CN106482987A - 一种生物质燃烧的采样系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物质燃烧的采样系统，为研究生物质燃烧排放颗粒物与气态污染物的特征，设计用于生物质燃烧排放实验室模拟研究密封采样系统。该系统可模拟生物质室内外燃烧，烟气排放到大气中的冷却、稀释、变化等理化过程，以及收集燃烧排放的细颗粒物和多种衡量气态污染物的动态变化。本发明生物质燃烧采样系统由4部分组成，包括模拟燃烧装置、烟道采集装置、停留室装置和空气压缩机装置。为了克服传统生物质燃烧排放烟尘分析的缺陷，本发明采用全封闭式生物质燃烧室，烟尘采集和烟尘分析。

Description

一种生物质燃烧的采样系统

技术领域

本发明涉及一种采样系统，具体涉及一种生物质燃烧的采样系统。

背景技术

生物质燃烧技术是指破碎成一定粒度和干燥到一定程度的煤及可燃生物质，按一定比例掺混，利用秸秆压块机，将生物质中的木质素、纤维素、半纤维素等与煤粘结性的差异经压制而成。生物质在其中既起粘结作用又起助燃作用。生物质型煤技术将不可再生的化石燃料(煤炭)和可再生的生物质能(生物质燃料)巧妙的结合在一起，这一结合预示着一种极有生命力的复合新能源的诞生，这一结合为生物质的大规模工业化利用提供了可能的有效途径，这一结合为我国工业型煤的加速推广应用注入了新的活力，这一结合对于开辟能源新领域，促进环保效益及生态的良性循环，加快国民经济持续稳定的发展有着极其重要的意义。

由于生物质燃烧释放浓度较大颗粒物和气态污染物，因此传统的生物质燃烧排放烟尘分析具有很多缺陷，诸如焦油冷凝使得灰尘附着烟道，造成系统不工作等缺陷。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种克服传统生物质燃烧排放烟尘分析的缺陷生物质燃烧的采样系统。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种生物质燃烧的采样系统，其改进之处在于，所述系统包括依次连接的模拟燃烧装置、烟道采集装置、停留室装置和空气压缩机装置，所述模拟燃烧装置、烟道采集装置、停留室装置和空气压缩机装置组成封闭系统；所述模拟燃烧装置包括电热板和温度控制器；所述烟道采集装置包括烟气管道以及依次设置在烟气管道上的温度电子测试仪I、压力电子测试仪I和湿度电子测试仪I；所述停留室装置包括分别设置在停留室装置顶部的温度电子测试仪II、湿度电子测试仪II和压力电子测试仪II；所述空气压缩机装置包括气体通道以及设置在气体通道上的用于压缩空气及干燥空气的空气压缩机和压力表；

所述停留室装置还设置有用于保证停留室装置内烟气混合均匀的双重挡板。

进一步地，所述模拟燃烧装置采用长方体结构，所述电热板设置于长方体结构的底端；所述温度控制器设置于长方体结构的侧面；所述模拟燃烧装置还包括设置于电热板下方的电压控制器。

更进一步地，所述模拟燃烧装置长方体结构的四个面采用玻璃板实现；所述模拟燃烧装置的长方体结构的长为1000mm，宽为800mm，高为1300mm。

进一步地，所述烟气管道上还设置有采样泵模块I、用于PM2.5检测的气态污染物检测仪和用于PM10检测的固态污染物检测仪；

在所述烟气管道上设置有调节阀；在所述气态污染物检测仪和固态污染物检测仪均设置有调节阀；

所述气态污染物检测仪包括内直径为8.5mm的管道；所述固态污染物检测仪包括内直径为10mm的管道。

更进一步地，所述采样泵模块I包括依次连接的管道、膜托模块和采样泵I；所述膜托模块包括过滤PM10的前膜托和过滤PM2.5的后膜托。

更进一步地，所述烟气管道的进气口嵌入用于模拟生物质燃烧的模拟燃烧装置内，排气口嵌入用于处理生物质燃烧烟气的停留室装置内；

所述烟气管道采用U型结构，设置在模拟燃烧装置内的烟气管道弯头处的长度为500mm，设置在停留室装置的烟气管道弯头的长度为300mm，所述烟气管道平行于水平面的长度为2000mm，所述烟气管道的内直径为80mm。

进一步地，所述停留室装置采用长方体结构，在长方体结构的顶部分别设置有温度电子测试仪II、湿度电子测试仪II和压力电子测试仪II；在长方体结构的顶部还设置有采样泵模块II、用于PM2.5检测的气态污染物检测仪和用于PM10检测的固态污染物检测仪、嵌入于停留室装置长方体结构中的加湿器；在所述加湿器上设有调节阀；

