器（12）的出口与三通阀门（5）的第一端口连接；三通阀门（5）的第二端口与颗粒物取样模块（2）连接；三通阀门（5）的第三端口与焦油取样模块（3）连接，焦油取样模块（3）与气体收集模块（4）连接；

颗粒物取样模块（2）包括颗粒分级取样装置（22）；三通阀门（5）的第二端口与颗粒分级取样装置（22）的进口连接；

焦油取样模块（3）包括颗粒过滤装置（31）、水冷U型套管（32）及收集瓶（33）；三通阀门（5）的第三端口与颗粒过滤装置（31）的进口连接，颗粒过滤装置（31）的出口与水冷U型套管（32）的管侧进口连接，水冷U型套管（32）的管侧底部设置收集瓶（33）；水冷U型套管（32）的壳侧内通有冷水；

气体收集模块（4）包括真空泵（44）；水冷U型套管（32）的管侧出口通过管道与真空泵（44）连接；

颗粒分级取样装置（22）采用DGI颗粒分级采样装置；DGI颗粒分级采样装置的收集层从上到下采用四层聚碳酸酯膜，从上到下四层聚碳酸酯膜上收集的颗粒物粒径依次为2.5~10μm、1~2.5μm、0.5~1μm及0.2~0.5μm；DGI颗粒分级采样装置的过滤层采用聚四氟乙烯滤膜，聚四氟乙烯滤膜孔径为0.45μm；

气体收集模块（4）还包括烟气阀门（6）和烟气分析仪（42）；烟气阀门（6）的第一端口通过管道与水冷U型套管（32）的管侧出口连接，管道上设置有第二流量计（41）；烟气阀门（6）的第二端口与烟气分析仪（42）连接；烟气阀门（6）的第三端口通过管道与真空泵（44）连接，管道上设置有第三流量计（43）。

2.根据权利要求1所述的一种烟气分级采样系统，其特征在于，颗粒物取样模块（2）还包括混合罐（21）和空气泵（24）；混合罐（21）设置在三通阀门（5）与颗粒分级取样装置（22）之间，三通阀门（5）的第二端口与混合罐（21）的第一进口连接，混合罐（21）的出口与颗粒分级取样装置（22）的进口连接；空气泵（24）的进口与外界空气连通，空气泵（24）的出口与混合罐（21）的第二进口连接。

3.根据权利要求1所述的一种烟气分级采样系统，其特征在于，颗粒分级取样装置（22）的出口通过管道与水冷U型套管（32）的管侧进口连接。

4.根据权利要求1所述的一种烟气分级采样系统，其特征在于，水冷U型套管（32）包括第一U型套管和第二U型套管；第一U型套管和第二U型套管采用串联设置；水冷U型套管（32）的壳侧内通入的冷水温度为0-5℃。

5.根据权利要求1所述的一种烟气分级采样系统，其特征在于，采样枪（11）、PM10旋风分离器（12）、三通阀门（5）、颗粒过滤装置（31）及其连接管路的外侧均设置有加热丝，且包裹有保温层，温度控制在350-400℃；颗粒过滤装置（31）与水冷U型套管（32）的管侧入口之间的连接管道上设置有加热丝，连接管道上包裹有保温层，温度控制在350-400℃；三通阀门（5）的第二端口、颗粒分级取样装置（22）及其连接管道上设置加热丝，且包裹有保温层，温度控制在140-160℃。

6.一种烟气分级采样方法，其特征在于，利用权利要求1-5任意一项所述的一种烟气分级采样系统，包括以下步骤：将采样枪（11）伸入到待采样烟道的烟道空内，采样烟气由采样枪（11）引入采样系统内；采样烟气通过颗粒物取样模块（2）后，得到颗粒物；烟气通过焦油取样模块（3）后，得到焦油；烟气通过气体收集模块（4）后得的气体产物。

7.根据权利要求6所述的一种烟气分级采样方法，其特征在于，颗粒物取样模块（2）的取样时间为4-5min；焦油取样模块（3）的取样时间为25-30min。

8.根据权利要求6所述的一种烟气分级采样方法，其特征在于，采样枪（11）引入的烟气流量控制在10NL/min，烟气温度为350-400℃。