CN108828152B - 固定污染源大气污染物在线自动检测系统 - Google Patents

Abstract

一种固定污染源大气污染物在线自动检测系统，包括：采样部，用于从烟气通道中采集烟气；在线传感装置，用于测采集的烟气所含大气污染物浓度；所述采样部包括N个采样管路，N为大于3的数；所述采样管路分别设置烟气通道入口以及空气入口；所述烟气通道入口沿着烟气通道轴向设置，包括沿着烟气流动方向的管路，所述管路的开口方向与烟气流动方向相反。通过检测系统的上述设置，能够减小固体颗粒物以及水蒸气对于气态污染物检测的影响，提高测量精度。

Description

固定污染源大气污染物在线自动检测系统

技术领域

本发明涉及一种自动分析方法以及分析系统，尤其是涉及一种环保检测领域中固定污染源大气污染物在线自动检测系统。

背景技术

国民经济的持续快速发展带来了能源消费的不断攀升，环境污染日益成为国民关注的热点问题。其中大气污染的程度尤为严重，近年来中国众多城市和地区相继出现雾霾天气，给居民生活和出行带来极大危害。监测固定污染源污染物排放的总量，关系到重点污染源企业的环保治理与节能减排，以及重点污染源的排放监测和数据统计。

固定污染源烟气排放连续监测系统(CEMS) 要用于监测固定污染源污染物的排放，监测脱硫、脱硝等环保治理设备的运行，由颗粒物监测系统、气态污染物监测系统、烟气参数监测系统及数据采集处理系统组成。通过测定烟气污染物排放浓度及烟气参数，实时显示污染物排放质量浓度，计算烟气污染物排放率及排放总量，并通过数据采集、处理，传输至环保部门。

固定污染源烟气排放连续监测系统(CEMS)的气体传感器存在测量量程的问题，对于量程大的传感器，其检测精度较低，测量结果误差较大；对于量程小的传感器，其检测精度较高，但是在气体浓度较大时超过其量程则无法确定其准确值。为了解决上述问题，现有技术中采用的方法是同时设置大量程以及小量程的传感器，根据实时检测气体的对应浓度切换传感器，从而实现自动化程度高，提高测量精度的效果。

作为改进在先发明提出了一种污染物自动监测系统，其中通过设置多个采样管路以及相应的电磁阀的设置，在不需要设置大量程的传感器的情况下对于超出量程的烟气污染物也能够进行精确检测，然而在气体污染物的检测过程中，颗粒物以及水蒸汽浓度过高时，对于传感器的检测精度会产生影响，导致检测结果准确度降低。

发明内容

作为本发明的一个方面，提供一种大气污染物在线自动检测系统，能够进一步提高检测的准确度，包括：采样部，用于从烟气通道中采集烟气；旁通管路，用于接收所述采样部采集的烟气；回气管路，用于将所述旁通管路的烟气传送回烟气通道；在线传感装置，其设置于旁通管路，用于测量通过旁通管路的烟气所含污染物浓度；数据分析装置，用于根据在线传感装置的检测结果确定烟气通道中污染物浓度；所述采样部包括N个采样管路，N为大于3的数；所述采样管路分别设置烟气通道入口以及空气入口，所述烟气通道入口沿着烟气通道轴向设置，包括沿着烟气流动方向的管路，所述管路的开口方向与烟气流动方向相反。

优选的，所述N个采样管路沿着烟气通道径向均匀设置。

优选的，所述采样管路以及旁通管路为加热管路，所述烟气通道中设置温度传感器，根据所述温度传感器的检测温度确定所述加热管路的温度。

附图说明

图1是本发明实施例的大气污染物在线自动检测系统的采样部第一截面示意图。

图2是本发明实施例的大气污染物在线自动检测系统的采样部第二截面示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现结合附图详细说明本发明的具体实施方式。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例的烟气污染物自动监测系统，包括采样部，旁通管路，回气管路，在线传感装置，数据分析装置，以及控制器。

