CN112763445A - 一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统，包括伸入至烟气管道中对烟气进行取样的采样探杆、连通于采样探杆且对烟气进行除尘的除尘装置、连通于除尘装置且对烟气进行除湿的除湿装置、连通于除湿装置且对烟气进行分析的非分光红外测试分析仪，除湿装置包括除湿箱，除湿箱内设有连通于除尘装置的除湿进气管和连通于非分光红外测试分析仪的除湿出气管，除湿箱内设有煤油层，煤油层下方设有稀硫酸层，除湿箱设有对煤油层进行降温的降温机构和对稀硫酸层进行加热的升温机构，除湿进气管远离除尘装置一端位于煤油层中，除湿出气管连通于除湿箱的上部，除湿进气管管身设有气泵，具备可较为充分将烟气中水分进行排除的效果。
Description
技术领域
本申请涉及烟气排放监测的技术领域，尤其是涉及一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统。
背景技术
燃煤电厂在进行发电时会产生大量的废气，而废气需要经过处理后才能直接排放至大气中，为了起到监管作用以及防止废气处理不到位，需要对排放的废气进行实时的监测，一般均会设置CEMS烟气监测仪对烟气进行抽样检测，即通过伸入烟道的采样探杆对烟气进行采样收集，然后对采样的烟气进行除尘除湿，然后使用非分光红外测试分析仪对烟气进行分析。
现有对烟气进行除湿较多为通过换热器将烟气进行快速冷凝，使得烟气中含水量降低。
针对上述中的相关技术，申请人认为在冷凝过程中容易有冷凝水的析出，继而使得部分二氧化硫和氮氧化物溶解于冷凝水中，存在最终检测结果可能会和实际值存在较大的偏差的缺陷。
发明内容
为了降低最终检测结果和实际值之间的偏差，本申请提供一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统。
本申请提供的一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统采用如下的技术方案：
一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统，包括伸入至烟气管道中对烟气进行取样的采样探杆、连通于采样探杆且对烟气进行除尘的除尘装置、连通于除尘装置且对烟气进行除湿的除湿装置、连通于除湿装置且对烟气进行分析的非分光红外测试分析仪，所述除湿装置包括除湿箱，除湿箱内设有连通于除尘装置的除湿进气管和连通于非分光红外测试分析仪的除湿出气管，除湿箱内设有煤油层，煤油层下方设有稀硫酸层，除湿箱设有对煤油层进行降温的降温机构和对稀硫酸层进行加热的升温机构，除湿进气管远离除尘装置一端位于煤油层中，除湿出气管连通于除湿箱的上部，除湿进气管管身设有气泵。
通过采用上述技术方案，气泵将经过除尘的烟气送入至除湿箱中的煤油层，而煤油层处于一个较低的温度，继而使得位于煤油层中的烟气中的水蒸气凝结呈水和烟气相分离，分离的水密度大于煤油密度继而下沉进入至稀硫酸层中，烟气中二氧化硫和氮氧化物属于极性物质，而煤油属于非极性物质，两者不相溶且不想反应，继而使得烟气中二氧化硫和氮氧化物不会在煤油层中有较大损失，同时在煤油层中极小部分二氧化硫和氮氧化物会溶于水中，煤油层下方中的具备一定温度的稀硫酸层可以大大降低溶于水中的二氧化硫和氮氧化物，进一步降低在除湿过程中二氧化硫和氮氧化物的损失。继而尽可能提升最终检测结果的准确性。
可选的，所述升温机构包括设于除湿箱且位于稀硫酸层中的高温水管，除湿箱外部设有出水口连通于高温水管的高温水管水泵，高温水管水泵进水口连通有可对内部水进行加热的加热水箱，高温水管位于除湿箱中的管身呈蛇形。
通过采用上述技术方案，呈蛇形的高温水管能够对稀硫酸层进行一个较为全面且充分的加热，继而使得稀硫酸层各部分都具备一定的温度，尽可能使得稀硫酸层中热氧化硫的溶解度降低。
