CN101408491A - 测量烟气中灰尘含量的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量烟气中灰尘含量的设备及方法，所述设备包括集尘装置、采样装置和抽吸装置，所述集尘装置的出口端与采样装置的进口端相连，所述采样装置的出口端与抽吸装置的进口端相连；所述方法在等速吸引条件下使烟气通过集尘装置，烟气中的灰尘被滤纸过滤，通过称量过滤灰尘前后滤纸的重量，代入公式从而计算得出烟气中灰尘的含量，通过本发明的测量烟气中灰尘含量的设备，能够准确分析出烟气中灰尘的含量，该设备设计新颖、结构简单、实施容易，非常适合于大范围地推广与使用，而本发明的测量烟气中灰尘含量的方法具有采样安全可靠、操作简单，分析结果准确可靠、测定迅速的特点。

Description

测量烟气中灰尘含量的设备及方法

技术领域

本发明涉及烟气中物质的检测领域，特别涉及一种测量烟气中灰尘含量的设备及方法。

背景技术

在脱硫过程中会产生大量的灰尘，这些粉尘将影响环境安全、设备的使用寿命及操作人员的身体健康。工业粉尘能使工人患上各种难以治愈的职业病，过多的灰尘还会造成环境污染，影响人们的正常生活和工作，诱发人类呼吸道疾病等。

过多的灰尘还会对烟气脱硫系统造成影响。在脱硫过程中烟气中灰尘如果大量进入吸收塔内，与塔内石灰石、石膏浆液混合在一起，将阻碍石灰石浆液对SO₂的吸收，降低了石灰石中Ca₂ ⁺的溶解速率，同时烟尘或溶液中不断溶出的一些重金属离子会抑制了Ca₂ ⁺与HSO₃ ^-的反应。若烟气中粉尘含量持续超过设计允许量，将使脱硫率大为下降，甚至造成喷嘴堵塞，此外，消耗的石灰石量也会相应增加，并且成品石膏中也将含有大量的灰尘，从而影响到石膏的品质。

另外，灰尘含量也是考察除尘器脱除灰尘效果的重要指标，综上所述，检测烟气中的灰尘含量是非常重要的。

但遗憾的是，目前还没有专门用于检测脱硫烟气中灰尘含量的装置和方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种测量烟气中灰尘含量的设备及方法。

本发明的测量烟气中灰尘含量的设备，包括集尘装置、采样装置和抽吸装置，所述集尘装置的出口端与采样装置的进口端相连，所述采样装置的出口端与抽吸装置的进口端相连；

所述集尘装置包括吸嘴、进气空腔和滤纸，所述吸嘴与进气空腔相连通，所述滤纸通过滤纸固定装置固定在进气空腔的内部，所述进气空腔通过连接通管与采样装置的进口端相连通；

所述采样装置为采样管，所述采样管包括内管和外管；

所述抽吸装置包括真空泵和湿式气表，所述采样装置、真空泵、湿式气表依次通过连接管相连，所述采样装置与真空泵之间的连接管上设置有气流调节阀；

进一步，所述滤纸固定装置沿烟气进入方向依次设置有塑料压圈、塑料垫圈I、、塑料垫圈II和金属网；

进一步，所述塑料压圈、塑料垫圈I、滤纸、塑料垫圈II和金属网的几何中心与吸嘴的中心轴线重合；

进一步，所述采样装置还包括方向标，所述方向标设置在外管上；

本发明的目的之二是提供一种采用该设备测量烟气中灰尘含量的方法，该方法包括以下步骤：

1)将滤纸干燥，冷却至室温，称出其起始重量m₁并记录；

2)将事先单独放置的采样管的进口端与集尘装置的进气空腔相连并保持密封，将吸嘴背向烟气流向并放置于采样点；

3)打开真空泵，将湿式气表调零，旋紧气流调节阀，关闭真空泵；

4)打开真空泵，将采样管(5)及吸嘴(1)正对于烟气流向，烟气流向和吸嘴朝向之间角度的偏差不大于10°，迅速调节气流控制阀至气表指示的流速与实际的烟气流速相等，并同时记录起始时间T、湿式气表起始体积读数V₁和此时的温度t；

5)等速吸入待测气体后，关闭真空泵；

6)取出采样管，垂直取出滤纸，将其放入干燥瓶中保存，以备称重，记录气表的终止读数V₂，从而得到吸入烟气的总体积V＝V₁-V₂；

7)称出滤纸的吸尘后的重量m₂，得到灰尘重量m＝m₁-m₂。

8)将数据代入公式计算出烟气中灰尘的含量：

C＝m×1000/{V×[273.15/(273.15+t)]×[(P_a+P_m-P_v)/760]}

其中：C-灰尘浓度，单位：mg/m³

m-灰尘的质量，单位：mg

V-吸入烟气的总体积，单位：L

t-湿式气表温度计温度，单位：℃

P_a-大气压，单位：mmHg

P_m-湿式气表压力，单位：mmHg

P_v-t℃时的饱和蒸汽压，单位：mmHg

本发明的有益效果是：通过本发明的测量烟气中灰尘含量的设备，能够准确分析出烟气中灰尘的含量，从而便于工作人员考察除尘器脱除灰尘效果，或为进一步的处理提供目标和依据，该发明设计新颖、结构巧妙、实施容易，非常适合于大范围地推广和使用；

本发明的测量烟气中灰尘含量的方法具有采样安全可靠、操作简单，分析结果准确可靠、测定迅速的特点。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明的设备结构示意图；

图2为滤纸固定装置给部件布置示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

本发明的测量烟气中灰尘含量的设备，包括集尘装置、采样装置和抽吸装置，集尘装置的出口端与采样装置的进口端相连，采样装置的出口端与抽吸装置的进口端相连；

集尘装置包括吸嘴1、进气空腔2和滤纸3，吸嘴1与进气空腔2相连通，滤纸3通过滤纸固定装置4固定在进气空腔2的内部，进气空腔2与采样装置的进口端相连通；

采样装置为采样管5，为保证进入的烟气密封良好，最大程度地减少外界影响，采样管5采用了外管52内套内管51的结构；

抽吸装置包括真空泵6和湿式气表7，采样装置、真空泵6、湿式气表7依次通过连接管8相连，采样装置与真空泵6之间的连接管8上设置有气流调节阀9。

滤纸固定装置4沿烟气进入方向依次包括有塑料压圈41、塑料垫圈I42、塑料垫圈II43和金属网44，滤纸3设置在塑料垫圈I42与塑料垫圈II43之间。

为了达到最好的测量效果，因此要求滤纸的设置方式能够达到最大的通过面积，因此，塑料压圈41、塑料垫圈I42、滤纸3、塑料垫圈II43和金属网44的几何中心与吸嘴1的中心轴线重合。

为便于确定吸嘴的方向，采样装置还包括方向标10，方向标10设置在外管52上。

采用本发明的设备测量烟气中灰尘含量的方法，包括以下步骤：

1将权利要求1中的滤纸3干燥，冷却至室温，称出其起始重量m₁并记录；

2将事先单独放置的采样管5的进口端与集尘装置的进气空腔2相连并保持密封，将吸嘴1背向烟气流向并放置于采样点；

3打开真空泵6，将湿式气表7调零，旋紧气流调节阀9，关闭真空泵6；

4打开真空泵6，将采样管5及吸嘴1正对于烟气流向，Y应保证烟气流向和吸嘴朝向之间角度的偏差不得超过10°，迅速调节气流控制阀9至气表指示的流速与实际的烟气流速相等，并同时记录起始时间T、湿式气表起始体积读数V₁和此时的温度t；

5等速吸气10min后，关闭真空泵11；

6迅速取出采样管5，垂直取出滤纸3，将其放入干燥瓶中保存，以备称重，记录气表的终止读数V₂，从而得到吸入烟气的总体积V＝V₁-V₂；

7称出滤纸3的吸尘后的重量m₂，得到灰尘重量m＝m₁-m₂。

8将数据代入下列公式计算出烟气中灰尘的含量：

C＝m×1000/{V×[273.15/(273.15+t)]×[(P_a+P_m-P_v)/760]}

其中：C-灰尘浓度，单位：mg/m³

m-灰尘的质量，单位：mg

V-吸入烟气的总体积，单位：L

t-湿式气表温度计温度，单位：℃

P_a-大气压，单位：mmHg

P_m-湿式气表压力，单位：mmHg

P_v-t℃时的饱和蒸汽压，单位：mmHg

以某电厂脱硫装置出口的烟气为例进行说明，通过测试得到以下几个数据：

m-灰尘的质量为17.4mg

V-吸入烟气的总体积为161L

t-湿式气表温度计温度为11.5℃

P_a-大气压为760mmHg

P_m-湿式气表压力为0mmHg

P_v-11.5℃时的饱和蒸汽压为10.2mmHg(查表获得)

由公式计算可得：

$C=m\×1000/[V\×\{273.15/(273.15+t)\}\×\{(P_a+P_m-P_v)/760\left\}\right]$

$=17.4\×1000/[161\×\{273.15/(273.15+11.5)\}\×\{(760+0-10.2)/760\left)\right\}]$

$=114.17\mathrm{mg}/m^3$

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.测量烟气中灰尘含量的设备，其特征在于：包括集尘装置、采样装置和抽吸装置，所述集尘装置的出口端与采样装置的进口端相连，所述采样装置的出口端与抽吸装置的进口端相连；

所述集尘装置包括吸嘴(1)、进气空腔(2)和滤纸(3)，所述吸嘴(1)与进气空腔(2)相连通，所述滤纸(3)通过滤纸固定装置(4)固定在进气空腔(2)的内部，所述进气空腔(2)与采样装置的进口端相连通；

所述采样装置为采样管(5)，所述采样管(5)包括内管(51)和外管(52)；

所述抽吸装置包括真空泵(6)和湿式气表(7)，所述采样装置、真空泵(6)、湿式气表(7)依次通过连接管(8)相连，所述采样装置与真空泵(6)之间的连接管(8)上设置有气流调节阀(9)。

2.根据权利要求1所述的测量烟气中灰尘含量的设备，其特征在于：滤纸固定装置(4)沿烟气进入方向依次包括有塑料压圈(41)、塑料垫圈I(42)、塑料垫圈II(43)和金属网(44)，所述滤纸(3)设置在塑料垫圈I(42)与塑料垫圈II(43)之间。

3.根据权利要求2所述的测量烟气中灰尘含量的设备，其特征在于：所述所述塑料压圈(41)、塑料垫圈I(42)、滤纸(3)、塑料垫圈II(43)和金属网(44)的几何中心与吸嘴(1)的中心轴线重合。

4.根据权利要求3所述的测量烟气中灰尘含量的设备，其特征在于：所述采样装置还包括方向标(10)，所述方向标(10)设置在外管(52)上。

5.采用如权利要求1中的设备测量烟气中灰尘含量的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将权利要求1中的滤纸(3)干燥，冷却至室温，称出其起始重量m₁并记录；

2)将事先单独放置的采样管(5)的进口端与集尘装置的进气空腔(2)相连并保持密封，将吸嘴(1)背向烟气流向并放置于采样点；

3)打开真空泵(6)，将湿式气表(7)调零，旋紧气流调节阀(9)，关闭真空泵(6)；

4)打开真空泵(6)，将采样管(5)及吸嘴(1)正对于烟气流向，烟气流向和吸嘴朝向之间角度的偏差不大于10°，迅速调节气流控制阀(9)至气表指示的流速与实际的烟气流速相等，并同时记录起始时间T、湿式气表起始体积读数V₁和此时的温度t；

5)等速吸入待测气体后，关闭真空泵(11)；

6)取出采样管(5)，垂直取出滤纸(3)，将其放入干燥瓶中保存，以备称重，记录气表的终止读数V₂，从而得到吸入烟气的总体积V＝V₁-V₂；

7)称出滤纸(3)的吸尘后的重量m₂，得到灰尘重量m＝m₁-m₂。

8)将数据代入公式计算出烟气中灰尘的含量：

C＝m×1000/{V×[273.15/(273.15+t)]×[(P_a+P_m-P_v)/760]}

其中：C-灰尘浓度，单位：mg/m³

m-灰尘的质量，单位：mg

V-吸入烟气的总体积，单位：L

t-湿式气表温度计温度，单位：℃

P_a-大气压，单位：mmHg

P_m-湿式气表压力，单位：mmHg

P_v-t℃时的饱和蒸汽压，单位：mmHg

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