采样部用于从烟气通道100中采集烟气，其包括N个采样管路，N为大于3的数，可以是例如5个采样管路。采样管路分别设置烟气通道入口11以及空气入口，烟气通道入口11设置于烟气通道100内，能够从烟气通道100中采集烟气；空气入口与大气连通，能够向采样管路输入空气。可将抽气泵用于烟气通道入口11以及空气入口的气体抽取，其中控制采样管路的输入，使各个采样管路的流速相同。

参见图1和图2，N个采样管路沿着烟气通道径向均匀设置，烟气通道入口11沿着烟气通道轴向设置，包括沿着烟气流动方向的管路12，管路12的开口方向与烟气流动方向相反，从而使烟气通道11沿着与烟气流动方向相反的抽取烟气。由于固态颗粒物的质量较大，其沿着烟气流动方向具有惯性，在采样管路反向抽取时由于其惯性不容易被抽取到采样通道中，而气态污染物则被抽取到采样管路中，从而减小固态颗粒物对于气态污染物检测的影响。

烟气通道入口11以及空气入口分别设置第一电磁阀以及第二电磁阀，同一采样管路的第一电磁阀以及第二电磁阀在检测时有且仅有一个是开启的，通过控制器控制第一电磁阀以及第二电磁阀的开关。

旁通管路，用于接收采样部采集的烟气以及空气。旁通管路的截面积等于采样部中采样管路的截面积之和，从而使采样部中所有烟气通道入口11开启时，旁通管路内的空气污染物浓度等于烟气通道100内的空气污染物浓度。回气管路，用于将旁通管路的烟气传送回烟气通道。

采样管路以及旁通管路为加热管路，在烟气通道中设置温度传感器，根据所述温度传感器的检测温度确定所述加热管路的温度，从而使烟气中的温度保持为烟气通道的温度，避免水蒸汽凝结对于气态污染物检测的影响。

在线传感装置，用于测量通过旁通管路的烟气所含污染物浓度；在线传感装置可以是二极管阵列检测器、GFC检测器或者差分光谱检测器，其检测的污染物浓度可以是SO₂，CO₂，NO，NH₃，NO₂等中的一种或者多种。数据分析装置，用于根据在线传感装置的检测结果确定烟气通道100中污染物浓度，具体的，数据分析装置根据采样部中所有采样管路中的第一电磁阀的开启个数i以及在线传感装置测量的通过旁通管路的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道中污染物浓度ρ_t=ρ×N/i。

控制器，其可以是中央处理器或者可编程逻辑控制器，在检测过程中，根据在线传感装置检测的污染物浓度以及在线传感装置的检测阈，控制所有采样管路的第一电磁阀以及第二电磁阀的开关。具体的，当烟气通道100的污染物浓度大于在线传感装置的检测阈值时，控制器依次开启采样管路的第二电磁阀，关闭采样管路的第一电磁阀，直到在线传感装置的检测值小于其检测阈值或者i=1，i为所有采样管路中的第一电磁阀的开启个数；当烟气通道100的污染物浓度小于在线传感装置检测阈值的N/(i+1)倍时，i为所有采样管路中的第一电磁阀的开启个数，控制器依次开启第一电磁阀，关闭第二电磁阀，直到烟气通道100的污染物浓度大于在线传感装置检测阈值的N/(i+1)倍或者i=N。

本发明实施例的烟气污染物自动监测系统的烟气污染物自动监测方法，包括如下步骤：(1)开始检测时，将采样部所有采样管路的第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭；（2）通过在线传感装置检测测量通过旁通管路的烟气所含污染物浓度；（3）控制器监控在线传感装置检测的污染物浓度，当其超过在线传感装置的检测阈值时，依次开启N个采样管路的第二电磁阀，关闭采样管路的第一电磁阀，直到在线传感装置检测的污染物浓度小于其检测阈值；（4）数据分析装置根据此时采样部中所有采样管路的第一电磁阀的开启个数i以及在线传感装置测量的通过旁通管路30的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道100中污染物浓度ρ_t=ρ×N/i。

