CN105548470B - 一种测量烟气过饱和度的方法和装置 - Google Patents

一种测量烟气过饱和度的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105548470B
CN105548470B CN201510903388.0A CN201510903388A CN105548470B CN 105548470 B CN105548470 B CN 105548470B CN 201510903388 A CN201510903388 A CN 201510903388A CN 105548470 B CN105548470 B CN 105548470B
Authority
CN
China
Prior art keywords
flue gas
gas
supersaturated
density
dehumidification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510903388.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105548470A (zh
Inventor
张军
于燕
徐俊超
孟强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201510903388.0A priority Critical patent/CN105548470B/zh
Publication of CN105548470A publication Critical patent/CN105548470A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105548470B publication Critical patent/CN105548470B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0062—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the measuring method, e.g. intermittent, or the display, e.g. digital

Abstract

本发明公开一种测量烟气过饱和度的方法和装置，采用一种间接方法(过饱和烟气转变为可测量的未饱和烟气)来测量烟气过饱和度，首先测量过饱和烟气的密度、温度、颗粒质量浓度，过饱和气体经干燥剂充分减湿后得到未饱和气体，为了保证该过程温度恒定，同时采用氮气来保证烟气温度不变，最后测得未饱和烟气的密度、压力、温度、相对湿度，根据一系列参数换算和计算得到减湿后未饱和烟气的含湿量，并通过烟气减湿前后干空气质量不变，经过计算得到干燥段过程的含湿量，这两种含湿量的总和即为过饱和烟气的总含湿量，然后由过饱和气体的压力和温度得到该温度和压力所对应的饱和含湿量，这两者的比值即为过饱和烟气的过饱和度。

