一種低濃度煙氣檢測(cè)預(yù)處理除水方法及裝置及其煙氣檢測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煙氣檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種低濃度煙氣檢測(cè)預(yù)處理除水方法及裝置 及其煙氣檢測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 火力發(fā)電廠、化工廠和水泥廠等污染源排放煙氣作為重要污染源被嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，污 染源排放的種類、濃度、總量等參數(shù)通過各種煙氣分析系統(tǒng)測(cè)量得到。但是污染源直接排放 的煙氣通常含有大量粉塵、水分等，會(huì)對(duì)測(cè)量?jī)x器造成腐蝕、堵塞等損害，因此在使用測(cè)量 儀器進(jìn)行檢測(cè)前需要對(duì)污染源直接排放煙氣進(jìn)行預(yù)處理，包括除塵和除水，一般通過濾網(wǎng) 或陶瓷濾芯進(jìn)行除塵，通過冷凝器把氣態(tài)水分冷凝成液態(tài)并排除。
[0003] 通過常規(guī)冷凝器除水會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問題：煙氣中含有大量的酸性物質(zhì)，例如S02、N0、N02等，這些酸性物質(zhì)均易溶于水，即污染源煙氣通過冷凝器除水過程會(huì)發(fā)生酸性氣體與水 一起被帶走的情況，造成S02、NO、NO2等氣體組分的丟失，影響最終氣體濃度和總量結(jié)果的 準(zhǔn)確性。在煙氣污染物濃度較高時(shí)，氣體溶于水后導(dǎo)致結(jié)果的偏差通常小于2%，因此在通 常的煙氣監(jiān)測(cè)設(shè)備中對(duì)此現(xiàn)象忽略不計(jì)。
[0004] 但是，這種現(xiàn)象在低濃度煙氣排放時(shí)則變得不容忽視，隨著環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越 嚴(yán)格，污染源物排放濃度越來(lái)越低，檢測(cè)難度增加，組分的丟失對(duì)于結(jié)果準(zhǔn)確度的影響更加 嚴(yán)重，例如在SO2排放濃度小于lOOmg/m3時(shí)，此組分丟失的偏差可大于5%。特別是在我 國(guó)新的火電廠排放標(biāo)準(zhǔn)2014年7月1日實(shí)施以后，火電廠排放實(shí)施嚴(yán)格的超低限排放，SP 煙塵限值5mg/m3,二氧化硫限值35mg/m3,氮氧化物限值50mg/m3,氣體組分溶于水丟失的影 響更為嚴(yán)重，對(duì)檢測(cè)的要求更高，對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)的設(shè)備要求更高。
[0005] 中國(guó)專利號(hào)：201410309049. 5,專利名稱："一種污染源二氧化硫排放在線監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)及方法"，提供了一種污染源二氧化硫排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括預(yù)處 理裝置、加熱部件、冷凝裝置及檢測(cè)裝置；所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)一步包括：注入裝置，所述注入 裝置設(shè)置在所述預(yù)處理裝置和冷凝裝置之間的管路上，用于向所述管路內(nèi)注入濃度處于 1-25%之間的磷酸。這樣做的有益效果是：煙氣中析出的水會(huì)進(jìn)入低濃度磷酸中，而不會(huì)吸 收煙氣中的二氧化硫，二氧化硫也不會(huì)溶于磷酸中，從而保證了煙氣中二氧化硫監(jiān)測(cè)的準(zhǔn) 確性，適用于高濕環(huán)境下低濃度二氧化硫的準(zhǔn)確測(cè)量。雖然低濃度的磷酸可以抑制30 2溶 解到水中，但是效果有限，首先因?yàn)?5%的磷酸還遠(yuǎn)沒有達(dá)到磷酸的飽和度，即低濃度磷酸 中還可以繼續(xù)溶解酸，仍然會(huì)造成少量的酸性氣體丟失。同時(shí)該專利技術(shù)方案對(duì)于加酸溫 度沒有控制，加酸溫度將大大影響測(cè)量組分丟失率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0007]本發(fā)明為了解決污染源煙氣檢測(cè)預(yù)處理過程酸性氣體組分丟失的問題，提供一種 低濃度煙氣檢測(cè)預(yù)處理除水方法及裝置及其煙氣檢測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)，通過上述裝置和方法，實(shí) 現(xiàn)無(wú)丟失或少丟失酸性氣體組分，實(shí)現(xiàn)更加精確檢測(cè)低濃度煙氣檢。
[0008] 2.技術(shù)方案
[0009] 發(fā)明原理：
[0010] SO2、NO2、NO等酸性物質(zhì)在水中溶解，即發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：
