CN107655728A - 适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置及方法 - Google Patents
适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107655728A CN107655728A CN201711097811.8A CN201711097811A CN107655728A CN 107655728 A CN107655728 A CN 107655728A CN 201711097811 A CN201711097811 A CN 201711097811A CN 107655728 A CN107655728 A CN 107655728A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sampling
- flue gas
- temperature
- low
- sampling head
- 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.)
- Pending
Links
- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims abstract description 228
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 title claims abstract description 158
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 156
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 title claims abstract description 76
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 46
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 21
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 33
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 32
- 239000003818 cinder Substances 0.000 claims description 23
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 12
- 230000003189 isokinetic effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 8
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 6
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 abstract description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000013425 morphometry Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 27
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004710 electron pair approximation Methods 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001925 catabolic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2247—Sampling from a flowing stream of gas
- G01N1/2258—Sampling from a flowing stream of gas in a stack or chimney
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
- G01N1/2205—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling with filters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
- G01N1/2214—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling by sorption
Abstract
本发明公开了一种适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置及方法,在采样枪的前端根据烟气条件的不同,安装适用的采样头对烟气进行预处理,使得温度适宜且无尘的烟气通过活性炭管,对烟气中的痕量元素进行吸附采样;具体的,在SCR出入口等位置,采用高温高灰采样头,该采样头通过滤膜过滤飞灰、空气夹层降低烟温;在空预器出口、除尘器入口等位置,采用低温高灰采样头,该采样头通过惯性过滤和滤膜过滤,分两级过滤飞灰;在除尘器出口、脱硫塔出口等位置,采用低温低灰采样头,该采样头通过滤膜过滤飞灰、伴热装置调节烟温;利用该方法,可以实现采用吸附炭管法,在不同烟道位置对烟气中痕量元素(尤其是低挥发性痕量元素)的取样监测,并保证其浓度及形态测量结果的准确可靠。