可选的，所述降温机构包括设于高温水管外露除湿箱且远离水泵并将完成对稀硫酸层加热的水进行冷却的制冷换热器，制冷换热器出水口一端连通有低温水管，低温水管位于煤油层中且低温水管位于煤油层中的管身呈蛇形，低温水管远离制冷换热器一端连通于加热水箱。
通过采用上述技术方案，将用于对稀硫酸层进行加热后的水进行制冷，使得进入至低温水管中的水低于常温，并且低温水管将水送回中加热水箱中，不需要在向低温水管中通入额外的水源，较为便利，整体结构获得简化，同时蛇形的低温水管也能使得煤油层降温充分。
可选的，所述除湿箱底面连通有排酸管，排酸管远离除湿箱一端连通有可对内部溶剂进行加热的酸加热箱，排酸管管身设有使得除湿箱中的稀硫酸传输至酸加热箱中的稀硫酸用泵，酸加热箱高度高于除湿箱中煤油层的高度，排酸管管身设有排酸阀门。
通过采用上述技术方案，当稀硫酸层中收集较多的冷凝水后，可打开排酸阀门，并启动稀硫酸用泵将除湿箱底部的稀硫酸送入至酸加热箱中，将稀硫酸中水分适当蒸发，适当提高稀硫酸的浓度，然后再将稀硫酸送回至除湿箱中，继而使得稀硫酸层始终保持在一个不会过低的浓度，尽可能将二氧化硫在稀硫酸层中的溶解度降低。
可选的，所述除尘装置包括设于除湿箱一侧的除尘箱，除尘箱内部设有颗粒过滤层，采样探杆连通于除尘箱的底部，除尘箱上部可拆卸连接有箱盖，除湿进气管和箱盖之间连通有波纹管。
通过采用上述技术方案，将烟气通过颗粒过滤层，以对烟气中的烟尘进行阻挡过滤，同时颗粒过滤层也不易和烟气中二氧化硫和氮氧化物相反应，同时箱盖的设置使得在颗粒过滤层长时间使用后能够进行补充更换。
可选的，所述除尘箱内壁中空，除尘箱连通有用于将高温蒸汽送入至除尘箱中空内壁的进汽管和出汽管，进汽管连通有蒸汽发生器。
通过采用上述技术方案，蒸汽发生器产生的高温蒸汽进入至除尘箱中空内壁中，继而使得除尘箱内部处在一个较高的温度环境下，继而降低烟气中的湿气保留在颗粒过滤层中，而不易出现小部分二氧化硫和氮氧化物易溶解于位于颗粒过滤层或是烟尘表面的水分中，降低烟气在除尘过程中二氧化硫和氮氧化物的损失，进一步提升监测的准确性。
可选的，所述出汽管连通有二次利用管，二次利用管呈螺旋形环绕于加热水箱的外部。
通过采用上述技术方案，将对除尘箱加热的蒸汽进行二次利用，对加热水箱进行加热，继而降低加热水箱所要消耗的能源。
可选的，所述二次利用管远离出汽管一端连通有冷凝水箱，冷凝水箱连通于蒸汽发生器的进水口。
通过采用上述技术方案，二次利用管中蒸汽和部分冷凝的冷凝水进入至冷凝水箱中，位于冷凝水箱中的冷凝水温度还较高，将冷凝水箱中的冷凝水通入至蒸汽发生器中，使得蒸汽发生器产生蒸汽所要消耗的能源获得降低。
可选的，所述冷凝水箱连通有进水管，冷凝水箱和加热水箱之间连通有加水管，加水管管身设有可将冷凝水箱中的高温冷凝水输送进入至加热水箱的加水管水泵，加水管管身设有加水管阀门。
通过采用上述技术方案，进水管可向冷凝水箱中补充水，以免长期循环下蒸汽出现部分损失，同时当加热水箱中水较少时，可将冷凝水箱温度较高的冷凝水送入至加热水箱中，然后进水管再向冷凝水箱中送入常温水，使得冷凝水箱中的高温冷凝水获得较好的利用。
可选的，所述除湿进气管位于煤油层中一端绕自身轴线均匀连通有数根排气孔管，每一根排气孔管外表面均匀贯穿开设有数个排气孔。
通过采用上述技术方案，使得烟气在煤油层的各个位置较为均匀的排出，继而不易出现烟气集中位置处的煤油层温度较高使得烟气中的水分不能较好的凝结，有助于提升烟气中水分在煤油层中的凝结，降低烟气中水分的存在，继而使得在烟气通过非分光红外测试分析仪检测时，烟气中水分不会对检测结果造成过大的影响。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.气泵将经过除尘的烟气送入至除湿箱中的煤油层，而煤油层处于一个较低的温度，继而使得位于煤油层中的烟气中的水蒸气凝结呈水和烟气相分离，分离的水密度大于煤油密度继而下沉进入至稀硫酸层中，烟气中二氧化硫和氮氧化物属于极性物质，而煤油属于非极性物质，两者不相溶且不想反应，继而使得烟气中二氧化硫和氮氧化物不会在煤油层中有较大损失，同时在煤油层中极小部分二氧化硫和氮氧化物会溶于水中，煤油层下方中的具备一定温度的稀硫酸层可以大大降低溶于水中的二氧化硫和氮氧化物，进一步降低在除湿过程中二氧化硫和氮氧化物的损失。继而尽可能提升最终检测结果的准确性；