本发明实施例的优选的烟气污染物自动监测系统的烟气污染物自动监测方法，包括如下步骤：(1)开始检测时，将采样部所有采样管路的第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭；（2）通过在线传感装置检测测量通过旁通管路的烟气所含污染物浓度；（3）控制器监控在线传感装置检测的污染物浓度，当其超过在线传感装置的检测阈值时，依次开启N个采样管路的第二电磁阀，关闭采样管路的第一电磁阀，直到在线传感装置检测的污染物浓度小于其检测阈值或者i=1，i为所有采样管路中的第一电磁阀的开启个数；当烟气通道100的污染物浓度小于在线传感装置检测阈值的N/(i+1)倍时，i为所有采样管路中的第一电磁阀的开启个数，控制器依次开启第一电磁阀，关闭第二电磁阀，直到烟气通道100的污染物浓度大于在线传感装置检测阈值的N/(i+1)倍或者i=N；（4）数据分析装置根据此时采样部中所有采样管路的第一电磁阀的开启个数i以及在线传感装置测量的通过旁通管路30的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道100中污染物浓度ρ_t=ρ×N/i。

通过本发明的上述技术方案，能够减小固体颗粒物以及水蒸气对于气态污染物检测的影响，提高测量精度。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖发明的任何变型、用途或者适应性变化， 这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (4)

1.一种大气污染物在线自动检测系统，包括：采样部，用于从烟气通道中采集烟气；旁通管路，用于接收所述采样部采集的烟气；回气管路，用于将所述旁通管路的烟气传送回烟气通道；在线传感装置，其设置于旁通管路，用于测量通过旁通管路的烟气所含污染物浓度；数据分析装置，用于根据在线传感装置的检测结果确定烟气通道中污染物浓度；所述采样部包括N个采样管路，N为大于3的数；所述采样管路分别设置烟气通道入口以及空气入口，抽气泵用于烟气通道入口以及空气入口的气体抽取，控制采样管路的输入，使各个采样管路的流速相同；所述烟气通道入口沿着烟气通道轴向设置，包括沿着烟气流动方向的管路，所述管路的开口方向与烟气流动方向相反；其特征在于：旁通管路的截面积等于采样部中采样管路的截面积之和，从而使采样部中所有烟气通道入口开启时，旁通管路内的空气污染物浓度等于烟气通道内的空气污染物浓度；所述烟气通道入口以及空气入口分别设置第一电磁阀以及第二电磁阀；控制器根据所述在线传感装置检测的污染物浓度以及所述在线传感装置的检测阈值，控制所述第一电磁阀以及第二电磁阀的开关; 其中，(1)开始检测时，将采样部所有采样管路的第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭；（2）通过在线传感装置测量通过旁通管路的烟气所含污染物浓度；（3）控制器监控在线传感装置检测的污染物浓度，当其超过在线传感装置的检测阈值时，依次开启N个采样管路的第二电磁阀，关闭采样管路的第一电磁阀，直到在线传感装置检测的污染物浓度小于其检测阈值或者i=1，i为所有采样管路中的第一电磁阀的开启个数；当烟气通道的污染物浓度小于在线传感装置检测阈值的N/(i+1)倍时，i为所有采样管路中的第一电磁阀的开启个数，控制器依次开启第一电磁阀，关闭第二电磁阀，直到烟气通道的污染物浓度大于在线传感装置检测阈值的N/(i+1)倍或者i=N；（4）数据分析装置根据此时采样部中所有采样管路的第一电磁阀的开启个数i以及在线传感装置测量的通过旁通管路的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道中污染物浓度ρ_t=ρ×N/i。

2.根据权利要求1所述的大气污染物在线自动检测系统，其特征在于：所述在线传感装置用于检测气态污染物浓度。

3.根据权利要求2所述的大气污染物在线自动检测系统，其特征在于：所述N个采样管路沿着烟气通道径向均匀设置。

4.根据权利要求3所述的大气污染物在线自动检测系统，其特征在于：所述采样管路以及旁通管路为加热管路，所述烟气通道中设置温度传感器，根据所述温度传感器的检测温度确定所述加热管路的温度。

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