Description
技术领域
本发明涉及燃煤电厂环保及污染物排放监测技术领域,特别涉及一种适用于对烟气中低挥发性痕量元素进行取样监测的装置及方法。
背景技术
煤炭的元素构成复杂,除了与燃烧直接相关的碳、氢、氧等元素之外,还含有硅、铝、氮、硫、重金属(例如汞、铬、铅、硒、砷等)等诸多元素。这些元素在燃烧过程中发生化学反应,转化为烟气、飞灰、灰渣等不同介质的元素构成,转化的产物对于人体健康、环境污染的效应也不尽相同。其中,烟气中的污染物由于危害大、影响范围广、排放后难以处理,因此是燃煤电厂污染物控制的重点。
随着燃煤电厂超低排放控制工作的推进,粉尘、氮氧化物、二氧化硫等常规污染物已经得到了有效的控制。因此近年来,燃煤电厂的有害痕量元素排放愈来愈受到社会的广泛关注。这主要是由于虽然有害痕量元素的含量普遍很低,但是其生物毒性很高,对于人体健康、环境污染的影响突出。而掌握燃煤电厂有害痕量元素的排放特性、阐明生产过程中有害痕量元素的迁移规律,是实现大气有害痕量元素排放控制的基础,而实现不同烟道位置、不同烟气条件下有害痕量元素及形态的准确监测,则是以上工作的前提。
对于烟气中痕量元素的测量,汞的研究较多,测试方法也较为成熟。但是,烟气中其他痕量元素测量方法的研发则明显滞后,目前国内外的标准方法只有液体吸收法,典型的,如美国EPA Method 29,该方法的原理是:燃煤烟气经过过滤装置去除烟气中的颗粒物之后进入到以硝酸/双氧水、酸性高锰酸钾为吸收液的一系列吸收瓶当中,烟气中的痕量元素被吸收液捕集,然后通过仪器对溶液中的痕量元素浓度进行分析,即可换算得到烟气中的痕量元素浓度。但是,该方法存在操作复杂、对测试人员和过程控制的要求高、容易产生操作误差等问题。
烟气中汞浓度的测量方法中,有一种吸附炭管法,是采用管中的活性炭对烟气中的汞进行吸附,然后进行分析测定,而为了保证测量结果的可靠,需同时采用两只活性炭管进行取样,此外还有其它的质量控制措施。与液体吸收法相比较,吸附炭管法的主要优势在于操作简便,测量结果的准确性更有保障。
但是,吸附碳管法测汞时,要求在除尘器后的微尘条件下进行测试,其核心是防止颗粒物中的汞对测量结果的影响,此时颗粒物中的汞与总汞相比极少,可以保证测量结果的准确。而进行其他痕量元素的测量时,由于其他痕量元素的挥发性往往较低,即使在除尘后,也有很大一部分存在在颗粒物当中,会影响测量结果。而在除尘前的高灰条件下,更是无法采用吸附碳管法对痕量元素进行取样监测。
因此,如何实现吸附炭管法在不同烟气条件下准确进行低挥发性痕量元素排放的取样监测,对掌握燃煤电厂或其它固定源的痕量元素的排放特性和迁移规律,继而进行痕量元素的控制,具有非常重要的意义。所述的不同烟气条件,典型的包括:SCR脱硝前后烟道的高温(300~400℃)高灰烟气,空预器后、除尘器前的低温(100~150℃)高灰烟气,除尘器后的低温低灰烟气。
发明内容
为了实现吸附炭管法在不同烟气条件下能准确进行低挥发性痕量元素的取样监测,本发明在现有EPA 30B方法的基础上,设计了前端采样装置,并针对高温高灰、低温高灰、低温低灰的不同特点,采用了不同的方案,从而提出了一种适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置及方法。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置,在高温高灰条件下,在采样枪1的前端安装有高温高灰采样头10,在低温高灰条件下,在采样枪1的前端安装有低温高灰采样头18,在低温低灰条件下,在采样枪1的前端安装有低温低灰采样头22;在采样枪1的前段内安装有活性炭管2,利用高温高灰采样头10、低温高灰采样头18、低温低灰采样头22对采样烟气进行除尘,并调节烟气温度,使得温度满足测量条件且无尘的烟气通过活性炭管2,满足痕量元素的取样条件;
所述高温高灰采样头10的入口设有过滤罩7和多孔板9,在过滤罩7和多孔板9之间装有高温滤膜8,用于过滤飞灰;当采样烟气温度降至满足测量条件时,利用活性炭管2对烟气中的痕量元素吸附取样;
所述低温高灰采样头18的前端侧方设有进行取样的采样口17,低温高灰采样头18内中段,设有多级粗灰挡板19,利用惯性对粗灰进行过滤;低温高灰采样头18内后段,设有多孔板21,并在多孔板21上装有低温滤膜20,用于过滤细灰;无尘的烟气通过活性炭管2采样。
所述低温低灰采样头22内中部设有多孔板21,并在多孔板21上装有低温滤膜20,过滤飞灰,同时根据需要调节烟气温度,使温度满足测量条件且无尘的烟气通过活性炭管2采样。
所述过滤罩7前端设有采样嘴15,实现等速取样;所述过滤罩7内设有储灰槽16,用于当飞灰较多时,储存高温滤膜8滤下的飞灰。
所述高温高灰采样头10的外围设有空气夹层11,在高温高灰采样头10的末端设有进气口12和出气口13,进气口13与冷却气泵14相连,利用冷却气泵14产生的空气对高温高灰采样头10内的烟气进行快速冷却,使烟气温度满足测量条件。
所述活性炭管2处烟气温度的控制,通过调节冷却气泵14产生的空气量实现,或通过调节采样枪1在高温高灰采样头10中的位置实现。
所述多级粗灰挡板19为三级,第一级为圆板中间开孔,烟气从中间通过,并在第一级圆板靠近采样口17一侧开有一小孔,便于将滤下的粗灰取出;第二级为直径小于低温高灰采样头18内筒的圆板,烟气从四周流过;第三级为圆板中间开孔,烟气从中间通过,并设有储灰槽。
所述低温低灰采样头22的入口设有采样嘴15,实现等速取样;在低温低灰采样头22四周设有伴热装置23,使烟气温度满足测量条件并且使低温低灰采样头22内无水凝结。
所述高温高灰采样头10、低温高灰采样头18和低温低灰采样头22,在采样头内部,所有会跟烟气接触的部件,为了避免可能的对痕量元素的吸附,采用玻璃或聚四氟材质,或者在金属材质表面镀玻璃涂层或聚四氟涂层,并且相关组件之间密封严密。
在采样枪1的前段安装有两根活性炭管2,采样枪1的内部也分为两部分分别走两路烟气,采样枪1的末端连接有两根连接管3,连接管3与烟气除水装置4相连,烟气除水装置4连接两台采样泵5,每台采样泵5分别连接一套烟气流量测量装置6,从而实现两路烟气同时采样和计量。
所述的适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置进行取样监测的方法,在高温高灰条件下,先通过高温滤膜8在高温下过滤飞灰,然后使采样烟气的温度快速下降,保证温度满足测量条件且无尘的烟气通过活性炭管2,而且高温下的飞灰、烟气快速的降温对痕量元素的影响小,能够保证测量的准确;在低温高灰条件下,先通过多级粗灰挡板19利用惯性对粗灰进行过滤,然后利用低温滤膜20对细灰进行过滤,同样保证活性炭管2处的烟气温度适宜且无尘,并防止飞灰在低温滤膜20上形成一层厚厚的吸附层,对痕量元素产生二次吸附,保证测量的准确;在低温低灰条件下,采用低温滤膜20对飞灰进行过滤,并通过伴热装置23使烟气温度满足测量条件,且采样头内无水凝结,保证测量的准确。
和现有技术相比较,本发明的突出优点是:
1.通过采样头对烟气进行预处理,使得温度适宜且无尘的烟气通过活性炭管,对烟气中的痕量元素进行吸附采样,并且采样头的预处理在实现飞灰和烟气分离的同时,对痕量元素的状态不造成影响,保证测量结果的准确性,从而实现采用吸附炭管法,在不同烟道位置对烟气中痕量元素的取样监测,并尤其适用于低挥发性痕量元素。
2.在高温高灰条件下,利用高温高灰采样头进行取样,首先进行除尘,所过滤下的飞灰由于处于高温(300~400℃)条件下,对痕量元素的吸附能力弱,因此对测量结果的影响可以忽略,然后快速降温,采样枪的位置可以根据烟温变化情况设在合适的位置,从而实现对烟气中痕量元素浓度及其形态的准确测量。
3.在低温高灰条件下,利用低温高灰采样头进行取样,首先将大量的粗灰利用惯性过滤的原理进行一级过滤,然后利用滤膜对剩余的细灰进行二级过滤,由于滤膜前的飞灰量已大幅减少,不会形成一层厚厚的飞灰层,因此对痕量元素的吸附较少,对测量结果的影响可以忽略,从而实现对烟气中痕量元素浓度及其形态的准确测量。
4.在低温低灰条件下,利用低温低灰采样头进行取样,采用滤膜对飞灰进行过滤,并采用伴热装置在必要情况下对烟气进行加热,使烟气温度满足测量条件,并且采样头内无水凝结,从而实现对烟气中痕量元素浓度及其形态的准确测量。
5.本发明仅仅通过在用于低温微尘条件下汞排放监测EPA 30B方法所用仪器装置的基础上,在采样枪的前端根据烟气条件的不同,安装各自适用的采样头,即可实现对不同烟气条件下各种痕量元素的取样监测,系统简单、操作方便、成本低。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图。
图2是本发明的实施例1的示意图。
图3是本发明的实施例2的示意图。
图4是本发明的实施例3的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。
如图1所示,本发明一种适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置,在高温高灰条件下,在采样枪1的前端安装有高温高灰采样头10,在低温高灰条件下,在采样枪1的前端安装有低温高灰采样头18,在低温低灰条件下,在采样枪1的前端安装有低温低灰采样头22;在采样枪1的前段内安装有活性炭管2,利用高温高灰采样头10、低温高灰采样头18、低温低灰采样头22对采样烟气进行除尘,并调节烟气温度,使得温度满足测量条件(100~150℃)且无尘的烟气通过活性炭管2,满足痕量元素的取样条件。所述高温高灰采样头10的入口设有过滤罩7和多孔板9,在过滤罩7和多孔板9之间装有高温滤膜8,用于过滤飞灰;当采样烟气温度降至满足测量条件(100~150℃)时,利用活性炭管2对烟气中的痕量元素吸附取样。所述低温高灰采样头18的前端侧方设有进行取样的采样口17,低温高灰采样头18内中段,设有多级粗灰挡板19,利用惯性对粗灰进行过滤;低温高灰采样头18内后段,设有多孔板21,并在多孔板21上装有低温滤膜20,用于过滤细灰;无尘的烟气通过活性炭管2采样。所述低温低灰采样头22内中部设有多孔板21,并在多孔板21上装有低温滤膜20,过滤飞灰,同时根据需要调节烟气温度,使温度满足测量条件(100~150℃)且无尘的烟气通过活性炭管2采样。
作为本发明的优选实施方式,所述过滤罩7前端设有采样嘴15,实现等速取样;所述过滤罩7内设有储灰槽16,用于当飞灰较多时,储存高温滤膜8滤下的飞灰。
作为本发明的优选实施方式,所述高温高灰采样头10的外围设有空气夹层11,在高温高灰采样头10的末端设有进气口12和出气口13,进气口13与冷却气泵14相连,利用冷却气泵14产生的空气对高温高灰采样头10内的烟气进行快速冷却,使烟气温度满足测量条件。
作为本发明的优选实施方式,所述活性炭管2处烟气温度的控制,通过调节冷却气泵14产生的空气量实现,或通过调节采样枪1在高温高灰采样头10中的位置实现。
作为本发明的优选实施方式,所述多级粗灰挡板19为三级,第一级为圆板中间开孔,烟气从中间通过,并在第一级圆板靠近采样口17一侧开有一小孔,便于将滤下的粗灰取出;第二级为直径小于低温高灰采样头18内筒的圆板,烟气从四周流过;第三级为圆板中间开孔,烟气从中间通过,并设有储灰槽。