2.烟气在煤油层的各个位置较为均匀的排出，继而不易出现烟气集中位置处的煤油层温度较高使得烟气中的水分不能较好的凝结，有助于提升烟气中水分在煤油层中的凝结，降低烟气中水分的存在，继而使得在烟气通过非分光红外测试分析仪检测时，烟气中水分不会对检测结果造成过大的影响。
附图说明
图1是本申请的主体结构示意图；
图2是本申请另一侧面以及除尘箱部分剖视的结构示意图；
图3是除湿箱中部分剖视用以展示除湿箱内部的结构示意图；
图4是图3中A处放大图。
图中，1、采样探杆；11、箱盖；12、波纹管；13、进水管阀门；14、冷凝水泵；15、气泵；2、除尘装置；21、二次利用管；22、冷凝水箱；23、进水管；24、加水管；25、加水管水泵；26、加水管阀门；27、排气孔管；28、排气孔；29、颗粒过滤层；3、除湿装置；31、加热水箱；32、排酸管；33、酸加热箱；34、稀硫酸用泵；35、排酸阀门；36、除尘箱；37、进汽管；38、出汽管；39、蒸汽发生器；4、非分光红外测试分析仪；41、除湿箱；42、除湿进气管；43、除湿出气管；44、煤油层；45、稀硫酸层；46、高温水管；47、高温水管水泵；48、制冷换热器；49、低温水管。
具体实施方式
以下结合所有附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统，参照图1，包括伸入至烟气管道中对烟气采样的采样探杆1，采样探杆1远离烟气管道一端安装有相连通且能对烟气进行除尘的除尘装置2，除尘装置2远离采样探杆1一侧安装有相连通且对烟气除湿的除湿装置3，除湿装置3远离除尘装置2一侧安装有相连通且能对烟气中二氧化硫和氮氧化物浓度进行检测分析的非分光红外测试分析仪4。
参照图1和图2，除尘装置2包括呈竖直的除尘箱36，除尘箱36底面连通于采样探杆1远离烟气管道的一端，除尘箱36内部放置有可对烟尘进行阻挡过滤的颗粒过滤层29，颗粒过滤层29为石英砂，除尘箱36竖直圆周内壁呈中空，除尘箱36的中空内壁连通有进汽管37和出汽管38，出汽管38连通于除尘箱36上部且进汽管37连通于除尘箱36的下部，进汽管37远离除尘箱36一端连通有能够将水转换成高温蒸汽的蒸汽发生器39，除尘箱36上部开口处通过螺栓可拆卸连接有箱盖11，箱盖11圆周底面设置密封橡胶圈，箱盖11上表面连通有呈竖直的波纹管12。
参照图3和图4，除湿装置3包括连通于波纹管12远离箱盖11一端的除湿进气管42，除湿进气管42远离波纹管12一端连通有呈竖直的除湿箱41，除湿进气管42管身安装有可将经过除尘的烟气送入至除湿箱41中的气泵15，除湿箱41水平截面呈圆环形，除湿箱41内部放置有煤油层44和稀硫酸层45，稀硫酸层45自身密度大于煤油层44，所以稀硫酸层45位于煤油层44的下方，除湿进气管42远离波纹管12一端位于煤油层44的中部位置处，除湿进气管42轴线和除湿箱41轴线相同，除湿进气管42位于煤油层44中的一端绕自身轴线均匀固定连接有数根排气孔管27，排气孔管27长度方向平行于除湿箱41的径向，每一根排气孔管27圆周外壁的水平相对两侧均均匀贯穿开设有数个排气孔28，除湿箱41上表面连通有除湿出气管43，除湿出气管43远离除湿箱41一端连通于非分光红外测试分析仪4。