Description

一种测量烟气过饱和度的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种测量烟气过饱和度的方法和装置，属于气体湿度测量技术领域。
背景技术
目前研究表明，水汽以细颗粒物为凝结核的非均相核化凝结长大作用是应用蒸汽相变技术促进细颗粒物脱除的主要机理。过饱和水汽在细颗粒物表面异质核化在PM2.5脱除领域具有重要的意义。水汽在PM2.5颗粒表面凝结长大的首要条件就是构成过饱和环境。研究结果表明，水汽过饱和度是影响PM2.5长大的重要影响因素之一。所以测量表征过饱和环境的过饱和度非常重要，但是现阶段不能直接测量气体的过饱和度值，这是因为过饱和烟气处于非平衡态，同时湿度计的测量范围而过饱和状态的采用将过饱和气体转变为未饱和气体进行测量。
过饱和气体转变为未饱和气体的有多种方法，等压加热、等温减湿等。
发明内容
本发明的目的是针对过饱和气体无法利用湿度计测量的问题，提供一种测量烟气过饱和度的方法和装置，采用一种间接方法(过饱和烟气转变为可测量的未饱和烟气)。
来测量烟气过饱和度
本发明采用的技术方案为：一种测量烟气过饱和度的装置，包括烟气减湿室、恒温槽、真空泵、颗粒质量浓度分析仪、烟气密度分析仪、压力计、温度计、温湿度计和干燥段；
所述烟气减湿室设置在恒温槽内部，恒温槽上端设有氮气进口，恒温槽下端设有氮气出口；
所述烟气减湿室一侧设有烟气进口，烟气进口处设有颗粒质量浓度分析仪、压力计、温度计和烟气密度分析仪；
所述烟气减湿室另一侧设有烟气出口，烟气出口与真空泵连接，烟气出口处设有烟气密度分析仪、压力计和温湿度计；
所述烟气减湿室内设有干燥段。
作为优选，所述烟气减湿室和恒温槽均为密封性好、疏水的、耐温的且具有良好导热性能的材料制成。
作为优选，所述颗粒质量浓度分析仪和烟气密度分析仪采用光学仪器或电磁学仪器。
作为优选，所述干燥段由只吸收水蒸气且对烟气成分无影响的干燥剂组成。
一种采用上述装置的测量烟气过饱和度的方法，包括以下步骤：
(1)将过饱和烟气通过烟气进口，通过烟气密度分析仪测得过饱和烟气密度为m1，通过压力计、温度计测得过饱和气体压力和温度，得到该温度下的饱和含湿量为ds，并调整恒温槽中进气温度与过饱和烟气相同；过饱和烟气经过干燥段后变为未饱和烟气，通过烟气密度分析仪、压力计、温湿度计测得未饱和烟气密度为m2，温度为T，压力为P，相对湿度为其烟气减湿前后密度差值为干燥剂吸收的水蒸气的密度m3＝m1-m2，由减湿后未饱和气体的相关状态参数求得每千克烟气的水蒸气的量d0和含湿量d1，换算成每立方米烟气的水蒸气的量d'0，其中Psv为该温度下水蒸气饱和分压；
(2)烟气＝干空气+水蒸气+细颗粒，通过颗粒质量浓度分析仪测得细颗粒质量浓度为p1，减湿后烟气密度m2，减湿后水蒸气密度为d'0，可得干空气密度为m4＝m2-p1-d'0；减湿前后干空气的密度不发生改变，由干空气密度m4，干燥段吸收的水蒸气的密度m3可得减湿段含湿量m5＝m3/m4，过饱和气体含湿量为d2＝d1+m5，可得该过饱和气体的过饱和度为S＝d2/ds。
本发明过饱和态的烟气的相对湿度等温减湿至的可测未饱和烟气，首先测量过饱和烟气的密度、温度、颗粒质量浓度，过饱和气体经干燥剂充分减湿后得到未饱和气体，为了保证该过程温度恒定，同时采用同温度的氮气来保证烟气温度不变，最后测得未饱和烟气的密度、压力、温度、相对湿度，根据一系列参数换算和计算得到减湿后未饱和烟气的含湿量，并通过减湿前后干空气质量不变，经过计算得到干燥段过程中的含湿量，这两种含湿量的总和即为过饱和烟气的总含湿量，然后由过饱和气体的压力和温度得到该温度和压力所对应的饱和含湿量，这两者的比值即为过饱和烟气的过饱和度。
有益效果：本发明采用等温减湿方法获得烟气的含湿量d2和该温度压力下的含湿量ds来计算烟气的过饱和度，S＝d/ds。本发明装置结构简单、使用方便，可以高效的测量烟气过饱和度。
附图说明
图1为本发明原理图；
图2为本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
如图2所示，一种测量烟气过饱和度的装置，包括烟气减湿室1、恒温槽2、真空泵3、颗粒质量浓度分析仪4、烟气密度分析仪5和6、压力计7和8、温度计9、温湿度计10和干燥段13；
所述烟气减湿室1设置在恒温槽2内部，恒温槽2上端设有氮气进口15，恒温槽2下端设有氮气出口14；所述烟气减湿室1一侧设有烟气进口11，烟气进口11处设有颗粒质量浓度分析仪4、压力计7、温度计9和烟气密度分析仪5；所述烟气减湿室1另一侧设有烟气出口12，烟气出口12与真空泵3连接，烟气出口12处设有烟气密度分析仪6、压力计8和温湿度计10；所述烟气减湿室1内设有干燥段13。
所述烟气减湿室1和恒温槽2均为密封性好、疏水的、耐温的且具有良好导热性能的材料制成。所述颗粒质量浓度分析仪4和烟气密度分析仪5采用光学仪器或电磁学仪器。所述干燥段13由只吸收水蒸气且对烟气成分无影响的干燥剂组成。