所述双重挡板采用光滑透明玻璃板制成；

在停留室装置长方体结构的底面设有用于排水和排气的管道，在管道上设有排水阀，所述管道的内直径为50mm。

更进一步地，所述采样泵模块II包括依次连接的采样泵管道、膜托模块和采样泵II；所述膜托模块包括过滤PM10的前膜托和过滤PM2.5的后膜托；

所述停留室装置长方体结构的长为1500mm，宽为800mm，高为1500mm。

进一步地，所述气体通道的入气口与用于处理生物质燃烧烟气的停留室装置连接，出气口与用于模拟生物质燃烧的模拟燃烧装置连接；

所述空气压缩机装置还包括分别设置于空气压缩机两端的干燥器I和干燥器II；

在所述干燥器I的出气口设置有流量计I，在所述干燥器II的入气口设置有流量计II；

所述空气压缩机装置还包括设置于流量计I和干燥器I之间的调节阀I以及设置于流量计II和干燥器II之间的调节阀II。

更进一步地，所述气体管道的内直径为50mm；所述空气压缩机采用无油空气压缩机。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的优异效果是：

为研究生物质燃烧排放颗粒物与气态污染物的特征，设计用于生物质燃烧排放实验室模拟研究密封采样系统。该系统可模拟生物质室内外燃烧，烟气排放到大气中的冷却、稀释、变化等理化过程，以及收集燃烧排放的细颗粒物和多种衡量气态污染物的动态变化。本发明生物质燃烧采样系统由4部分组成，包括模拟燃烧装置、烟道采集装置、停留室装置和空气压缩机装置。为了克服传统生物质燃烧排放烟尘分析的缺陷，本发明采用全封闭式生物质燃烧室，烟尘采集和烟尘分析。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

附图说明

图1是本发明提供的一种生物质燃烧的采样系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

如图1所示，为本发明提供的一种生物质燃烧的采样系统的结构示意图，所述系统包括依次连接的模拟燃烧装置、烟道采集装置、停留室装置和空气压缩机装置，所述模拟燃烧装置、烟道采集装置、停留室装置和空气压缩机装置组成封闭系统。

在上述实施例中，模拟燃烧装置采用长方体结构，包括电热板和温度控制器，电热板设置于长方体结构的底端；温度控制器设置于长方体结构的侧面；模拟燃烧装置还包括设置于电热板下方的电压控制器。

在上述实施例中，模拟燃烧装置长方体结构的四个面采用玻璃板实现；模拟燃烧装置的长方体结构的长为1000mm，宽为800mm，高为1300mm。

在上述实施例中，所述烟道采集装置包括烟气管道以及依次设置在烟气管道上的温度电子测试仪I、压力电子测试仪I和湿度电子测试仪I；在烟气管道上还设置有采样泵模块I、用于PM2.5检测的气态污染物检测仪和用于PM10检测的固态污染物检测仪；

具体的：在烟气管道上设置有调节阀；在气态污染物检测仪和固态污染物检测仪均设置有调节阀；

具体的：气态污染物检测仪包括内直径为8.5mm的管道；固态污染物检测仪包括内直径为10mm的管道。

在上述实施例中，采样泵模块I包括依次连接的管道、膜托模块和采样泵I；所述膜托模块包括过滤PM10的前膜托和过滤PM2.5的后膜托。

在上述实施例中，烟气管道的进气口嵌入用于模拟生物质燃烧的模拟燃烧装置内，排气口嵌入用于处理生物质燃烧烟气的停留室装置内；

烟气管道采用U型结构，设置在模拟燃烧装置内的烟气管道弯头处的长度为500mm，设置在停留室装置的烟气管道弯头的长度为300mm，所述烟气管道平行于水平面的长度为2000mm，所述烟气管道的内直径为80mm。

在上述实施例中，停留室装置采用长方体结构，在长方体结构的顶部分别设置有温度电子测试仪II、湿度电子测试仪II和压力电子测试仪II；在长方体结构的顶部还设置有采样泵模块II、用于PM2.5检测的气态污染物检测仪和用于PM10检测的固态污染物检测仪、嵌入于停留室装置长方体结构中的加湿器；在所述加湿器上设有调节阀；

在停留室装置长方体结构内部还设置有用于保证停留室装置内烟气混合均匀的双重挡板，所述双重挡板采用光滑透明玻璃板制成；

在停留室装置长方体结构的底面设有用于排水和排气的管道，在管道上设有排水阀，所述管道的内直径为50mm。

具体的，采样泵模块II包括依次连接的采样泵管道、膜托模块和采样泵II；所述膜托模块包括过滤PM10的前膜托和过滤PM2.5的后膜托；

停留室装置长方体结构的长为1500mm，宽为800mm，高为1500mm。

在上述实施例中，空气压缩机装置包括气体通道以及设置在气体通道上的用于压缩空气及干燥空气的空气压缩机和压力表，气体通道的入气口与用于处理生物质燃烧烟气的停留室装置连接，出气口与用于模拟生物质燃烧的模拟燃烧装置连接；

空气压缩机装置还包括分别设置于空气压缩机两端的干燥器I和干燥器II；

在干燥器I的出气口设置有流量计I，在所述干燥器II的入气口设置有流量计II；

空气压缩机装置还包括设置于流量计I和干燥器I之间的调节阀I以及设置于流量计II和干燥器II之间的调节阀II。

具体的，气体管道的内直径为50mm；所述空气压缩机采用无油空气压缩机。

本发明提供的系统主体材料采用抛光不锈钢制作，以防止静电吸附，减少颗粒物等在燃烧室、烟道中及停留事的损失。由于生物质燃烧释放浓度较大颗粒物和气态污染物，为防止烟道冷凝吸附，同时对烟道进行了保温。同时尽可能缩短烟道长度，缩短采样管的长度。更好的实现其功能。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物质燃烧的采样系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的模拟燃烧装置、烟道采集装置、停留室装置和空气压缩机装置，所述模拟燃烧装置、烟道采集装置、停留室装置和空气压缩机装置组成封闭系统；所述模拟燃烧装置包括电热板和温度控制器；所述烟道采集装置包括烟气管道以及依次设置在烟气管道上的温度电子测试仪I、压力电子测试仪I和湿度电子测试仪I；所述停留室装置包括分别设置在停留室装置顶部的温度电子测试仪II、湿度电子测试仪II和压力电子测试仪II；所述空气压缩机装置包括气体通道以及设置在气体通道上的用于压缩空气及干燥空气的空气压缩机和压力表；

所述停留室装置还设置有用于保证停留室装置内烟气混合均匀的双重挡板。

2.如权利要求1所述的生物质燃烧的采样系统，其特征在于，所述模拟燃烧装置采用长方体结构，所述电热板设置于长方体结构的底端；所述温度控制器设置于长方体结构的侧面；所述模拟燃烧装置还包括设置于电热板下方的电压控制器。

3.如权利要求2所述的生物质燃烧的采样系统，其特征在于，所述模拟燃烧装置长方体结构的四个面采用玻璃板实现；所述模拟燃烧装置的长方体结构的长为1000mm，宽为800mm，高为1300mm。

4.如权利要求1所述的生物质燃烧的采样系统，其特征在于，所述烟气管道上还设置有采样泵模块I、用于PM2.5检测的气态污染物检测仪和用于PM10检测的固态污染物检测仪；

在所述烟气管道上设置有调节阀；在所述气态污染物检测仪和固态污染物检测仪均设置有调节阀；

所述气态污染物检测仪包括内直径为8.5mm的管道；所述固态污染物检测仪包括内直径为10mm的管道。

5.如权利要求4所述的生物质燃烧的采样系统，其特征在于，所述采样泵模块I包括依次连接的管道、膜托模块和采样泵I；所述膜托模块包括过滤PM10的前膜托和过滤PM2.5的后膜托。

6.如权利要求4所述的生物质燃烧的采样系统，其特征在于，所述烟气管道的进气口嵌入用于模拟生物质燃烧的模拟燃烧装置内，排气口嵌入用于处理生物质燃烧烟气的停留室装置内；

所述烟气管道采用U型结构，设置在模拟燃烧装置内的烟气管道弯头处的长度为500mm，设置在停留室装置的烟气管道弯头的长度为300mm，所述烟气管道平行于水平面的长度为2000mm，所述烟气管道的内直径为80mm。

7.如权利要求1所述的生物质燃烧的采样系统，其特征在于，所述停留室装置采用长方体结构，在长方体结构的顶部分别设置有温度电子测试仪II、湿度电子测试仪II和压力电子测试仪II；在长方体结构的顶部还设置有采样泵模块II、用于PM2.5检测的气态污染物检测仪和用于PM10检测的固态污染物检测仪、嵌入于停留室装置长方体结构中的加湿器；在所述加湿器上设有调节阀；

所述双重挡板采用光滑透明玻璃板制成；

在停留室装置长方体结构的底面设有用于排水和排气的管道，在管道上设有排水阀，所述管道的内直径为50mm。

8.如权利要求7所述的生物质燃烧的采样系统，其特征在于，所述采样泵模块II包括依次连接的采样泵管道、膜托模块和采样泵II；所述膜托模块包括过滤PM10的前膜托和过滤PM2.5的后膜托；

所述停留室装置长方体结构的长为1500mm，宽为800mm，高为1500mm。

9.如权利要求1所述的生物质燃烧的采样系统，其特征在于，所述气体通道的入气口与用于处理生物质燃烧烟气的停留室装置连接，出气口与用于模拟生物质燃烧的模拟燃烧装置连接；

所述空气压缩机装置还包括分别设置于空气压缩机两端的干燥器I和干燥器II；

在所述干燥器I的出气口设置有流量计I，在所述干燥器II的入气口设置有流量计II；

所述空气压缩机装置还包括设置于流量计I和干燥器I之间的调节阀I以及设置于流量计II和干燥器II之间的调节阀II。

10.如权利要求9所述的生物质燃烧的采样系统，其特征在于，所述气体管道的内直径为50mm；所述空气压缩机采用无油空气压缩机。