一種適用于固定源含液滴煙氣中細(xì)顆粒物采集的采樣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用于固定源高濕煙氣中細(xì)顆粒物的采集裝置，特別是一種適用于含液滴煙氣中細(xì)顆粒物的采樣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國大氣環(huán)境問題突出，區(qū)域性灰霾頻發(fā)，引起廣泛關(guān)注?；姻残纬芍饕怯纱髿庵械募?xì)顆粒物(PM2.5)增多引起的，以燃煤為主的固定污染源排放的PM2.5是大氣中PM2.5的主要來源。我國固定源煙氣處理主要采用除塵器+濕法脫硫的方法，脫硫后煙氣液滴含量高、濕度大、成份復(fù)雜，所排放的高含濕量細(xì)顆粒物包括固體顆粒物、以酸霧氣溶膠形態(tài)存在的SO3和脫硫漿液滴等。
[0003]隨著煤改氣尤其是供暖鍋爐煤改氣的推進(jìn)，冬季供暖地區(qū)供暖鍋爐將逐步使用天然氣為燃料。盡管天然氣為潔凈能源，但其排放煙氣中仍含細(xì)顆粒物。以天然氣為燃料的鍋爐排放煙氣中液滴含量大，含濕量可達(dá)10%以上。
[0004]對(duì)于固定源煙氣中細(xì)顆粒物的采集，主要采用稀釋煙道方法進(jìn)行。自二十世紀(jì)八十年代美國研宄人員研制了第一臺(tái)固定源稀釋采樣系統(tǒng)后，固定源稀釋采樣系統(tǒng)得到不斷的發(fā)展和完善，我國在此系統(tǒng)上的研發(fā)也取得了一定的進(jìn)展。盡管固定源稀釋采樣系統(tǒng)對(duì)煙氣中的細(xì)顆粒物具有很好的采集效果，然而該系統(tǒng)主要針對(duì)干煙氣或相對(duì)濕度較大但無液滴的煙氣，對(duì)于含液滴的煙氣其適用性受到一定限制。
[0005]在美國EPA 的方法中(EPA Method5、EPA Methodl7、EPA Method201/201A、EPAMethod202、EPA CTM-039等)，為防止煙氣冷凝，主要采用對(duì)采樣嘴和采樣槍進(jìn)行加熱，然后對(duì)熱煙氣進(jìn)行稀釋，經(jīng)一定時(shí)間的老化后進(jìn)行采集。由于在煙氣被采集之前進(jìn)行了加熱，可能造成煙氣的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，使最終采集的顆粒物與原始狀態(tài)存在差異。目前有國內(nèi)外學(xué)者正對(duì)此進(jìn)行研宄。
[0006]我國對(duì)于固定源稀釋采樣系統(tǒng)的研發(fā)，多是針對(duì)不含液滴的煙氣，重點(diǎn)圍繞稀釋和等速采樣開展的。專利號(hào)為200410096562.7的發(fā)明專利涉及一種等速追蹤固定源稀釋采樣系統(tǒng)，該發(fā)明的特征是，通過皮托管監(jiān)測煙道內(nèi)的壓力參數(shù)和計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)流量控制器，實(shí)現(xiàn)采樣的全過程等速，發(fā)明中未提及對(duì)含液滴煙氣中細(xì)顆粒物采集的解決辦法，且該系統(tǒng)較為復(fù)雜，占地面積大。
[0007]專利號(hào)為200510086292.6和201310008119.9的發(fā)明專利盡管提到在進(jìn)氣部分設(shè)計(jì)顆粒物切割器，但仍是針對(duì)不含液滴的煙氣進(jìn)行設(shè)計(jì)的。
[0008]專利號(hào)為201410340512.2的發(fā)明專利，設(shè)計(jì)了第一和第二 PM2.5切割器，采用一級(jí)稀釋，通過在稀釋混合段上開設(shè)旁路將多余氣體排出，實(shí)現(xiàn)了將煙氣停留時(shí)間設(shè)計(jì)為1s并減小停留室體積，對(duì)相對(duì)濕度較大但無液滴的煙氣中的顆粒物具有很好的采集效果，但對(duì)含液滴煙氣其適用性仍受局限且其采樣系統(tǒng)仍較為復(fù)雜。
[0009]對(duì)含液滴的煙氣進(jìn)行采集時(shí)，液滴會(huì)在采樣噴嘴處聚集，影響等速追蹤采樣的效果，對(duì)采樣嘴進(jìn)行加熱，盡管能夠使部分液滴氣化，但當(dāng)煙氣流速較大時(shí)，仍無法避免部分液滴進(jìn)入采樣系統(tǒng)。液滴一旦進(jìn)入采樣系統(tǒng)，將對(duì)細(xì)顆粒物的采集產(chǎn)生較大影響，而僅靠稀釋的作用是很難將液滴除去的。
[0010]此外，由于稀釋煙氣流速在不同的應(yīng)用場合存在差異，而稀釋室的體積是固定的，稀釋比的不確定，對(duì)測試精度也會(huì)造成一定影響。
