CN108459134B - 烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针、系统及方法，取样探针的主体是内回流同轴套管，外壁凹槽上镶嵌四只取样细管，循环冷却水从外套管流入，内套管流出，使湿烟气中的各种酸蒸汽、饱和水蒸气在外套管壁上凝结析出，并汇集于凹槽中，真空泵和取样细管出口相连，抽取同轴套管外壁凹槽中的冷凝液至溶液罐存储，之后进入离子色谱仪在线监测活性离子的成分及浓度；本发明的取样细管可以采集不同壁温和位置的湿烟气冷凝液以监测其变化规律，通过离线切割抛光细管和同轴套管可检测腐蚀层厚度并计算腐蚀速率；本发明解决了在线监测冷凝液中活性离子成分和浓度和离线检测活性离子组合性低温腐蚀速率的根本问题。
Description
技术领域
本发明涉及烟气冷凝液活性离子成分、浓度和腐蚀速率取样和监测领域，具体涉及一种化石燃料燃烧后烟道和湿法脱硫后湿烟气冷凝脱白深度脱除污染物过程中冷凝液多点取样及冷凝液中活性离子成分、浓度和腐蚀速率在线监测探针、系统及方法。
背景技术
为实现超低排放标准，绝大部分火电厂采用石灰石/石膏湿法脱硫方式脱除SO2。采用湿法脱硫可将排放SO2浓度控制在20mg/m3以内，但排烟中仍含有大量的饱和水蒸气、粒径小于5μm的可溶盐气溶胶、SO3/H2SO4、HF、HCl等酸性气体。含有大量饱和水蒸气的烟气从烟囱中排出后不断扩散降温，冷凝析出大量小液滴，折射散射太阳光线，出现白色烟羽，形成“视觉污染”；SO3及粒径小于5μm的可溶盐气溶胶是大气中二次气溶胶的重要组成部分，而二次气溶胶对PM2.5的浓度贡献达30∽70％；SO3/H2SO4、HF、HCl等酸性气体在尾部烟道及烟囱中冷凝析出，具有极强的腐蚀性，给锅炉的安全运行带来了隐患。因此湿法脱硫后的湿烟气必须处理后排放，降低排烟中水蒸气的相对湿度，脱除大部分的可溶盐气溶胶和SO3/H2SO4、HF、HCl等酸性气体，消除烟囱排烟中的白色烟羽。从2016年开始，上海、浙江、邯郸、天津等地相继出台了政策，要求燃煤发电锅炉应采取相应手段消除有色烟羽现象。
目前大部分的燃煤锅炉没有设置烟气脱白装置，少部分设置了烟气再热脱白装置，加热湿烟气升温至不饱和状态以脱除白色烟羽。烟气再热脱白易造成烟气再热器腐蚀和堵塞，并且将烟气加热到80℃造成了能源的极大浪费。采用加热法消除白烟无法消除湿烟气中的SO3/H2SO4、HF、HCl等酸性气体和粒径小于5μm的可溶盐气溶胶，而SO3/H2SO4和可溶盐气溶胶是二次气溶胶的重要组成部分，是雾霾的元凶之一。因此可以显著脱除SO3/H2SO4和可溶盐气溶胶的烟气冷凝脱白技术开始逐渐推广。
烟气冷凝脱白利用电厂的主凝结水冷却脱硫后的湿烟气，同时回收水蒸气中的凝结相变热，提高锅炉效率。冷却过程中水蒸气凝结成亚微米级的小液滴可大量吸附脱除烟气中的SO3/H2SO4和可溶盐气溶胶；同时伴随着HF、HCl等酸性气体的冷凝析出，冷凝液中含有大量的H+、Cl-、SO4 2-、F-等，具有极强的腐蚀性，因此冷凝换热器的设计要兼顾高效换热以及抗酸液、Cl-腐蚀。不同燃煤机组使用的燃煤不同，脱硫塔后的湿烟气成分也不相同。为确定冷凝换热器的材料，确保冷凝换热器在服役期间不出现爆管、腐蚀开裂等问题，需采集脱硫塔后湿烟气在不同温度、位置的冷凝液，测量冷凝液中的离子浓度，选取对应离子浓度下的耐腐蚀不锈钢，以评估换热器的安全使用期限。但是目前还没一种采集装置能够准确采集脱硫塔后湿烟气在不同温度、位置下的冷凝液，研发一种能够精准采集湿烟气冷凝液的采样装置迫在眉睫。
发明内容
为了填补脱硫塔后湿烟气冷凝液采集装置的空白，促进烟气冷凝脱白技术的发展，本发明的目的在于提供一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针、系统及方法，取样监测探针的主体为内回流同轴套管，采集段通过环形法兰盘固定于烟道之中；湿烟气在循环水冷却的外套管壁上冷凝，利用取样细管采集汇集在外套管壁凹槽中的冷凝液；本发明解决了在线监测冷凝液中活性离子成分和浓度和离线检测活性离子组合性低温腐蚀速率的根本问题，促进湿烟气冷凝除湿脱白深度脱除污染物技术的发展，为减缓和消除雾霾做出贡献。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针，所述取样监测探针的主体由水冷内回流同轴套管和沿水冷内回流同轴套管外壁均匀分布的四只取样细管1组成；所述水冷内回流同轴套管包括内回流同轴套管外套管2和同轴设置在内回流同轴套管外套管2内的内回流同轴套管内管4，内回流同轴套管外套管2的循环水入口位于烟道之外，内回流同轴套管外套管2循环水出口位于烟道内并与内回流同轴套管内管4的循环水入口连通，内回流同轴套管内管4的循环水出口位于烟道之外；所述内回流同轴套管外套管2外壁面上沿圆周方向均匀分布着四条轴向贯通的冷凝液汇集凹槽3，分别汇集烟气来流方向、背风面以及套管两侧面的冷凝水；所述取样细管1下侧置于冷凝液汇集凹槽3内；取样细管1位于烟道内的一端封口，位于烟道之外的一端开口，取样细管1位于烟道内一端封口附近且置于冷凝液汇集凹槽3内的管壁上打有用于采集冷凝液的多排取液通孔；所述内回流同轴套管外套管2上设置有固定取样细管1的整体型卡箍6，所述水冷内回流同轴套管采用环形法兰盘5固定在烟道壁面13上，所述取样监测探针水平放置或垂直放置。
所述多排取液通孔为三排，取液通孔直径为0.5mm∽2mm，孔间距为1mm∽4mm，每排取液通孔个数为8∽20个；三排取液通孔中心连线分别正对凹槽底部和凹槽两侧连接管壁处；取液通孔与冷凝液汇集凹槽3的壁面之间留有小缝，方便采集冷凝液。
所述环形法兰盘5由两片180°半体法兰盘21组成，与当地脱硫塔后烟道预留检测法兰口尺寸相同；180°半体法兰盘21上设置有取样细管固定通孔22、水冷内回流同轴套管固定通孔23、回字型密封配合面24、固定螺栓25和法兰螺栓通孔26；水冷内回流同轴套管固定通孔23和180°半体法兰盘21同轴心，取样细管固定通孔22和取样细管1同轴心，通孔和管均为间隙配合；回字型密封配合面24由两个平行于环形法兰盘5面和三个垂直于环形法兰盘5的面组成，呈阶梯状，且中间垂直面是环形法兰盘5的对称面；固定螺栓25贯通环形法兰盘5，与回字型密封配合面24的垂直面垂直，位于环形法兰盘5两侧、法兰螺栓通孔26与取样细管固定通孔22之间。
所述水冷内回流同轴套管总长为100∽1600mm；内回流同轴套管外套管2壁上埋有测温热电偶，内回流同轴套管外套管2的材料采用2205、2507或316L耐酸、耐氯离子腐蚀的不锈钢或包塑钢。
所述冷凝液汇集凹槽3的深度为1∽2mm，宽度为4∽6mm，采用精加工而成，利于固定取样细管并有效收集冷凝液。
所述取样细管1的外径为1∽6mm，长度为200∽1800mm；取样细管1上有刻度尺寸，能够读出取样细管的取液位置，以对比不同位置冷凝液活性离子成分和浓度差异。
当取样监测探针水平放置时，采集内回流同轴套管外套管2外壁迎风面、背风面及两侧面的冷凝液，通过一只同轴套管外壁均匀布置的四个取样细管测得四个不同位置的冷凝液中活性离子成分和浓度变化规律；当取样监测探针垂直放置时，取样细管1沿整个探针长度上的冷凝液汇集凹槽3上下移动采集不同高度的冷凝液，以测量重力作用下冷凝液不断向下汇集流动过程中的活性离子成分和浓度变化规律。
一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测系统，包括所述的烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针，与取样监测探针的取样细管1位于烟道之外一端通过真空泵9连通的溶液罐10，溶液罐10设置在旋转箱体11，采集了冷凝液后的溶液罐10随着旋转箱体11旋转接入离子色谱仪12测活性离子成分及浓度，同时空的溶液罐10转动连接至真空泵9，继续收集冷凝液；还包括与取样监测探针的内回流同轴套管内管4位于烟道之外一端的循环水出口连通的冷却单元7，与冷却单元7连通的高温循环机8，高温循环机8出口连通内回流同轴套管外套管2位于烟道之外的循环水入口。
所述冷却单元7采用风冷、水冷或制冷设备；所述高温循环机8带有一个水箱和温控单元，能将水箱中的水加热维持在设定温度。
所述烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测系统的取样监测方法，通过环形法兰盘5将水冷内回流同轴套管固定在烟道之中，循环冷却水从内回流同轴套管外套管2进入，沿内回流同轴套管外套管2流动至烟道端尽头后流入内回流同轴套管内管4，内回流同轴套管外套管2的壁温和冷却水温度近似相同，低于湿烟气中饱和水蒸气的露点温度，水蒸气在内回流同轴套管外套管2表面大量凝集，同时也伴随着酸蒸汽、气溶胶颗粒的吸附凝并，凝结液不断析出并汇集在冷凝液汇集凹槽3之中；取样细管1的取液通孔位于冷凝液汇集凹槽3之中，另一端连接着真空泵9，将冷凝液抽至溶液罐10中密封保存；溶液罐10随旋转箱体11旋转接入离子色谱仪12，在线检测冷凝液中的活性离子成分和浓度，同时空的溶液罐10转动连接至真空泵9，继续收集冷凝液；循环冷却水从内回流同轴套管内管4离开后进入冷却单元7，降低到设定温度之下，随后进入高温循环机8加热到设定温度，开始新的循环；通过调控循环冷却水的温度从而调节内回流同轴套管外套管2的外壁温，得到不同冷凝温度下的冷凝液；内回流同轴套管外套管2的有四条贯通的冷凝液汇集凹槽3，采集迎风面、背风面以及两侧的冷凝液；四只取样细管中，两侧面是对称的一组，实际监测和检测过程中，只要取其中之一就能够完成检测，取样实验结束后，将两侧面取样细管其中之一取下切割浇注镶嵌抛光，通过检测这只取样细管的腐蚀层厚度获得实验过程中取样细管承受湿烟气活性离子组合型低温腐蚀的腐蚀速率；另外三只取样细管用于检测活性离子成分和浓度。
本发明创新点、优点和积极效果是：
1、本发明的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针及系统以内回流同轴套管为主体，通过控制循环冷却水温度来控制外套管壁温，使湿烟气中的饱和水蒸气及各种携带物在外套管壁上冷凝吸附，利用外套管壁上的凹槽增大冷凝液的收集量，从而得到各个温度下的湿法脱硫湿烟气冷凝液。
2、本发明的采集装置的外层套管壁上沿圆周方向均匀分布着四条轴向贯通集水凹槽，当采样装置水平放置时，可采集单管迎风面、背风面及两侧的冷凝液；当采样装置垂直放置时，取样细管可沿凹槽上下移动采集不同高度的冷凝液，测量重力作用下冷凝液不断向下汇集流动过程中的浓度变化。
3、本发明的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针及系统的内回流同轴套管在实验中保持壁温恒定，且与湿烟气长期接触。在采样结束后可切割抛光外管壁，离线检测材料的低温腐蚀速率，分析不同套管壁材料的抗湿烟气低温腐蚀能力。
4、本发明的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针及系统通过旋转箱体实现了冷凝液活性离子成分及浓度的连续实时在线检测。
5、本发明的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针及系统可以采集不同壁温、位置的湿烟气冷凝液，为冷凝换热器的选材提供支撑；也可以检测冷凝换热器的冷凝液成分，评估预测冷凝换热器的使用寿命，更换腐蚀严重的换热器管束；解决了腐蚀成分监测和腐蚀速率检测的根本问题，促进燃烧装置及燃煤湿法脱硫后湿烟气冷凝脱白协同脱出污染物技术的发展，为减缓和消除雾霾做出贡献。
附图说明
图1是本发明的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针的4根取样细管同时使用时的取样探针图。
图2是本发明的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针的循环冷却水在内回流同轴套管中的流动路径示意图。
图3是本发明的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针的取样细管烟道端取样口示意图。图3a为取样细管管口示意图；图3b为取样细管和凹槽的配合示意图。