本发明的烟气过饱和度测量方法如图1，A点是过饱和烟气的初始状态，其对应的温度为T，压力为P，根据温度和压力可计算出对应B点的饱和含湿量ds；过饱和烟气等温减湿后到达C点，测量C点的温度、压力和相对湿度，得到C点的含湿量d1；通过测量烟气减湿前后烟气的密度和颗粒质量浓度，经计算得到减湿段的含湿量(d2-d1)，因此可计算过饱和烟气的绝对含湿量d2，根据S＝d2/ds得到烟气过饱和度值。
利用该装置测量烟气过饱和度的计算方法和步骤如下：
(1)将过饱和烟气通过烟气进口11，通过烟气密度分析仪5测得过饱和烟气密度为m1(kg/cm3)，通过压力计7、温度计9测得过饱和气体压力和温度，可得到该温度下的饱和含湿量为ds(kg/kg(DA))，并调整恒温槽2中进气温度与过饱和烟气相同；过饱和烟气经过干燥段13后变为未饱和烟气，通过烟气密度分析仪6、压力计8、温湿度计10测得未饱和烟气密度为m2(kg/cm3)，温度为T，压力为P，相对湿度为其烟气减湿前后密度差值为干燥剂吸收的水蒸气的密度m3＝m1-m2(kg/cm3)，由减湿后未饱和气体的相关状态参数求得每千克烟气的水蒸气的量d0和含湿量d1，(kg/kg(烟气))，换算成d'0(kg/cm3(烟气))，其中Psv为该温度下水蒸气饱和分压；(kg/kg(DA))。
(2)烟气(kg/cm3)＝干空气(kg/cm3)+水蒸气(kg/cm3)+细颗粒(kg/cm3)通过颗粒质量浓度分析仪4测得细颗粒质量浓度为p1(kg/cm3(烟气))，减湿后烟气密度m2(kg/cm3)，减湿后水蒸气密度为d'0(kg/cm3(烟气))，可得干空气密度为m4＝m2-p1-d'0(kg/cm3)；减湿前后干空气的密度不发生改变，由干空气密度m4(kg/cm3)，干燥段吸收的水蒸气的密度m3(kg/cm3)可得减湿段含湿量m5＝m3/m4(kg/kg(DA))，过饱和气体含湿量为d2＝d1+m5(kg/kg(DA))，可得该过饱和气体的过饱和度为S＝d2/ds。
以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种测量烟气过饱和度的方法，该方法所采用的测量烟气过饱和度装置包括烟气减湿室、恒温槽、真空泵、颗粒质量浓度分析仪、烟气密度分析仪、压力计、温度计、温湿度计和干燥段；
所述烟气减湿室设置在恒温槽内部，恒温槽上端设有氮气进口，恒温槽下端设有氮气出口；
所述烟气减湿室一侧设有烟气进口，烟气进口处设有颗粒质量浓度分析仪、压力计、温度计和烟气密度分析仪；
所述烟气减湿室另一侧设有烟气出口，烟气出口与真空泵连接，烟气出口处设有烟气密度分析仪、压力计和温湿度计；
所述烟气减湿室内设有干燥段；
所述烟气减湿室和恒温槽均为密封性好、疏水的、耐温的且具有良好导热性能的材料制成；
所述颗粒质量浓度分析仪和烟气密度分析仪采用光学仪器或电磁学仪器；
所述干燥段由只吸收水蒸气且对烟气成分无影响的干燥剂组成；
所述测量烟气过饱和度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将过饱和烟气通过烟气进口，通过烟气密度分析仪测得过饱和烟气密度为m1，通过压力计、温度计测得过饱和气体压力和温度，得到该温度下的饱和含湿量为ds，并调整恒温槽中进气温度与过饱和烟气相同；过饱和烟气经过干燥段后变为未饱和烟气，通过烟气密度分析仪、压力计、温湿度计测得未饱和烟气密度为m2，温度为T，压力为P，相对湿度为其烟气减湿前后密度差值为干燥剂吸收的水蒸气的密度m3＝m1-m2，由减湿后未饱和气体的相关状态参数求得每千克烟气的水蒸气的量d0和含湿量d1，换算成每立方米烟气的水蒸气量d′0，其中Psv为该温度下水蒸气饱和分压；
(2)烟气＝干空气+水蒸气+细颗粒，通过颗粒质量浓度分析仪测得细颗粒质量浓度为p1，减湿后烟气密度m2，减湿后水蒸气密度为d′0，可得干空气密度为m4＝m2-p1-d'0；减湿前后干空气的密度不发生改变，由干空气密度m4，干燥段吸收的水蒸气的密度m3可得减湿段含湿量m5＝m3/m4，过饱和烟气含湿量为d2＝d1+m5，可得该过饱和烟气的过饱和度为S＝d2/ds。
CN201510903388.0A 2015-12-09 2015-12-09 一种测量烟气过饱和度的方法和装置 Active CN105548470B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510903388.0A CN105548470B (zh) 2015-12-09 2015-12-09 一种测量烟气过饱和度的方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510903388.0A CN105548470B (zh) 2015-12-09 2015-12-09 一种测量烟气过饱和度的方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105548470A CN105548470A (zh) 2016-05-04
CN105548470B true CN105548470B (zh) 2017-06-30