作为本发明的优选实施方式,所述低温低灰采样头22的入口设有采样嘴15,实现等速取样;在四周设有伴热装置23,使烟气温度满足测量条件,并且使低温低灰采样头22内无水凝结。
作为本发明的优选实施方式,所述高温高灰采样头10、低温高灰采样头18和低温低灰采样头22,在采样头内部,所有会跟烟气接触的部件,为了避免可能的对痕量元素的吸附,采用玻璃或聚四氟材质,或者在金属材质表面镀玻璃涂层或聚四氟涂层,并且相关组件之间密封严密。
作为本发明的优选实施方式,在采样枪1的前段安装有两根活性炭管2,采样枪1的内部也分为两部分分别走两路烟气,采样枪1的末端连接有两根连接管3,连接管3与烟气除水装置4相连,烟气除水装置4连接两台采样泵5,每台采样泵5分别连接一套烟气流量测量装置6,从而实现两路烟气同时采样和计量。
本发明适用于对烟气中低挥发性痕量元素进行取样监测的方法,在高温高灰条件下,先通过高温滤膜8在高温下过滤飞灰,然后使采样烟气的温度快速下降,保证温度满足测量条件(100~150℃)且无尘的烟气通过活性炭管2,而且高温下的飞灰、烟气快速的降温对痕量元素的影响小,能够保证测量的准确;在低温高灰条件下,先通过多级粗灰挡板19利用惯性对粗灰进行过滤,然后利用低温滤膜20对细灰进行过滤,同样保证活性炭管2处的烟气温度适宜且无尘,并防止飞灰在低温滤膜20上形成一层厚厚的吸附层,对痕量元素产生二次吸附,保证测量的准确;在低温低灰条件下,采用低温滤膜20对飞灰进行过滤,并通过伴热装置23使烟气温度满足测量条件,且采样头内无水凝结,保证测量的准确。
实施例一:
如图1所示,本实施例“一种适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置及方法”,对SCR出入口位置的高温高灰烟气的痕量元素进行取样监测。此时,首先按照理想烟气的采样流程,将采样枪1依次与连接管3、烟气除水装置4、采样泵5、流量测量装置6相连,采样枪1、烟气除水装置4内均有两路,连接管3、采样泵5、流量测量装置6均有两套,以满足两路烟气同时采样的要求。在采样枪1的前段安装两根活性炭管2,用于烟气中痕量元素的吸附取样。在采样枪1的前端,安装高温高灰采样头10。
为了将烟气中的飞灰和气体分离,在高温高灰采样头10的入口,设有过滤罩7和多孔板9,在过滤罩7和多孔板9之间,装有高温滤膜8,用于过滤飞灰。过滤罩7设有采样嘴15,实现等速取样,并设有储灰槽16,用于当飞灰较多时,储存高温滤膜8滤下的飞灰。
为了使烟气温度满足测量条件,在高温高灰采样头10的外围设有空气夹层11,在高温高灰采样头10的末端设有进气口12和出气口13,进气口13与冷却气泵14相连,利用冷却气泵14产生的空气对高温高灰采样头10内的烟气进行快速冷却,使烟气温度降至130~150℃水平。活性炭管2处烟气温度的控制,既可以通过调节冷却气泵14产生的空气量实现,也可以通过调节采样枪1在高温高灰采样头10中的位置实现。
在高温高灰采样头10内部,所有会跟烟气接触的部件,为了避免可能的对痕量元素的吸附,需采用玻璃或聚四氟材质,或者在金属材质表面镀玻璃涂层或聚四氟涂层,并且相关组件之间需密封严密。
该实施例的特点是:通过滤膜过滤飞灰、空气夹层降低烟温,能够实现采用吸附炭管法对高温高灰烟气中的痕量元素进行取样监测,并保证其浓度及形态测量结果的准确可靠。
实施例二:
如图2所示,本实施例“一种适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置及方法”,对空预器出口、除尘器入口位置的低温高灰烟气的痕量元素进行取样监测。此时,首先按照理想烟气的采样流程,将采样枪1依次与连接管3、烟气除水装置4、采样泵5、流量测量装置6相连,采样枪1、烟气除水装置4内均有两路,连接管3、采样泵5、流量测量装置6均有两套,以满足两路烟气同时采样的要求。在采样枪1的前段安装两根活性炭管2,用于烟气中痕量元素的吸附取样。在采样枪1的前端,安装低温高灰采样头18。
为了将烟气中的飞灰和气体分离,在低温高灰采样头18的前端侧方,设有采样口17,实现等速取样;在低温高灰采样头18内中段,设有多级粗灰挡板19,利用惯性对粗灰进行过滤;在低温高灰采样头18内后段,设有多孔板21,并在多孔板21上装有低温滤膜20,用于过滤细灰。
多级粗灰挡板19设计为,第一级为圆板中间开孔,烟气从中间通过,并在第一级圆板靠近采样口17一侧开有一小孔,便于将滤下的粗灰取出;第二级为直径略小于低温高灰采样头18内筒的圆板,烟气从四周流过;第三级为圆板中间开孔,烟气从中间通过,并设有储灰槽。
在低温高灰采样头18内部,所有会跟烟气接触的部件,为了避免可能的对痕量元素的吸附,需采用玻璃或聚四氟材质,或者在金属材质表面镀玻璃涂层或聚四氟涂层,并且相关组件之间需密封严密。
该实施例的特点是:通过惯性过滤和滤膜过滤,分两级过滤飞灰,从而尽可能减少滤膜上飞灰对痕量元素的吸附。必须时,可以一次等速采样保证固态和气态痕量元素总量测量的准确;一次非等速采样,并尽可能减少飞灰进入采样头,保证气态痕量元素测量的准确。从而实现采用吸附炭管法对低温高灰烟气中的痕量元素进行取样监测,并保证其浓度及形态测量结果的准确可靠。
实施例三:
如图3所示,本实施例“一种适用于对烟气中低挥发性痕量元素进行取样监测的装置及方法”,对除尘器出口、脱硫塔出口位置的低温低灰烟气的痕量元素进行取样监测。此时,首先按照理想烟气的采样流程,将采样枪1依次与连接管3、烟气除水装置4、采样泵5、流量测量装置6相连,采样枪1、烟气除水装置4内均有两路,连接管3、采样泵5、流量测量装置6均有两套,以满足两路烟气同时采样的要求。在采样枪1的前段安装两根活性炭管2,用于烟气中痕量元素的吸附取样。在采样枪1的前端,安装低温低灰采样头22。