图4是本发明的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针的取样细管卡箍示意图。
图5是本发明的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针的环形法兰示意图。
图6是本发明的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测系统示意图。
图7是本发明的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测系统的在线检测系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对发明进行详细说明。
如图1、图2、图3中图3a和图3b所示，本发明一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针，所述取样监测探针的主体由水冷内回流同轴套管和沿水冷内回流同轴套管外壁均匀分布的四只取样细管1组成；所述水冷内回流同轴套管包括内回流同轴套管外套管2和同轴设置在内回流同轴套管外套管2内的内回流同轴套管内管4，内回流同轴套管外套管2的循环水入口位于烟道之外，内回流同轴套管外套管2循环水出口位于烟道内并与内回流同轴套管内管4的循环水入口连通，内回流同轴套管内管4的循环水出口位于烟道之外；所述内回流同轴套管外套管2外壁面上沿圆周方向均匀分布着四条轴向贯通的冷凝液汇集凹槽3，分别汇集烟气来流方向、背风面以及套管两侧面的冷凝水；所述取样细管1置于冷凝液汇集凹槽3内；取样细管1位于烟道内的一端封口，位于烟道之外的一端开口，取样细管1位于烟道内一端封口附近且置于冷凝液汇集凹槽3内的管壁上打有用于采集冷凝液的多排取液通孔；所述内回流同轴套管外套管2上设置有固定取样细管1的整体型卡箍6，所述水冷内回流同轴套管采用环形法兰盘5固定在烟道壁面13上，所述取样监测探针水平放置或垂直放置。
如图2所示，循环冷却水从内回流同轴套管外套管2进入水冷内回流同轴套管，沿内回流同轴套管外套管2流动至烟道端尽头之后流入内回流同轴套管内管4。内回流同轴套管外套管2的壁温约等于循环冷却水水温。吸收了湿烟气凝结相变热的循环冷却水从内回流同轴套管内管4的出口进入冷却单元。
如图3中图3a所示，作为本发明的优选实施方式，取样细管1烟道端出口焊死。在取样细管1的烟道端出口附近的管壁上打三排取液通孔，取液通孔直径为0.5mm∽2mm，孔间距为1mm∽4mm，每排取液通孔个数为8∽20个；三排取液通孔中心连线分别正对凹槽底部和凹槽两侧连接管壁处；如图3中图3b所示，取样细管1上的取液通孔与冷凝液汇集凹槽3的壁面之间留有小缝，方便采集冷凝液。
如图4所示，作为本发明的优选实施方式，水冷内回流同轴套管烟道外管段上有固定取样细管1的整体型卡箍6。取样细管1在烟道中收到高速气流的冲刷，仅凭借冷凝液汇集凹槽3和环形法兰盘5上的通孔难以固定取样细管1。为确保冷凝液的连续采集，在内回流同轴套管外套管2设置整体型卡箍6，采用螺栓紧固的整体型卡箍6固定取样细管1。整体型卡箍6可以将四只取样细管1整体固定在内回流同轴套管外套管2外壁的冷凝液汇集凹槽3中并用螺栓调节松紧，方便取样细管1的拆卸和调整位置。为避免出现电化学腐蚀，整体型卡箍6、取样细管1、水冷内回流同轴套管和环形法兰盘5选用同种材料。
如图5所示，作为本发明的优选实施方式，所述环形法兰盘5由两片180°半体法兰盘21组成，与当地脱硫塔后烟道预留检测法兰口尺寸相同。180°半体法兰盘21上设置有取样细管固定通孔22、水冷内回流同轴套管固定通孔23、回字型密封配合面24、固定螺栓25和法兰螺栓通孔26；水冷内回流同轴套管固定通孔23和180°半体法兰盘21同轴心，取样细管固定通孔22和取样细管1同轴心，通孔和管均为间隙配合；回字型密封配合面24由两个平行于环形法兰盘5面和三个垂直于环形法兰盘5的面组成，呈阶梯状，且中间垂直面是环形法兰盘5的对称面；固定螺栓25贯通环形法兰盘5，与回字型密封配合面24的垂直面垂直，位于环形法兰盘5两侧、法兰螺栓通孔26与取样细管固定通孔22之间。环形法兰盘5是两个沿180度分体的半体法兰盘组合而成的整体，有利于水冷内回流同轴套管、四只取样细管和环形法兰盘5的组装和拆卸，同时方便调节深入烟道的水冷内回流同轴套管的长度。回字型密封配合面24中间可设置橡胶或塑料密封垫片，确保密封良好。固定螺栓25贯通180°半体法兰盘21，将两片180°半体法兰盘21固定成一个整体。
作为本发明的优选实施方式，所述水冷内回流同轴套管总长为100∽1600mm；内回流同轴套管外套管2壁上埋有测温热电偶，内回流同轴套管外套管2的材料采用2205、2507或316L耐酸、耐氯离子腐蚀的不锈钢或包塑钢。
作为本发明的优选实施方式，所述冷凝液汇集凹槽3的深度为1∽2mm，宽度为4∽6mm，采用精加工而成，利于固定取样细管并有效收集冷凝液。
作为本发明的优选实施方式，所述取样细管1的外径为1∽6mm，长度为200∽1800mm；取样细管1上有刻度尺寸，能够读出取样细管的取液位置，以对比不同位置冷凝液活性离子成分和浓度差异。取样细管1在烟道外端被卡在环形法兰盘5上，事先在环形法兰盘5和内回流同轴套管外套管2接触的内圆周上加工出配合的孔道以利于固定取样细管1。
当取样监测探针水平放置时，采集内回流同轴套管外套管2外壁迎风面、背风面及两侧面的冷凝液，通过一只同轴套管外壁均匀布置的四个取样细管测得四个不同位置的冷凝液中活性离子成分和浓度变化规律；当取样监测探针垂直放置时，取样细管1沿整个探针长度上的冷凝液汇集凹槽3上下移动采集不同高度的冷凝液，以测量重力作用下冷凝液不断向下汇集流动过程中的活性离子成分和浓度变化规律。
如图6所示，本发明一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测系统，包括所述的烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针，与取样监测探针的取样细管1位于烟道之外一端通过真空泵9连通的溶液罐10，溶液罐10设置在旋转箱体11，采集了冷凝液后的溶液罐10随着旋转箱体11旋转接入离子色谱仪12检测活性离子成分及浓度，同时空的溶液罐10转动连接至真空泵9，继续收集冷凝液；还包括与取样监测探针的内回流同轴套管内管4位于烟道之外一端的循环水出口连通的冷却单元7，与冷却单元7连通的高温循环机8，高温循环机8出口连通内回流同轴套管外套管2位于烟道之外的循环水入口。
作为本发明的优选实施方式，冷却单元7将吸收了湿烟气凝结相变热而升温的循环水冷却至环境温度；当所需管壁温度在环境温度以下时，可将循环水冷却单元更换为制冷设备，确保高温循环机8能够将循环冷却水控制在设定的温度；冷却单元7可选用风冷、水冷或制冷设备。高温循环机8带有一个水箱和温控单元，能将水箱中的水加热维持在设定温度。
作为本发明的优选实施方式，真空泵应选取耐酸、盐腐蚀的真空泵，避免腐蚀产物对冷凝液成分分析的干扰。
如图7所示，真空泵进口31，真空泵9，真空泵伸缩接头32，溶液罐10，旋转箱体11，离子色谱仪12。真空泵进口31和取样细管1的出口相连，抽取冷凝液并通过真空泵伸缩接头32送入溶液罐10中存储。溶液罐10跟随旋转箱体11转动接入离子色谱仪12，离子色谱仪12从溶液罐10中抽取冷凝液，检测冷凝液中活性离子成分及浓度，实现了冷凝液中活性离子成分及浓度的连续实时在线检测。
如图6所示，本发明烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测系统的取样监测方法，通过环形法兰盘5将水冷内回流同轴套管固定在烟道之中，循环冷却水从内回流同轴套管外套管2进入，沿内回流同轴套管外套管2流动至烟道端尽头后流入内回流同轴套管内管4，内回流同轴套管外套管2的壁温和冷却水温度近似相同，低于湿烟气中饱和水蒸气的露点温度，水蒸气在内回流同轴套管外套管2表面大量凝集，同时也伴随着酸蒸汽、气溶胶颗粒的吸附凝并，凝结液不断析出并汇集在冷凝液汇集凹槽3之中；取样细管1的取液通孔位于冷凝液汇集凹槽3之中，另一端连接着真空泵9，将冷凝液抽至溶液罐10中密封保存；溶液罐10随旋转箱体11