[发明专利]一种烟气湿度检测装置和方法

说明书

本发明涉及一种烟气湿度检测装置和方法，属于工业气体检测技术领域。该装置包括通过管道沿烟气流向依次串联的取样枪、加热器、温度计、湿度仪、压力表、流量计和真空泵，其中，取样枪与高炉的烟囱相连，烟囱中的烟气经取样枪进入烟气湿度含量检测装置的管道后通过加热器加热，并进入到湿度仪中进行湿度含量的检测；最后通过压力表对湿度仪检测的烟气湿度含量进行修正。该装置及方法解决了传统装置无法测量过高温饱和烟气的含湿量的技术问题，实现高温高湿度过饱和的烟气湿度在线连续测量，并以秒级稳定输出湿度的精准数据。

技术领域

本发明属于工业气体检测技术领域，涉及一种烟气湿度检测装置和方法。

背景技术

在高炉冲渣水烟气排放过程中，烟囱排出的湿烟气与环境冷空气混合后降温，在降温过程中，烟气内所含的水蒸气凝结，凝结水雾滴对光线产生折射、散射。使烟羽呈现出白色或者灰色，被称为“白色烟羽”，俗称“白羽”或“有色烟羽”。大量有色烟羽不仅会造成视觉污染、影响环境加重雾霾的形成，还会造成水资源的大量浪费。同时,在高炉冲渣排汽筒排烟过程中，会夹带大量的SO₂、H₂S和水溶性颗粒物等污染物，目前业内对这些污染物已达成共识。

目前市面上常用的烟气湿度计，都不能直接针对高炉水渣排气筒进行测试，主要原因是由于高炉冶炼过程中，烟气湿度变化大，水蒸气状态从不饱和到过饱和，烟气温度最高接近100℃。常规的湿度计主要采用电容法，电容法测量烟气湿度是基于水和水蒸气的介电常数差异原理来测量烟气的湿度，适用于测量测试烟气，无法实现高温过饱和烟气的测量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种烟气湿度检测装置和方法，解决了传统装置无法测量高温过饱和烟气的含湿量的技术问题，实现高温高湿度过饱和的烟气湿度在线连续测量，并以秒级稳定输出湿度的精准数据。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种烟气湿度检测装置，包括通过管道沿烟气流向依次串联的取样枪、加热器、温度计、湿度仪、压力表、流量计和真空泵，其中，取样枪与高炉的烟囱相连。

进一步，所述流量计与真空泵之间的管道上连通有冷凝管，冷凝管与烟囱连接，所述冷凝管上设有电子冷凝器。

进一步，所述管道采用铜管，其中，取样枪与加热器之间的管道上缠绑有伴热带。

一种烟气湿度检测方法，如上所述的中任何一种烟气湿度检测装置，包括以下步骤：

S1.烟囱中的烟气经取样枪进入烟气湿度含量检测装置的管道后，通过加热器加热至110℃以上，并停留1分钟，保证烟气中不含液态水；

S2.烟气沿管道进入到湿度仪中进行含湿量的检测；位于湿度仪前的温度计将检验从加热器出来的烟气温度是否达到110℃以上；

S3.通过压力表对湿度仪检测的烟气含湿量进行修正，包括以下修正步骤：

S301.根据压力表测得的压力输出值对湿度仪测得的测点处烟气的水蒸气体积分数进行修正；

S302.根据修正的体积分数计算出测点处烟气的实际水蒸气体积分数；

S303.再将测点处烟气的实际水蒸气体积分数转化为质量分数，该质量分数与同时刻烟囱内烟气的水蒸气质量分数相同；

S304.根据烟囱内温度计算出该温度下烟囱内烟气的饱和状态水蒸气体积分数；

S305.将烟囱内烟气的饱和状态水蒸气体积分数与测点处烟气的实际水蒸气体积分数比较，取二者中较小值作为烟气的水蒸气体积；

S306.根据烟气的水蒸气体积与水蒸气质量分数，计算烟气湿度含量。

进一步，步骤S301的修正公式为