参照图1，除湿箱41底部连通有排酸管32，排酸管32管身靠近除湿箱41一侧安装有排酸阀门35，排酸管32远离除湿箱41的一端连通有酸加热箱33，酸加热箱33的高度高于除湿箱41中煤油层44的高度，酸加热箱33内部设置表面涂覆氟橡胶涂料的电加热管以对酸加热箱33内的稀硫酸进行加热，酸加热箱33和除湿箱41中均可设置硫酸浓度在线检测仪以对稀硫酸的浓度进行实时检测，排酸管32管身安装有可将稀硫酸从除湿箱41中送入至酸加热箱33中的稀硫酸用泵34。
参照图1和图3，除湿箱41安装有对稀硫酸层45进行加热的升温机构，升温机构包括固定连接于除湿箱41内部且两端外露于除湿箱41的高温水管46，高温水管46由铜制成，高温水管46位于稀硫酸层45的中下部位置处，高温水管46位于稀硫酸层45中的管身水平截面呈蛇形，高温水管46外露除湿箱41一端连通有高温水管水泵47，高温水管水泵47为耐高温水泵，高温水管水泵47进水口连通有加热水箱31，加热水箱31内部设置电加热管以对自身内部的水加热至70～80℃，加热水箱31位于除尘箱36和除湿箱41之间。
参照图1和图3，除湿箱41安装有对煤油层44进行降温的降温机构，降温机构包括连通于高温水管46外露除湿箱41一端且能将进入的水冷却至10～15℃的制冷换热器48，高温水管46蛇形部分位于制冷换热器48和高温水管水泵47之间，制冷换热器48出水口连通有固定连接于除湿箱41内壁的低温水管49，低温水管49的水平截面呈蛇形，低温水管49高度低于排气孔管27的高度，低温水管49外露除湿箱41的一端连通于加热水箱31的上部。
参照图1和图2，出汽管38远离除尘箱36一端连通有二次利用管21，二次利用管21呈螺旋线形环绕于除尘箱36圆周外壁，二次利用管21靠近于除尘箱36底端一端处连通有冷凝水箱22，冷凝水箱22连通有冷凝水泵14，冷凝水泵14出水口连通于蒸汽发生器39的进水口一端处，冷凝水箱22外部连通有可向冷凝水箱22内送入自来水的进水管23，进水管23安装有进水管阀门13，冷凝水箱22和加热水箱31之间连通有加水管24，加水管24管身安装有加水管阀门26和加水管水泵25，加水管阀门26靠近于加热水箱31的底部，加水管水泵25为耐高温水泵，加水管水泵25可将冷凝水箱22中的高温冷凝水送入至加热水箱31中。
本申请实施例的一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统实施原理为：采样探杆1将烟道中的烟气进行部分采样收集送入至除尘箱36中，然后经过颗粒过滤层29使得烟气中的烟尘被阻挡过滤，同时再配合进入除尘箱36中空内壁中的高温蒸汽的加热，使得除尘箱36中不会保留有存在一定湿度的烟气，然后烟气通过气泵15均匀送入至除湿箱41中的煤油层44，煤油层44温度较低，继而使得烟气中的水汽冷凝并下沉进入至稀硫酸层45中，最终完成除尘除湿的烟气进入至非分光红外测试分析仪4中进行检查并和烟气中二氧化硫和氮氧化物的标准浓度值进行对比，以达到对烟气进行监测的效果。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统，包括伸入至烟气管道中对烟气进行取样的采样探杆（1）、连通于采样探杆（1）且对烟气进行除尘的除尘装置（2）、连通于除尘装置（2）且对烟气进行除湿的除湿装置（3）、连通于除湿装置（3）且对烟气进行分析的非分光红外测试分析仪（4），其特征在于：所述除湿装置（3）包括除湿箱（41），除湿箱（41）内设有连通于除尘装置（2）的除湿进气管（42）和连通于非分光红外测试分析仪（4）的除湿出气管（43），除湿箱（41）内设有煤油层（44），煤油层（44）下方设有稀硫酸层（45），除湿箱（41）设有对煤油层（44）进行降温的降温机构和对稀硫酸层（45）进行加热的升温机构，除湿进气管（42）远离除尘装置（2）一端位于煤油层（44）中，除湿出气管（43）连通于除湿箱（41）的上部，除湿进气管（42）管身设有气泵（15）。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统，其特征在于：所述升温机构包括设于除湿箱（41）且位于稀硫酸层（45）中的高温水管（46），除湿箱（41）外部设有出水口连通于高温水管（46）的高温水管水泵（47），高温水管水泵（47）进水口连通有可对内部水进行加热的加热水箱（31），高温水管（46）位于除湿箱（41）中的管身呈蛇形。
3.根据权利要求2所述的一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统，其特征在于：所述降温机构包括设于高温水管（46）外露除湿箱（41）且远离高温水管水泵（47）并将完成对稀硫酸层（45）加热的水进行冷却的制冷换热器（48），制冷换热器（48）出水口一端连通有低温水管（49），低温水管（49）位于煤油层（44）中且低温水管（49）位于煤油层（44）中的管身呈蛇形，低温水管（49）远离制冷换热器（48）一端连通于加热水箱（31）。
4.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统，其特征在于：所述除湿箱（41）底面连通有排酸管（32），排酸管（32）远离除湿箱（41）一端连通有可对内部溶剂进行加热的酸加热箱（33），排酸管（32）管身设有使得除湿箱（41）中的稀硫酸传输至酸加热箱（33）中的稀硫酸用泵（34），酸加热箱（33）高度高于除湿箱（41）中煤油层（44）的高度，排酸管（32）管身设有排酸阀门（35）。
5.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统，其特征在于：所述除尘装置（2）包括设于除湿箱（41）一侧的除尘箱（36），除尘箱（36）内部设有颗粒过滤层（29），采样探杆（1）连通于除尘箱（36）的底部，除尘箱（36）上部可拆卸连接有箱盖（11），除湿进气管（42）和箱盖（11）之间连通有波纹管（12）。
6.根据权利要求5所述的一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统，其特征在于：所述除尘箱（36）内壁中空，除尘箱（36）连通有用于将高温蒸汽送入至除尘箱（36）中空内壁的进汽管（37）和出汽管（38），进汽管（37）连通有蒸汽发生器（39）。
7.根据权利要求6所述的一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统，其特征在于：所述出汽管（38）连通有二次利用管（21），二次利用管（21）呈螺旋形环绕于加热水箱（31）的外部。
8.根据权利要求7所述的一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统，其特征在于：所述二次利用管（21）远离出汽管（38）一端连通有冷凝水箱（22），冷凝水箱（22）连通有冷凝水泵（14），冷凝水泵（14）连通于蒸汽发生器（39）的进水口。
9.根据权利要求8所述的一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统，其特征在于：所述冷凝水箱（22）连通有进水管（23），冷凝水箱（22）和加热水箱（31）之间连通有加水管（24），加水管（24）管身设有可将冷凝水箱（22）中的高温冷凝水输送进入至加热水箱（31）的加水管水泵（25），加水管（24）管身设有加水管阀门（26）。
10.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂烟气污染物超低排放在线监测系统，其特征在于：所述除湿进气管（42）位于煤油层（44）中一端绕自身轴线均匀连通有数根排气孔管（27），每一根排气孔管（27）外表面均匀贯穿开设有数个排气孔（28）。
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