[0011]綜上所述，有必要對(duì)現(xiàn)有的固定源稀釋采樣系統(tǒng)進(jìn)一步完善，以適用于含液滴煙氣中細(xì)顆粒物的采集。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012]為了解決以上問題，本實(shí)用新型提供了一種適用于高濕煙氣尤其是含液滴煙氣中細(xì)顆粒物的采集裝置，該裝置能夠很好的去除煙氣中的液滴，且采樣器結(jié)構(gòu)小型化，稀釋比可以改變，稀釋氣用量小，操作方便。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0013]一種適用于固定源含液滴煙氣中細(xì)顆粒物采集的采樣系統(tǒng)，包括煙氣預(yù)處理部分、煙氣采樣槍、稀釋老化部分、出氣裝置和顆粒物采集部分，其中，
[0014]所述煙氣預(yù)處理部分包括采樣噴嘴(I)和氣液旋風(fēng)分離器(2);
[0015]所述的煙氣采樣槍(3)的主體為naf 1n管束；采樣噴嘴(I)通過氣液旋風(fēng)分離器
(2)與煙氣采樣槍(3)的前端相連接；
[0016]稀釋老化部分包括稀釋氣質(zhì)量流量計(jì)(6)、射流稀釋器(7)、煙氣停留室(8)、固定在煙氣停留室上的氣體溫濕度計(jì)(9)和氣體壓力傳感器(10);氣體溫濕度計(jì)和氣體壓力傳感器，用于監(jiān)測氣體參數(shù)；所述的射流稀釋器(7) —端與煙氣采樣槍(3)的后端聯(lián)接；另一端與煙氣停留室(8)相連；
[0017]所述的出氣裝置(11)連接在煙氣停留室⑶的出口處，所述的出氣裝置(11)有兩個(gè)出氣口，其中一個(gè)出氣口(12)與大氣相通，另一個(gè)出氣口(13)與顆粒物采集部分相連；
[0018]所述的顆粒物采集部分包括依次相連的顆粒物切割器(14)、采樣膜(15)和采樣泵(17)以及用于監(jiān)測采樣氣體流量的氣體質(zhì)量流量計(jì)(16)。
[0019]所述適用于固定源含液滴煙氣中細(xì)顆粒物采集的采樣系統(tǒng)，射流稀釋器(7)可以包括依次相連的固定連接在所述的煙氣采樣槍(3)后端的射流管(72)，射流管(72)的后端與稀釋腔(75)相連，其上固定的稀釋器噴嘴(74)伸入稀釋腔(75)中，在稀釋腔(75)上設(shè)置有稀釋氣進(jìn)口(76)，稀釋腔(75)的后端設(shè)置有通向煙氣停留室(8)的稀釋混合氣擴(kuò)散椎體(77)，稀釋器噴嘴(74)的直徑和稀釋混合氣擴(kuò)散椎體(77)窄口段直徑相同，具有多組不同規(guī)格的組合，通過更換不同規(guī)格的組合來調(diào)節(jié)稀釋比。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0021](I)解決了固定源高濕煙氣尤其是含液滴煙氣中顆粒物的采集。
[0022](2)引入了 naf1n采樣槍，增強(qiáng)了裝置的除濕效果，使用一級(jí)稀釋即可達(dá)到煙氣中顆粒物的采集要求。
[0023](3)采用一級(jí)稀釋，煙氣經(jīng)稀釋后直接進(jìn)入停留室，通過稀釋器的入口和出口的選擇，調(diào)節(jié)稀釋比，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、模塊化、操作簡便、方便運(yùn)輸與安裝。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型固定源含液滴煙氣中細(xì)顆粒物的采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:1_米樣噴嘴；2_氣液旋風(fēng)分離器；3_naf1n米樣槍；4_米樣槍不銹鋼外殼；5-氟橡膠連接管；6_氣體質(zhì)量流量計(jì)；7_射流稀釋器；8_停留室；9_氣體溫濕度計(jì)；10_氣體壓力傳感器；11_出氣管；12_出氣口 I ;13_出氣口 2 ;14_顆粒物切割器；15_采樣膜；16-氣體質(zhì)量流量計(jì)；17_恒流采樣泵。
[0026]圖2為射流稀釋器7的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中:71_射流管固定螺栓；72_射流管(煙氣引入管)；73_噴嘴安裝底座；74_稀釋器噴嘴；75_稀釋腔；76_稀釋氣進(jìn)口 ；77_稀釋混合氣擴(kuò)散椎體。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)