Family

ID=55827803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510903388.0A Active CN105548470B (zh) 2015-12-09 2015-12-09 一种测量烟气过饱和度的方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105548470B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108037155A (zh) * 2017-12-27 2018-05-15 武汉洪兴伟业环境科技有限公司 一种烟气含湿量测定仪
CN113109207B (zh) * 2021-04-12 2022-10-18 中国矿业大学 一种在线测量水汽过饱和度的装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001004573A (ja) * 1999-06-23 2001-01-12 Orion Mach Co Ltd 露点の測定方法とその装置及び気体の除湿方法とその装置
CN202092924U (zh) * 2011-01-12 2011-12-28 北京硕人海泰能源科技有限公司 气体含水量测量装置
CN102937618A (zh) * 2012-10-26 2013-02-20 河北省电力公司电力科学研究院 一种脱硫后烟气含湿量测定方法和装置
CN205027683U (zh) * 2015-10-08 2016-02-10 中国石油天然气股份有限公司 烟气含湿量的检测装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001004573A (ja) * 1999-06-23 2001-01-12 Orion Mach Co Ltd 露点の測定方法とその装置及び気体の除湿方法とその装置
CN202092924U (zh) * 2011-01-12 2011-12-28 北京硕人海泰能源科技有限公司 气体含水量测量装置
CN102937618A (zh) * 2012-10-26 2013-02-20 河北省电力公司电力科学研究院 一种脱硫后烟气含湿量测定方法和装置
CN205027683U (zh) * 2015-10-08 2016-02-10 中国石油天然气股份有限公司 烟气含湿量的检测装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105548470A (zh) 2016-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mujumdar et al. Drying of solids: principles, classification, and selection of dryers
Aktaş et al. Determination of drying characteristics of apples in a heat pump and solar dryer
Keey Drying: principles and practice
Misha et al. Performance of a solar-assisted solid desiccant dryer for oil palm fronds drying
CN104034625B (zh) 一维热湿传递特性参数测量试验台
Li et al. Superheated steam drying: Design aspects, energetic performances, and mathematical modeling
CN105548470B (zh) 一种测量烟气过饱和度的方法和装置
CN104849167B (zh) 用于片烟或烟丝生物质水分等温吸附脱附的检测装置
CN105571978B (zh) 一种水汽过饱和度测量方法及装置
CN105136857A (zh) 一种测量水汽过饱和度的方法及其装置
Defo et al. Modeling vacuum-contact drying of wood: The water potential approach
Tang et al. Experimental investigations and analysis of wet porous sand layer air-drying process
Wadsö et al. A second generation twin double microcalorimeter: Measurements of sorption isotherms, heats of sorption and sorption kinetics
Luthra et al. Exploration of rough rice head yield subjected to drying and retention durations in a fluidized bed system
Kang et al. Liquid water diffusivity of wood from the capillary pressure-moisture relation
CN105891054B (zh) 一种粉尘吸湿特性测定仪
Bulba et al. Experimental investigation of the processes of dehumidification of coniferous biomass
CN201034900Y (zh) 一种用于烟草热湿处理的在线分析装置
Dikmen et al. Energy and exergy analyses of vacuum drying process of pine timbers
Singh et al. Equilibrium moisture content of groundnut and chillies
RU2011138748A (ru) Способ определения степени сухости потока влажного пара
Aristov et al. Kinetics of water sorption on a CaCl 2-in-silica-gel-pores sorbent: The effects of the pellet size and temperature
Yi et al. Experimental equilibrium moisture content of wood under vacuum
Yang et al. Theoretical and experimental studies on low-temperature adsorption drying of fresh ginger
Shan et al. Validation and Optimization of Heat and Mass Transfer Model for Mushroom Convection Drying

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant