CN204202942U - 抗高尘干扰型烟气汞取样系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种抗高尘干扰型烟气汞取样系统，用于燃煤电厂高尘烟道段气体的采样，能有效降低采样沿程汞的损耗，提高测试准确性。该系统包括取样系统、可调循环稀释系统、备用吹扫系统以及温控系统，所述取样系统包括取样枪，和与取样枪中的烟气取样管依次连接的粗尘机械除尘器、细尘机械除尘器、样气控制阀门、样气流量计以及样气抽气泵，样气抽气泵出口与分析仪连通。取样系统采用分级机械除尘的方式，避免了采用滤膜、微孔型过滤器时在其表面形成尘过滤层，消除其吸附效应对测试准确性的影响。可调循环稀释系统设计延长堵塞周期。备用吹扫系统的压缩空气经汞过滤器和加热器后，对取样管和稀释气循环管进行吹扫。
Description
技术领域
本实用新型涉及火力发电厂烟气汞取样系统，特别适用于对火电厂高尘烟道气段的采样。
背景技术
火电厂污染防治的首要工作就是污染物的实时监测，如何建立可靠稳定的采样分析方法是该项工作的重中之重。由于我国煤中灰分含量很高，导致烟气中含尘量很大。目前现有的取样方法普遍采用滤膜或者微孔形式过滤器的滤尘方式，该方式会使得过滤器上形成一层尘过滤层。由于飞灰中含有未燃尽残炭，尤其在机组负荷波动时残炭含量较高，而残炭这种多孔物质具有较强的吸附能力，对于汞等痕量重金属污染物的检测影响较大。随着火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）首次将汞纳入约束性指标控制，如何降低采用上述滤尘方式导致的滤饼吸附效应成为了值得关注的问题。
在飞灰取样领域，普遍采用旋风分离器的滤尘方式实现对飞灰的收集。中国专利（公开号CN101813579A）飞灰等速取样装置和（公开号CN202013289U）防堵型等速飞灰取样器均采用了机械分离的滤尘方式，证实了此种方式能够高效滤尘。可以将这一功能利用在烟气中汞等痕量重金属污染物的取样领域，避免滤饼吸附效应。
发明内容
本实用新型借助机械除尘器利用惯性分离法滤尘的特点，避免了在气路上形成尘过滤层的现象，故消除了残炭吸附汞等痕量重金属污染物影响测试准确度的问题。由于金属管线对汞有吸附作用，通过在涉汞管路和设备内部喷涂低粘、耐温、抗磨特氟龙材料，降低汞的沿程吸附。为了防止烟气冷凝，配备温控系统。同时通过设置可调循环稀释回路的方式降低烟气取样管含尘浓度，有效降低堵塞概率，提高取样装置持续工作能力。
本实用新型的具体技术方案如下：
一种抗高尘干扰型烟气汞取样系统，该系统包括取样系统、可调循环稀释系统、备用吹扫系统以及温控系统，所述取样系统包括取样枪（1），和与取样枪中的烟气取样管（1-1）依次连接的粗尘机械除尘器（2-1）、细尘机械除尘器（2-2）、样气控制阀门（3）、样气流量计（4）以及样气抽气泵（5），样气抽气泵（5）出口与分析仪连通。
本实用新型的进一步设计在于：
所述取样枪内包含烟气取样管（1-1）和稀释气循环管（1-2），烟气取样管（1-1）入口与烟道相连，出口与粗尘机械除尘器（2-1）入口连通；稀释气循环管（1-2）一端与稀释气抽气泵（6）相连，另一端与烟气取样管（1-1）通过圆弧管段过渡联通，保证稀释气顺烟气流动方向成一定角度进入烟气取样管（1-1）；
稀释气循环管（1-2）为变径管，由稀释气入口向出口方向直径逐渐变小。