旋转接入离子色谱仪12，在线检测冷凝液中的活性离子成分和浓度，同时空的溶液罐10转动连接至真空泵9，继续收集冷凝液，通过具备储存功能的旋转箱体11实现了冷凝液活性离子成分及浓度的连续实时在线监控；循环冷却水从内回流同轴套管内管4离开后进入冷却单元7，降低到设定温度之下，随后进入高温循环机8加热到设定温度，开始新的循环；通过调控循环冷却水的温度从而调节内回流同轴套管外套管2的外壁温，得到不同冷凝温度下的冷凝液；内回流同轴套管外套管2的有四条贯通的冷凝液汇集凹槽3，采集迎风面、背风面以及两侧的冷凝液；四只取样细管中，两侧面是对称的一组，实际监测和检测过程中，只要取其中之一就能够完成检测，取样实验结束后，将两侧面取样细管其中之一取下切割浇注镶嵌抛光，通过检测这只取样细管的腐蚀层厚度获得实验过程中取样细管承受湿烟气活性离子组合型低温腐蚀的腐蚀速率；另外三只取样细管用于检测活性离子成分和浓度。
Claims (9)
1.一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针，其特征在于：所述取样监测探针的主体由水冷内回流同轴套管和沿水冷内回流同轴套管外壁均匀分布的四只取样细管（1）组成；所述水冷内回流同轴套管包括内回流同轴套管外套管（2）和同轴设置在内回流同轴套管外套管（2）内的内回流同轴套管内管（4），内回流同轴套管外套管（2）的循环水入口位于烟道之外，内回流同轴套管外套管（2）循环水出口位于烟道内并与内回流同轴套管内管（4）的循环水入口连通，内回流同轴套管内管（4）的循环水出口位于烟道之外；所述内回流同轴套管外套管（2）外壁面上沿圆周方向均匀分布着四条轴向贯通的冷凝液汇集凹槽（3）分别汇集烟气来流方向、背风面以及套管两侧面的冷凝水；所述取样细管（1）下侧置于冷凝液汇集凹槽（3）内；取样细管（1）位于烟道内的一端封口，位于烟道之外的一端开口，取样细管（1）位于烟道内一端封口附近且置于冷凝液汇集凹槽（3）内的管壁上打有用于采集冷凝液的多排取液通孔；所述内回流同轴套管外套管（2）上设置有固定取样细管（1）的整体型卡箍（6），所述水冷内回流同轴套管采用环形法兰盘（5）固定在烟道壁面（13）上，所述取样监测探针水平放置或垂直放置；
所述环形法兰盘（5）由两片180°半体法兰盘（21）组成，与当地脱硫塔后烟道预留检测法兰口尺寸相同；180°半体法兰盘（21）上设置有取样细管固定通孔（22）、水冷内回流同轴套管固定通孔（23）、回字型密封配合面（24）、固定螺栓（25）和法兰螺栓通孔（26）；水冷内回流同轴套管固定通孔（23）和180°半体法兰盘（21）同轴心，取样细管固定通孔（22）和取样细管（1）同轴心，通孔和管均为间隙配合；回字型密封配合面（24）由两个平行于环形法兰盘（5）面和三个垂直于环形法兰盘（5）的面组成，呈阶梯状，且中间垂直面是环形法兰盘（5）的对称面；固定螺栓（25）贯通环形法兰盘（5），与回字型密封配合面（24）的垂直面垂直，位于环形法兰盘（5）两侧、法兰螺栓通孔（26）与取样细管固定通孔（22）之间。
2.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针，其特征在于：所述多排取液通孔为三排，取液通孔直径为0.5mm∽2mm，孔间距为1mm∽4mm，每排取液通孔个数为8∽20个；三排取液通孔中心连线分别正对冷凝液汇集凹槽底部和冷凝液汇集凹槽两侧连接管壁处；取液通孔与冷凝液汇集凹槽（3）的壁面之间留有小缝，方便采集冷凝液。
3.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针，其特征在于：所述水冷内回流同轴套管总长为100∽1600mm；内回流同轴套管外套管（2）壁上埋有测温热电偶，内回流同轴套管外套管（2）的材料采用2205、2507或316L耐酸、耐氯离子腐蚀的不锈钢或包塑钢。
4.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针，其特征在于：所述冷凝液汇集凹槽（3）的深度为1∽2mm，宽度为4∽6mm，采用精加工而成，利于固定取样细管（1）并有效收集冷凝液。
5.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针，其特征在于：所述取样细管（1）的外径为1∽6mm，长度为200∽1800mm；取样细管（1）上有刻度尺寸，能够读出取样细管（1）的取液位置，以对比不同位置冷凝液活性离子成分和浓度差异。
6.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针，其特征在于：当取样监测探针水平放置时，采集内回流同轴套管外套管（2）外壁迎风面、背风面及两侧面的冷凝液，通过一只同轴套管外壁均匀布置的四个取样细管测得四个不同位置的冷凝液中活性离子成分和浓度变化规律；当取样监测探针垂直放置时，取样细管（1）沿整个探针长度上的冷凝液汇集凹槽（3）上下移动采集不同高度的冷凝液，以测量重力作用下冷凝液不断向下汇集流动过程中的活性离子成分和浓度变化规律。
7.一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测系统，其特征在于：包括权利要求1至6任一项所述的烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测探针，与取样监测探针的取样细管（1）位于烟道之外一端通过真空泵（9）连通的溶液罐（10），溶液罐（10）设置在旋转箱体（11），采集了冷凝液后的溶液罐（10）随着旋转箱体（11）旋转接入离子色谱仪（12）测活性离子成分及浓度，同时空的溶液罐（10）转动连接至真空泵（9），继续收集冷凝液；还包括与取样监测探针的内回流同轴套管内管（4）位于烟道之外一端的循环水出口连通的冷却单元（7），与冷却单元（7）连通的高温循环机（8），高温循环机（8）出口连通内回流同轴套管外套管（2）位于烟道之外的循环水入口。
8.根据权利要求7所述的一种烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测系统，其特征在于：所述冷却单元（7）采用风冷、水冷或制冷设备；所述高温循环机（8）带有一个水箱和温控单元，能将水箱中的水加热维持在设定温度。
9.权利要求7所述烟气冷凝除湿脱污环境活性离子取样监测系统的取样监测方法，其特征在于：通过环形法兰盘（5）将水冷内回流同轴套管固定在烟道之中，循环冷却水从内回流同轴套管外套管（2）进入，沿内回流同轴套管外套管（2）流动至烟道端尽头后流入内回流同轴套管内管（4），内回流同轴套管外套管（2）的壁温和冷却水温度近似相同，低于湿烟气中饱和水蒸气的露点温度，水蒸气在内回流同轴套管外套管（2）表面大量凝集，同时也伴随着酸蒸汽、气溶胶颗粒的吸附凝并，凝结液不断析出并汇集在冷凝液汇集凹槽（3）之中；取样细管（1）的取液通孔位于冷凝液汇集凹槽（3）之中，另一端连接着真空泵（9），将冷凝液抽至溶液罐（10）中密封保存；溶液罐（10）随旋转箱体（11）旋转接入离子色谱仪（12），在线检测冷凝液中的活性离子成分和浓度，同时空的溶液罐（10）转动连接至真空泵（9），继续收集冷凝液，通过具备储存功能的旋转箱体（11）实现了冷凝液活性离子成分及浓度的连续实时在线监控；循环冷却水从内回流同轴套管内管（4）离开后进入冷却单元（7），降低到设定温度之下，随后进入高温循环机（8）加热到设定温度，开始新的循环；通过调控循环冷却水的温度从而调节内回流同轴套管外套管（2）的外壁温，得到不同冷凝温度下的冷凝液；内回流同轴套管外套管（2）的有四条贯通的冷凝液汇集凹槽（3），采集迎风面、背风面以及两侧的冷凝液；四只取样细管中，两侧面是对称的一组，实际监测和检测过程中，只要取其中之一就能够完成检测，取样实验结束后，将两侧面取样细管其中之一取下切割浇注镶嵌抛光，通过检测这只取样细管的腐蚀层厚度获得实验过程中取样细管承受湿烟气活性离子组合型低温腐蚀的腐蚀速率；另外三只取样细管用于检测活性离子成分和浓度。
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