[0011]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低濃度煙氣檢測(cè)預(yù)處理除水裝置，包括取樣管、預(yù)處理單元和加熱線，所述的預(yù) 處理單元包括加酸單元和冷凝單元，其中加酸單元由盛放酸液的容器、空氣流通管、三通閥 和泵組成，泵把酸液泵入通向冷凝單元的管道，冷凝單元為冷凝器，盛放酸液的容器與泵之 間通過管道連接；泵與三通閥之間通過管道連接，管道周圍纏繞加熱絲進(jìn)行加熱，控制溫度 范圍為70-100°C，加酸入口至冷凝器入口之間的管道通過加熱絲加熱，通過溫控單元控制 溫度在70-100°C。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低濃度煙氣檢測(cè)預(yù)處理除水裝置，其特征在于，所述的 加酸單元的加酸管道中設(shè)置流量計(jì)控制加酸速度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低濃度煙氣檢測(cè)預(yù)處理除水裝置，其特征在于，所述的 冷凝器有排空管路，排出液態(tài)水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低濃度煙氣檢測(cè)預(yù)處理除水裝置，其特征在于，所述管 道的材質(zhì)為PTFE耐酸腐蝕、耐高溫材料。
5. -種煙氣檢測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于，包含權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的低濃度煙 氣檢測(cè)預(yù)處理除水裝置，還包括分析儀和取樣單元，其中取樣單元控制溫度為100-240°C， 通過溫控單元控制溫度；其中取樣單元和預(yù)處理單元通過管道連接，管道周圍纏繞加熱絲 進(jìn)行加熱，控制溫度范圍為100-240°C，通過溫控單元控制溫度；預(yù)處理單元與分析儀通過 管道連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種煙氣檢測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于，所述的取樣單元，包含 有取樣管，取樣管設(shè)置有過濾器。
7. -種低濃度煙氣檢測(cè)預(yù)處理除水方法，其步驟為： (1) 煙氣從煙道中進(jìn)入權(quán)利要求6所述煙氣檢測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)的取樣管，取樣管中包含過 濾器，過濾掉大顆粒煙塵； (2) 在煙氣進(jìn)入權(quán)利要求6所述煙氣檢測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)的冷凝器之前，在加熱管道與冷凝 器連接處，引入酸液，酸液連同煙氣一起經(jīng)過加熱管道進(jìn)入冷凝器，經(jīng)過冷凝除水后，煙氣 經(jīng)過氣體管線進(jìn)入分析儀，分析S02、NO、NCV污染物組分的濃度，然后排空。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的低濃度煙氣檢測(cè)預(yù)處理除水方法，其特征在于，所述的步驟 (2)中酸液的引入溫度范圍70-100°C，同時(shí)泵與三通閥的連接管道上通過纏繞加熱絲加 熱，在三通閥與冷凝器連接管道上通過纏繞加熱絲加熱，對(duì)以上兩處管道以及三通閥通過 溫控單元進(jìn)行溫度控制，溫度控制范圍為70-100 °C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的低濃度煙氣檢測(cè)預(yù)處理除水方法，其特征在于，所述的步驟 (2)中引入酸液的濃度范圍為25%-85%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的低濃度煙氣檢測(cè)預(yù)處理除水方法，其特征在于，所述的酸液 為高氯酸，氫碘酸，硫酸，氫溴酸，鹽酸，硝酸，碘酸，草酸，亞硫酸，磷酸，丙酮酸，碳酸，亞硝 酸，檸檬酸，氫氟酸，甲酸，乳酸，苯甲酸，丙烯酸，乙酸，丙酸，硬脂酸，氫硫酸或次氯酸，或兩 種以上酸的混合溶液。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低濃度煙氣檢測(cè)預(yù)處理除水方法及裝置及其煙氣檢測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)，屬于煙氣檢測(cè)領(lǐng)域。裝置包括取樣管、預(yù)處理單元和加熱線，預(yù)處理單元包括加酸單元和冷凝單元，其中加酸單元由盛放酸液的容器、空氣流通管、三通閥和泵組成，泵把酸液泵入通向冷凝單元的管道，盛放酸液的容器與泵之間通過管道連接；泵與三通閥之間通過管道連接，管道周圍纏繞加熱絲進(jìn)行加熱，加酸入口至冷凝器入口之間的管道通過加熱絲加熱。通過上述裝置以及系統(tǒng)和方法，實(shí)現(xiàn)無(wú)丟失或少丟失酸性氣體組分，實(shí)現(xiàn)更加精確檢測(cè)低濃度煙氣。
【IPC分類】G01N1-34
【公開號(hào)】CN104764649
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510147553
【發(fā)明人】劉德允, 范黎鋒, 陳瑩, 王思敏, 董拯
【申請(qǐng)人】南京埃森環(huán)境技術(shù)有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月31日