为了将烟气中的飞灰和气体分离,在低温低灰采样头22的入口设有采样嘴15,实现等速取样;在低温低灰采样头22的中部设有多孔板21,并在多孔板21上装有低温滤膜20,过滤飞灰。
为了使烟气温度满足测量条件,并防止低温低灰采样头22内有水凝结,在低温低灰采样头22的四周设有伴热装置23,必要时对烟气进行加热。尤其当对脱硫塔出口的温度50℃左右、湿度极高的烟气进行取样时,必须开启伴热装置23,使低温低灰采样头22内的烟气温度达到130~150℃水平。
在低温低灰采样头22内部,所有会跟烟气接触的部件,为了避免可能的对痕量元素的吸附,需采用玻璃或聚四氟材质,或者在金属材质表面镀玻璃涂层或聚四氟涂层,并且相关组件之间需密封严密。
该实施例的特点是:通过滤膜过滤飞灰,通过伴热装置保证烟温在合理水平并防止有水凝结,能够实现采用吸附炭管法对低温低灰烟气中的痕量元素进行取样监测,并保证其浓度及形态测量结果的准确可靠。
Claims (9)
1.一种适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置,其特征在于:在高温高灰条件下,在采样枪(1)的前端安装有高温高灰采样头(10),在低温高灰条件下,在采样枪(1)的前端安装有低温高灰采样头(18),在低温低灰条件下,在采样枪(1)的前端安装有低温低灰采样头(22);在采样枪(1)的前段内安装有活性炭管(2),利用高温高灰采样头(10)、低温高灰采样头(18)和低温低灰采样头(22)对采样烟气进行除尘,并调节烟气温度,使得温度适宜且无尘的烟气通过活性炭管(2),满足痕量元素的取样条件;
所述高温高灰采样头(10)的入口设有过滤罩(7)和多孔板(9),在过滤罩(7)和多孔板(9)之间,装有高温滤膜(8),用于过滤飞灰;当采样烟气温度降至满足测量条件时,利用活性炭管(2)对烟气中的痕量元素吸附取样;
所述低温高灰采样头(18)的前端侧方设有进行取样的采样口(17),低温高灰采样头(18)内中段,设有多级粗灰挡板(19),利用惯性对粗灰进行过滤;低温高灰采样头(18)内后段,设有多孔板(21),并在多孔板(21)上装有低温滤膜(20),用于过滤细灰;无尘的烟气通过活性炭管(2)采样。
所述低温低灰采样头(22)内中部设有多孔板(21),并在多孔板(21)上装有低温滤膜(20),过滤飞灰,同时根据需要调节烟气温度,使温度满足测量条件且无尘的烟气通过活性炭管(2)采样。
2.根据权利要求1所述的适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置,其特征在于:所述过滤罩(7)前端设有采样嘴(15),实现等速取样;所述过滤罩(7)内设有储灰槽(16),用于当飞灰较多时,储存高温滤膜(8)滤下的飞灰。
3.根据权利要求1所述的适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置,其特征在于:所述高温高灰采样头(10)的外围设有空气夹层(11),在高温高灰采样头(10)的末端设有进气口(12)和出气口(13),进气口(13)与冷却气泵(14)相连,利用冷却气泵(14)产生的空气对高温高灰采样头(10)内的烟气进行快速冷却,使烟气温度满足测量条件。
4.根据权利要求3所述的适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置,其特征在于:所述活性炭管(2)处烟气温度的控制,通过调节冷却气泵(14)产生的空气量实现,或通过调节采样枪(1)在高温高灰采样头(10)中的位置实现。
5.根据权利要求1所述的适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置,其特征在于:所述多级粗灰挡板(19)为三级,第一级为圆板中间开孔,烟气从中间通过,并在第一级圆板靠近采样口(17)一侧开有一小孔,便于将滤下的粗灰取出;第二级为直径小于低温高灰采样头(18)内筒的圆板,烟气从四周流过;第三级为圆板中间开孔,烟气从中间通过,并设有储灰槽。
6.根据权利要求1所述的适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置,其特征在于:所述低温低灰采样头(22)的入口设有采样嘴(15),实现等速取样;在低温低灰采样头(22)四周设有伴热装置(23),使烟气温度满足测量条件并且使低温低灰采样头(22)内无水凝结。
7.根据权利要求1所述的适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置,其特征在于:所述高温高灰采样头(10)、低温高灰采样头(18)和低温低灰采样头(22),在采样头内部,所有会跟烟气接触的部件,为了避免可能的对痕量元素的吸附,采用玻璃或聚四氟材质,或者在金属材质表面镀玻璃涂层或聚四氟涂层,并且相关组件之间密封严密。
8.根据权利要求1所述的适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置,其特征在于:在采样枪(1)的前段安装有两根活性炭管(2),采样枪(1)的内部也分为两部分分别走两路烟气,采样枪(1)的末端连接有两根连接管(3),连接管(3)与烟气除水装置(4)相连,烟气除水装置(4)连接两台采样泵(5),每台采样泵(5)分别连接一套烟气流量测量装置(6),从而实现两路烟气同时采样和计量。
9.权利要求1至8任一项所述的适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置进行取样监测的方法,其特征在于:在高温高灰条件下,先通过高温滤膜(8)在高温下过滤飞灰,然后使采样烟气的温度快速下降,保证温度满足测量条件且无尘的烟气通过活性炭管(2),而且高温下的飞灰、烟气快速的降温对痕量元素的影响小,能够保证测量的准确;在低温高灰条件下,先通过多级粗灰挡板(19)利用惯性对粗灰进行过滤,然后利用低温滤膜(20)对细灰进行过滤,同样保证活性炭管(2)处的烟气温度适宜且无尘,并防止飞灰在低温滤膜(20)上形成一层厚厚的吸附层,对痕量元素产生二次吸附,保证测量的准确;在低温低灰条件下,采用低温滤膜(20)对飞灰进行过滤,并通过伴热装置(23)使烟气温度满足测量条件,且采样头内无水凝结,保证测量的准确。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711097811.8A CN107655728A (zh) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | 适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711097811.8A CN107655728A (zh) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | 适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107655728A true CN107655728A (zh) | 2018-02-02 |
Family
ID=61121019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711097811.8A Pending CN107655728A (zh) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | 适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107655728A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110244017A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-17 | 华中科技大学 | 一种表征燃煤中痕量元素挥发特性的方法 |
CN110411791A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-05 | 武汉科技大学 | 一种用于分析痕量元素高温富集性能的颗粒物收集装置 |
CN113405865A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-17 | 上海电力大学 | 一种燃煤烟气砷采样的装置 |
Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040036018A1 (en) * | 2001-06-06 | 2004-02-26 | Yoshihiro Deguchi | Device and method for detecting trace amounts of organic components |
US20050084976A1 (en) * | 2003-10-20 | 2005-04-21 | Tom Baldwin | Filter for determination of mercury in exhaust gases |
CN101672732A (zh) * | 2009-07-31 | 2010-03-17 | 广东电网公司电力科学研究院 | 循环流化床锅炉水冷飞灰取样装置 |
CN201476994U (zh) * | 2009-08-13 | 2010-05-19 | 中国计量学院 | 一种能同时进行飞灰采样的烟气取样装置 |
CN202582956U (zh) * | 2012-04-13 | 2012-12-05 | 中国矿业大学 | 髙温高尘气体和灰分取样装置 |
CN103424285A (zh) * | 2013-08-13 | 2013-12-04 | 西安热工研究院有限公司 | 一种火电厂烟气汞的采样枪 |
CN203916331U (zh) * | 2014-06-20 | 2014-11-05 | 武汉盛泰隆环保设备有限公司 | 过滤空气用v型过滤器 |
CN204202942U (zh) * | 2014-11-24 | 2015-03-11 | 国电环境保护研究院 | 抗高尘干扰型烟气汞取样系统 |
CN105148660A (zh) * | 2015-08-25 | 2015-12-16 | 太仓旺泰净化设备有限公司 | 一种空气除尘装置 |
CN105300744A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-02-03 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种火电厂烟气no和汞同时采样和检测的系统 |
CN205067174U (zh) * | 2015-09-23 | 2016-03-02 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种低浓度烟尘采样装置 |
CN105486545A (zh) * | 2014-10-06 | 2016-04-13 | 青岛鑫润土苗木专业合作社 | 一种带滤芯的烟气汞采样枪 |
CN105784432A (zh) * | 2014-12-25 | 2016-07-20 | 黑龙江宏宇电站设备有限公司 | 飞灰取样器及其取样方法 |
CN105947683A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-09-21 | 镇江京华电力环保工程公司 | 正负压一体化气力输灰系统 |
US20170008007A1 (en) * | 2014-06-30 | 2017-01-12 | Shandong University | Surface condensation process and device for efficiently removing coal combustion fly ash microspheres |
CN106731250A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-31 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种高效低阻双级scr脱硝大颗粒灰拦截装置 |
CN107179220A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-19 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种用于气体污染物的多级过滤连续取样系统及其方法 |
CN206563669U (zh) * | 2017-03-08 | 2017-10-17 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种固定污染源颗粒汞和气态汞等速采样装置 |
CN207730502U (zh) * | 2017-11-09 | 2018-08-14 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置 |
-
2017
- 2017-11-09 CN CN201711097811.8A patent/CN107655728A/zh active Pending
Patent Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040036018A1 (en) * | 2001-06-06 | 2004-02-26 | Yoshihiro Deguchi | Device and method for detecting trace amounts of organic components |
US20050084976A1 (en) * | 2003-10-20 | 2005-04-21 | Tom Baldwin | Filter for determination of mercury in exhaust gases |
CN101672732A (zh) * | 2009-07-31 | 2010-03-17 | 广东电网公司电力科学研究院 | 循环流化床锅炉水冷飞灰取样装置 |
CN201476994U (zh) * | 2009-08-13 | 2010-05-19 | 中国计量学院 | 一种能同时进行飞灰采样的烟气取样装置 |
CN202582956U (zh) * | 2012-04-13 | 2012-12-05 | 中国矿业大学 | 髙温高尘气体和灰分取样装置 |
CN103424285A (zh) * | 2013-08-13 | 2013-12-04 | 西安热工研究院有限公司 | 一种火电厂烟气汞的采样枪 |
CN203916331U (zh) * | 2014-06-20 | 2014-11-05 | 武汉盛泰隆环保设备有限公司 | 过滤空气用v型过滤器 |
US20170008007A1 (en) * | 2014-06-30 | 2017-01-12 | Shandong University | Surface condensation process and device for efficiently removing coal combustion fly ash microspheres |
CN105486545A (zh) * | 2014-10-06 | 2016-04-13 | 青岛鑫润土苗木专业合作社 | 一种带滤芯的烟气汞采样枪 |
CN204202942U (zh) * | 2014-11-24 | 2015-03-11 | 国电环境保护研究院 | 抗高尘干扰型烟气汞取样系统 |
CN105784432A (zh) * | 2014-12-25 | 2016-07-20 | 黑龙江宏宇电站设备有限公司 | 飞灰取样器及其取样方法 |
CN105148660A (zh) * | 2015-08-25 | 2015-12-16 | 太仓旺泰净化设备有限公司 | 一种空气除尘装置 |
CN205067174U (zh) * | 2015-09-23 | 2016-03-02 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种低浓度烟尘采样装置 |
CN105300744A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-02-03 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种火电厂烟气no和汞同时采样和检测的系统 |
CN105947683A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-09-21 | 镇江京华电力环保工程公司 | 正负压一体化气力输灰系统 |
CN106731250A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-31 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种高效低阻双级scr脱硝大颗粒灰拦截装置 |
CN206563669U (zh) * | 2017-03-08 | 2017-10-17 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种固定污染源颗粒汞和气态汞等速采样装置 |
CN107179220A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-19 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种用于气体污染物的多级过滤连续取样系统及其方法 |
CN207730502U (zh) * | 2017-11-09 | 2018-08-14 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
中国环境科学学会: "中国环境科学学会学术年会优秀论文集2006下卷", 中国环境科学出版社, pages: 2646 - 2648 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110244017A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-17 | 华中科技大学 | 一种表征燃煤中痕量元素挥发特性的方法 |
CN110244017B (zh) * | 2019-06-14 | 2020-05-19 | 华中科技大学 | 一种表征燃煤中痕量元素挥发特性的方法 |
CN110411791A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-05 | 武汉科技大学 | 一种用于分析痕量元素高温富集性能的颗粒物收集装置 |
CN113405865A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-17 | 上海电力大学 | 一种燃煤烟气砷采样的装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN205642942U (zh) | 一种船舶废气排放在线分析系统 | |
US6475802B2 (en) | Apparatus for and method of collecting gaseous mercury and differentiating between different mercury components | |
CN105300744B (zh) | 一种火电厂烟气no和汞同时采样和检测的系统 | |
CN105865853A (zh) | 一种船舶废气排放在线分析系统 | |
CN109959538B (zh) | 固定污染源排放三氧化硫与可凝结颗粒物测试装置及方法 | |
CN107655728A (zh) | 适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置及方法 | |
CN106855472A (zh) | 一种固定污染源颗粒汞和气态汞等速采样装置及采样方法 | |
CN109342284A (zh) | 一种用于烟气中有害物质的检测系统及检测方法 | |
US8021617B2 (en) | Flue gas monitoring and dynamic spiking for sulfur trioxide/sulfuric acid | |
JP6313609B2 (ja) | 硝酸塩粒子測定装置及びその測定方法 | |
CN207730502U (zh) | 适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置 | |
CN102879239A (zh) | 烟气预处理式电厂脱硝系统逃逸氨取样分析装置及方法 | |
CN102175503B (zh) | 氧化硒除去方法和除去装置、以及使用其的汞测定方法和测定装置 | |
CN207248581U (zh) | 一种用于测量烟气中总的逃逸氨浓度的采样系统 | |
CN109765084A (zh) | 一种烟气分级采样系统及其采样方法 | |
CN108801718A (zh) | 一种船用尾气在线监测系统 | |
CN106996883A (zh) | 燃煤电厂脱硫设备性能试验烟气雾滴采样装置及采样方法 | |
CN206772656U (zh) | 一种火电厂烟气采样分析系统 | |
CN110940559A (zh) | 燃煤烟气重金属吸附与烟气组分分析一体取样装置及方法 | |
CN107515280A (zh) | 一种烟气中三氧化硫的连续在线检测方法及装置 | |
CN113959792A (zh) | 一种基于低温等离子体热解的烟气中汞测量装置及方法 | |
CN110068526A (zh) | 一种颗粒物在线稀释采样测量系统及方法 | |
CN111537293A (zh) | 一种HCl和/或HBr的采样及测量的系统及方法 | |
CN207730503U (zh) | 一种适用于高灰烟气条件下的汞排放取样监测装置 | |
WO2023061248A1 (zh) | 固定污染源全流程烟气汞的分形态测试方法及测试装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |