CN104697907B - 一种污染烟气颗粒粒径分布激光在线测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种污染烟气颗粒粒径分布激光在线测量系统，包括气体导管、气体采集系统、激光测量系统和计算机组成，其中气体采集系统设有气体泵、气体流量调节阀、气体离心机，气体采集系统将待测气体送入激光测量系统内进行测量，为了提高测量精度，本系统采用了分层测量技术，先用激光静态散射的方法测量粒径大于1μm的粒径分布，然后将测量完成后的气体通过气体颗粒过滤器，过滤掉直径大于1μm颗粒，再将气体送入激光测量系统，采用激光动态散射的方法测量粒径小于1μm的粒径分布，最后将数据汇总到计算机，利用相关软件和算法分析处理，绘出粒径分布曲线。

Description

一种污染烟气颗粒粒径分布激光在线测量系统

技术领域

本发明提供一种污染烟气颗粒粒径分布激光在线测量系统，属于颗粒在线测量技术领域。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平逐步地提高，国家越来越重视环境的质量，尤其是空气的质量，空气中粉尘主要来自于发电、化工、冶金等重工业，它们在燃煤、燃气、燃油的过程中会排放烟气颗粒，目前企业主要采用人工定时采样的方法测量排放烟气的质量状况，有的一些企业为了经济利益放弃了对工业废气的净化处理。

细颗粒物能较长时间悬浮于空气中，对空气质量有重要的影响。研究表明，细颗粒物对人体健康的危害更大，因为直径越小，进入呼吸道的部位越深。10μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，2μm以下的可深入到细支气管和肺泡。细颗粒物进入人体到肺泡后，直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态，因此掌握气体中各种颗粒的粒径分布非常有必要，目前使用较广泛的PM2.5检测只能得到直径小于或等于2.5微米的颗粒物，但是无法得到各种颗粒的粒径分布曲线。

发明内容

本发明的目的是提供一种污染烟气颗粒粒径分布激光在线测量系统，克服现有PM2.5检测缺陷，实现排放烟气的实时在线测量，并通过计算机显示该污染烟气中各种颗粒粒径的分布曲线。

本发明所采用的技术方案如下。

一种污染烟气颗粒粒径分布激光在线测量系统，该系统包括气体导管、气体采集系统、激光测量系统和计算机组成，其中气体采集系统设有气体泵、气体流量调节阀、气体离心机，机架分为上下两层，上层装设有气体导管、气体流量调节阀、第一气体泵通过气体导管与气体室相连接，气体室内安装有气体离心机，气体离心机上安装有离心机控制模块，气体室外面连接有四个气体导管，这四个气体导管分别与第一气体泵、第二气体泵、第五气体泵、第六气体泵连接，第二气体泵通过气体导管与激光测量系统相连接，第三气体泵通过气体导管与气体颗粒过滤器相连接，气体颗粒过滤器通过气体导管与第四气体泵相连接，第四气体泵通过气体导管与激光测量系统相连接，在机架的下层装设有气体罐，气体罐通过气体导管经第六气体泵与气体室相连接，氨气罐通过气体导管经第五气体泵与气体室相连接，机架的上部安装有隔离罩，隔离罩上部安装了风机，激光测量系统通过导线槽里面的数据传输线与计算机进行通信。气体采集系统能周期性的采集一定量的待测气体，当采集到的气体浓度过高时，可通过第五气体泵将氨气罐中的氨气送入气体离心机，再经过气体离心机将待测气体稀释，气体稀释并不会改变气体中颗粒粒径的分布情况。测量时，第二气体泵将气体离心机稀释的气体送入激光测量系统内进行测量，为了提高测量精度，本系统采用了分层测量技术，先用激光静态散射的方法测量粒径大于1μm的粒径分布，然后将测量完成后的气体经过气体颗粒过滤器，过滤掉直径大于1μm颗粒，再将气体送入激光测量系统，采用激光动态散射的方法测量粒径小于1μm的粒径分布，最后利用计算机上的相关软件和算法分析处理，绘出粒径分布曲线。

所述的污染烟气颗粒粒径分布激光在线测量系统，第一气体泵、第二气体泵、第三气体泵、第四气体泵、第五气体泵、第六气体泵均为可控气体泵，能通过计算机智能控制其工作状态。

所述的污染烟气颗粒粒径分布激光在线测量系统，气体离心机上安装有离心机控制模块，可以通过计算机智能控制其工作状态。

所述的污染烟气颗粒粒径分布激光在线测量系统，激光测量系统既能完成烟气颗粒对激光静态散射的测量，又能完成烟气颗粒对激光动态散射的测量。

所述的污染烟气颗粒粒径分布激光在线测量系统，气体颗粒过滤器为快速气体颗粒过滤器，允许通过的颗粒直径小于1μm。

本发明与现有技术相比，具有如下优点。

1、采用计算机智能控制的气体泵、气体离心机控制模块，可以根据计算机实时处理的结果，对气体泵和气体离心机进行控制，使采样更加方便准确。

2、采用了分层测量技术，先利用激光静态散射的方法测量粒径大于1μm粒径分布，然后将测量完成后的气体经过气体颗粒过滤器，过滤掉直径大于1μm颗粒，再将气体送入激光测量系统，采用激光动态散射的方法测量粒径小于1μm粒径分布，分层测量使测量结果更加准确。

3、增加了隔离罩和风机，当有突发情况发生时，可以打开风机，及时排出泄漏的气体。

4、采用了快速气体颗粒过滤器，提高了烟气颗粒过滤的效率。

附图说明

图1 是本发明实施例的主视结构示意图。

图2 是激光测量系统的原理结构图。

其中图1中：1、气体导管 2、气体流量调节阀 3、第一气体泵 4、气体离心机 5、离心机控制模块 6、气体室 7、第二气体泵 8、激光测量系统 9、第三气体泵 10、气体颗粒过滤器 11、第四气体泵 12、导线槽 13、氨气罐 14、第五气体泵 15、第六气体泵 16、气体罐17、机架 18、风机 19、隔离罩 20、计算机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

在图1中所示的实例中，机架17起到固定设备的作用，第一气体泵3通过气体导管1与气体管道相连接，气体导管上安装了气体流量调节阀2，计算机20上的控制系统控制气体泵的启动或停止，第一气体泵3将抽到的待测气体送到气体室6，气体室内有气体离心机4，当采样的待测气体浓度太高，使测量结果明显不正确的时候，计算机20会反馈控制信号给第五气体泵14和离心机控制模块5，第五气体泵14和离心机启动，将氨气罐13内的氨气由第五气体泵14送入气体室与采样的气体混合，将气体稀释，然后再通过第二气体泵7将待测气体送到激光测量系统8，于此同时，第六气体泵15启动，将气体室内剩余的气体全部抽进气体罐16中，对于那些送入激光测量系统8中的待测气体，激光测量系统8先用激光静态散射的方法测量颗粒粒径大于1μm颗粒的分布，然后将测量完成后的气体由第三气体泵9送到气体颗粒过滤器10，过滤掉直径大于1μm颗粒，启动第六气体泵15，将激光测量系统8内残余气体全部抽进气体罐16中，然后再由第四气体泵11将过滤后的气体送进激光测量系统8，采用激光动态散射的方法测量粒径小于1μm粒径分布，激光测量系统8将测量的数据通过导线槽12里面的数据传输线与计算机20通信，计算机整合这些数据，采用相关软件和算法分析处理，绘出粒径分布曲线。在有突发情况（如气体泄漏）发生时，可以打开隔离罩19上面的风机18，对装置内部进行通风，及时排出泄漏的气体。

在图2中所示的，激光测量系统的原理结构图，激光器发出激光束，经透镜后打到烟气颗粒室，其中端口a、b、c与图1中激光测量系统所标注的a、b、c是对应连接的，采集器采集通过烟气颗粒室后散射的激光，采集器将采集到的信号通过数据传输线传送到计算机，计算机整合这些数据，利用相关软件和算法分析处理，绘出粒径分布曲线。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术的方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种污染烟气颗粒粒径分布激光在线测量系统，包括机架（17）分为上下两层，上层装设有气体导管（1）、气体流量调节阀（2）、第一气体泵（3）通过气体导管与气体室（6）相连接，气体室（6）内安装有气体离心机（4），气体离心机（4）上安装有离心机控制模块（5），气体室外面连接有四个气体导管，这四个气体导管分别与第一气体泵（3）、第二气体泵（7）、第六气体泵（15）、第五气体泵（14）连接，第二气体泵（7）通过气体导管与激光测量系统（8）相连接，第三气体泵（9）通过气体导管与气体颗粒过滤器（10）相连接，气体颗粒过滤器（10）通过气体导管与第四气体泵（11）相连接，第四气体泵（11）通过气体导管与激光测量系统（8）相连接，在机架（17）的下层装设有气体罐（16），气体罐（16）通过气体导管经第六气体泵（15）与气体室（6）相连接，氨气罐（13）通过气体导管经第六气体泵（15）与气体室（6）相连接，机架（17）的上部安装有隔离罩（19），隔离罩（19）上部安装了风机（18），激光测量系统（8）通过导线槽（12）里面的数据传输线与计算机（20）进行通信；第一气体泵（3）、第二气体泵（7）、第三气体泵（9）、第四气体泵（11）、第五气体泵（14）、第六气体泵（15）均为可控气体泵，能通过计算机智能控制其工作状态；气体离心机（4）上安装有离心机控制模块（5），通过计算机智能控制其工作状态；激光测量系统（8）既能完成烟气颗粒对激光静态散射的测量，又能完成烟气颗粒对激光动态散射的测量；气体颗粒过滤器（11）为快速气体颗粒过滤器，允许通过的颗粒直径小于1μm。