所述可调循环稀释系统包括稀释气控制阀门（8）、稀释气流量计（7）、稀释气抽气泵（6）以及稀释气循环管（1-2），其中稀释气控制阀门（8）与粗尘机械除尘器（2-1）出口连通，稀释气循环管（1-2）与烟气取样管（1-1）相连。
所述备用吹扫系统包括依次连接的空压机（13）、汞过滤器（12）、加热器（11）、稀释管吹扫阀门（10）、取样管吹扫阀门（9），其中取样管吹扫阀门（9）通过管路与取样枪的烟气取样管（1-1）连接，稀释管吹扫阀门（10）通过管路与取样枪的稀释气循环管（1-2）连接。
所述温控系统设置于烟气取样管（1-1）出口至分析仪（A）入口段，以及稀释气循环管（1-2）入口前的可调循环稀释管路系统部分，加热温度在160-190oC。
取样系统和可调循环稀释系统的管路以及设备均采用喷涂低粘、耐温、抗磨特氟龙材料的衬里方式。
本实用新型相比现有技术具有如下优点：
本实用新型采用分级机械除尘器的滤尘方式，粗尘机械除尘器脱除90%左右烟尘。参照图3，为了进一步脱除烟尘，必须强化分离效应，进而缩小了细尘机械除尘器尺寸，尤其是缩小其进口当量直径，并在细尘机械除尘器的收尘漏斗和旋风收缩段之间增加了抑制二次扬尘的直管段。
由于火电厂燃用煤种的调整以及负荷的变化都会导致烟道内烟尘浓度的变化，这种波动会影响机械除尘器的脱尘性能以及其使用寿命。本装置设置了可调循环稀释系统，其包括稀释气控制阀门、稀释气流量计、稀释气抽气泵以及稀释气循环管。该系统从粗尘机械除尘器后抽取部分过滤后烟气作为稀释气体，通过稀释气循环管与烟气取样管的三个接口将其输入烟气取样管内部。这股稀释气具有两个功能，一是降低烟气取样管内烟气含尘量；二是兼备吹扫烟气取样管的功能。同时在样气控制阀门开度不变的情况下，调整稀释气控制阀门，可以调整稀释气和烟气取样管进口烟气比例。在烟道内烟尘含量升高时，提高稀释气流量，反之降低稀释气流量，进而使得进入粗尘机械除尘器的含尘量维持在其最佳性能区间内，保证脱尘效率。
取样枪内包括烟气取样管和稀释气循环管，稀释气循环管为变径管，由入口向出口方向直径逐渐缩小，以保证靠近烟气取样管进口端的稀释气有足够的流速。稀释气循环管通过三个圆弧过渡管与烟气取样管联通。该圆弧中轴线与烟气取样管内气流方向夹角为锐角，这种设计降低了稀释气进入取样管时对抽吸烟气的阻碍作用。装置同时设置了备用吹扫系统，包括依次连接的空气压缩机、汞过滤器、加热器、取样管吹扫阀门、稀释管吹扫阀门。由空气压缩机供应的除水、除油、除尘的空气通过汞过滤器除去空气中的汞，然后经过加热器，将其加热到烟气温度。加热器后通过两个独立的管路与烟气取样管和稀释气循环管相连，并通过管路上的阀门控制两路吹扫气的流量。
为了防止烟气冷凝，从烟气取样管出口至分析仪入口段（A点）之间的气路以及稀释气循环管入口前的可调循环稀释管路部分设置了温控系统。参考图2的点划线包围的区域为温控系统的控温范围。
由于汞很容易被金属管道所吸附，该装置的取样系统和可调循环稀释系统为含汞烟气的流通通道，固这两个系统的管路以及设备均采用喷涂低粘、耐温、抗磨特氟龙材料的衬里方式，以降低沿程汞的损失，提高测量准确性。
附图说明：
图1为本实用新型结构原理图。
图2为本实用新型取样枪结构示意图。
图3为本实用新型分级机械除尘器结构示意图。
图中：1-取样枪；1-1-烟气取样管；1-2-稀释气循环管；1-3-稀释吹扫管；1-4-取样吹扫管；2-分级机械除尘器；2-1-粗尘机械除尘器；2-2-细尘机械除尘器；3-样气控制阀门；4-样气流量计；5-样气抽气泵；6-稀释气控制阀门；7-稀释气流量计；8-稀释气抽气泵；9-取样管吹扫阀门；10-稀释管吹扫阀门；11-加热器；12-汞过滤器；13-空气压缩机。
图1中A表示为分析仪的A入口。
具体实施方式：
如图1所示，将取样枪1放置到取样烟道内，取样枪结构见图2，取样枪内安装有烟气取样管1-1和稀释气循环管1-2，在取样枪出口的两根管上分别连接吹扫供气管路1-3和1-4。烟气取样管1-1与粗尘机械除尘器2-1连通，烟气经过粗尘机械除尘器2-1后大部分烟尘被除去，其中一部分烟气在稀释气抽气泵8作用下，通过稀释气控制阀门6和稀释气流量计7进入稀释气循环管1-2。稀释气循环管1-2沿程通过三个接口将稀释气导入取样管1-1，使其与从烟道抽吸进来的烟气混合，起到降低烟气取样管内烟尘含量的目的，延长堵塞周期的作用。从粗尘机械除尘器2-1（如图3所示）出来的另外一部分烟气在样气抽气泵5的作用下进入细尘机械除尘器2-2，经过进一步除尘后，通过样气控制阀门3和样气流量计4后接入烟气分析仪。由空气压缩机13提供的除水、除油、除尘的空气通过汞过滤器12除去空气中的汞，然后经过加热器11，将其加热到烟气温度，最后通过取样管吹扫阀门9和稀释管吹扫阀门10分别对烟气取样管1-1和稀释气循环管1-2进行吹扫。
Claims (6)
1.一种抗高尘干扰型烟气汞取样系统，该系统包括取样系统、可调循环稀释系统、备用吹扫系统以及温控系统，其特征是：所述取样系统包括取样枪（1），和与取样枪中的烟气取样管（1-1）依次连接的粗尘机械除尘器（2-1）、细尘机械除尘器（2-2）、样气控制阀门（3）、样气流量计（4）以及样气抽气泵（5），样气抽气泵（5）出口与分析仪连通。
2.根据权利要求1所述抗高尘干扰型烟气汞取样系统，其特征在于，所述取样枪内包含烟气取样管（1-1）和稀释气循环管（1-2），烟气取样管（1-1）入口与烟道相连，出口与粗尘机械除尘器（2-1）入口连通；稀释气循环管（1-2）一端与稀释气抽气泵（6）相连，另一端与烟气取样管（1-1）通过圆弧管段过渡联通。
3.根据权利要求2所述抗高尘干扰型烟气汞取样系统，其特征在于，稀释气循环管（1-2）为变径管，由稀释气入口向出口方向直径逐渐变小。
4.根据权利要求1所述抗高尘干扰型烟气汞取样系统，其特征在于，所述可调循环稀释系统包括稀释气控制阀门（8）、稀释气流量计（7）、稀释气抽气泵（6）以及稀释气循环管（1-2），其中稀释气控制阀门（8）与粗尘机械除尘器（2-1）出口连通，稀释气循环管（1-2）与烟气取样管（1-1）相连。
5.根据权利要求1所述抗高尘干扰型烟气汞取样系统，其特征在于，所述备用吹扫系统包括依次连接的空压机（13）、汞过滤器（12）、加热器（11）、稀释管吹扫阀门（10）、取样管吹扫阀门（9），其中取样管吹扫阀门（9）通过管路与取样枪的烟气取样管（1-1）连接，稀释管吹扫阀门（10）通过管路与取样枪的稀释气循环管（1-2）连接。
6.根据权利要求1所述抗高尘干扰型烟气汞取样系统，其特征在于，所述温控系统设置于烟气取样管（1-1）出口至分析仪（A）入口段，以及稀释气循环管（1-2）入口前的可调循环稀释管路系统部分。
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