CN204556457U

CN204556457U - 一种固定污染源pm2.5排放连续监测系统

Info

Publication number: CN204556457U
Application number: CN201520250169.2U
Authority: CN
Inventors: 赵玉龙; 连鑫博; 王莉娜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2025-04-23

Abstract

本实用新型公开了一套监测PM2.5的设备。一种固定污染源PM2.5排放连续监测系统，对烟气进行等速采样，采样后进行粒径分离，再经干洁空气的稀释混合，抽取气体检测PM2.5，既可以得到模拟烟气排到大气后的2.5数据，也可经计算获得固定污染源烟气中PM2.5的实际含量。满足了固定污染源等速采样的技术要求，能够解决现有设备监测误差大、代表性不强、不适用于较高浓度颗粒物样品的缺点，具有适用范围广、数据分析准确、易维护等优点。

Description

一种固定污染源PM2.5排放连续监测系统

技术领域

本实用新型属于可吸入颗粒物浓度检测设备领域，涉及固定污染源PM2.5的实时、等速采样检测装置。

背景技术

改革开放以来，我国经济保持长期快速增长，综合国力显著增强，人民生活不断改善，与此同时，我国大气环境问题也日益突出。近来来，全国大部分地区陷入严重的重污染天气中，从东北到西北，从华北到中部地区，都出现了大范围的严重污染，给人们生产生活造成了严重影响。人们对生活环境的关注使得PM2.5成为大众熟知的词汇。由于PM2.5来源十分复杂，既有固定污染源直接排放的细颗粒物，也有无组织排放、经过复杂化学反应转化生成的二次细颗粒。固定污染源，例如热电厂烟囱排烟，其中PM2.5是大气环境中PM2.5的重要来源，准确获得其排放浓度和排放量，掌握PM2.5排放清单，对污染物排放控制、综合治理有着十分重要的意义。

目前，环境空气中PM2.5监测手段比较成熟，但对固定污染源排放颗粒物中PM2.5的监测手段相对比较落后，不能等速采样，无法等速采样就不能保证所采集样品的代表性，更不能保证数据的准确性。固定污染源中颗粒物的粒径分布极不均匀，部分颗粒物浓度很高、粒径大，会导致烟气流通的管路阻塞。环境空气中的PM2.5已经是既成事实，检测其浓度短时间内也无法改变空气质量，因此从源头下手直接监测工业废气排放装置的PM2.5才事半功倍。

实用新型内容

本实用新型为解决现有固定污染源PM2.5监测装置的缺失与不足，提供一种固定污染源PM2.5排放连续监测系统。

本实用新型采用的技术方案是：一种固定污染源PM2.5排放连续监测系统，包括等速采样部分、稀释混合部分、检测部分、控制部分，所述等速采样部分包括依次连接的采样嘴、采样管、除湿器、第一抽气泵和位于采样嘴下方的烟气检测探头，所述采样嘴设置于烟道内，烟道外至除湿器之间的采样管上设有采样管加热装置，所述烟气检测探头连接烟气参数测定仪；所述稀释混合部分包括依次连接的流量计、烟气混合仓、待检烟气仓和流量计、烟气混合仓之间连通的支管上依次设置的流量控制阀、鼓风机、空气干燥器、空气过滤器，流量计设于第一抽气泵的出气管路上；所述检测部分包括连通于待检烟气仓后的三通，三通中的另两个出口一个连通余气排出泵、一个连通第二抽气泵，第二抽气泵出气口连通PM2.5切割器，第二抽气泵与PM2.5切割器之间的管路上设有温湿度控制器，PM2.5切割器后连通PM2.5检测器，PM2.5检测器连接数据处理器；控制部分为控制器，控制器分别与第一抽气泵、流量控制阀、鼓风机、第二抽气泵、余气排出泵连接，控制器连接数据处理器，数据处理器连接烟气参数测定仪、流量计；所述第一抽气泵、第二抽气泵、鼓风机、余气排出泵均是调速泵。

进一步的，在等速采样部分与稀释混合部分之间还设有粒径分离部分，该粒径分离部分为连通于第一抽气泵之后的一级粒径分离器、二级粒径分离器, 一级粒径分离器、二级粒径分离器底部均连通粗颗粒回收箱。

所述采样管加热装置为裹覆在采样管上的电加热套。

所述采样嘴设在烟道内中心处。

所述温湿度控制器控制第二抽气泵至PM2.5检测器之间的部分工作温度在10-50℃之间，湿度在30-70℃之间。

本实用新型取得的有益效果：采用等速采样的方式确保采集样品的代表性和准确性，采用二级粒径分离、稀释混合、模拟PM2.5扩散的方式确保PM2.5分析数据的准确性。满足了固定污染源等速采样的技术要求，能够解决现有设备监测误差大、代表性不强、不适用于较高浓度颗粒物样品的缺点，具有适用范围广、数据分析准确、易维护、连续监测等优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构连接示意图；

图中，1-烟气检测探头、2烟气参数测定仪、3-采样嘴、4-采样管、5-采样管加热装置、6-除湿器、7-第一抽气泵、8-一级粒径分离器、9-二级粒径分离器、10-粗颗粒回收器、11-流量计、12-烟气混合仓、13-待检烟气仓、14-流量控制阀、15-鼓风机、16-空气干燥器、17-空气过滤器、18-余气排出泵、19-第二抽气泵、20-三通、21-温度控制器、22-PM2.5切割器、23- PM2.5检测器、24-控制器、25-数据处理器、26-烟道。

具体实施方式

如图所示，一种固定污染源PM2.5排放连续监测系统，包括等速采样部分、稀释混合部分、检测部分、控制部分，所述等速采样部分包括依次连接的采样嘴3、采样管4、除湿器6、第一抽气泵7和位于采样嘴3下方的烟气检测探头1，所述采样嘴3设置于烟道26内，烟道26外至除湿器6之间的采样管4上设有采样管加热装置5，所述烟气检测探头1连接烟气参数测定仪2；所述稀释混合部分包括依次连接的流量计11、烟气混合仓12、待检烟气仓13和流量计11、烟气混合仓12之间连通的支管上依次设置的流量控制阀14、鼓风机15、空气干燥器16、空气过滤器17，流量计11设于第一抽气泵7的出气管路上；所述检测部分包括连通于待检烟气仓13后的三通20，三通20中的另两个出口一个连通余气排出泵18、一个连通第二抽气泵19，第二抽气泵19出气口连通PM2.5切割器22，第二抽气泵19与PM2.5切割器22之间的管路上设有温湿度控制器21，PM2.5切割器22后连通PM2.5检测器23，PM2.5检测器23连接数据处理器25，温湿度控制器21控制第二抽气泵19至PM2.5检测器23之间的部分工作温度在10-50℃之间，湿度在30-70℃之间；控制部分为控制器24，控制器24分别与第一抽气泵7、流量控制阀14、鼓风机15、第二抽气泵19、余气排出泵18连接，控制器24连接数据处理器25，数据处理器25连接烟气参数测定仪2、流量计11；所述第一抽气泵7、第二抽气泵19、鼓风机15、余气排出泵18均是调速泵。

采样嘴3安装在采样管4端头，采样嘴3的方向与烟气流动方向相对，采样嘴3安装在烟道内的烟气流动的中心，采样管安装位置符合相关技术规范的要求。采样管4从烟道26内延伸至烟道26外，烟道外的采样管需加热防止水蒸汽冷凝；加热采样管后接除湿装器，通过除湿器除去烟气中的水分。

采样时，由烟气参数测定仪2测定烟道26中烟温、流速、压力、湿度、氧含量等参数，采集的参数通过导线传输至数据处理器25，数据处理器25根据实测压力、流速的大小向控制器24发出信号，控制器24通过导线发出动作信号控制第一抽气泵7的电机转速，使抽气速度和烟道内烟气流速相等，其相对误差控制在10%以内，从而达到等速采样的目的。

等速采样情况下，第一抽气泵7抽气使烟气经采样嘴3进入采样管4，经除湿器6除湿再通过流量计11，流量计11的气体流速测量部件转换电信号至数据处理器25，数据处理器25根据得到的数据向控制器24发出信号，控制器24通过导线发出动作信号控制流量控制阀14的开度、鼓风机15的电机转速，使干洁空气进入量与含尘烟气的量符合预设的稀释混合比例。鼓风机15抽取经空气过滤器17过滤、空气干燥器16干燥的空气，干洁空气通过流量控制阀14后与烟气进入烟气混合仓12内混合，混合后的气体进入待检烟气仓13。在待检烟气仓13模拟PM2.5粒子从烟囱中排出后，与环境空气扩散、反应的过程，同时使通过待检烟气仓13的烟气流速控制在至0.5L/s左右。待检烟气仓13后的三通中连通的余气排出泵18和第二抽气泵19，数据处理器25根据已获得的数据向控制器24发出的信号，由控制器24控制两泵各自电机的转速，第二抽气泵19抽取需要的气体量，其余的气体经余气排出泵18排走。第二抽气泵19抽取的气体进入PM2.5切割器进行分离，其中粒径小于等于2.5微米的细粒子经通过PM2.5检测器分析其含量，便得到模拟烟气排放到大气中后的PM2. 5数据。数据处理器25根据烟气参数测定仪2测定的烟道烟温、湿度、流速、压力、氧值，流量计11测定的气体流速、稀释混合倍数、PM2.5检测器23测量的含量等参数，经过计算得到固定污染源烟气中PM2.5的实际含量。

该系统所用的烟气参数测定仪和流量计的信号收集、传输、接收、处理，数据处理器反馈信号给控制器控制泵的电机转速、阀开度的部分所采用的部件、电路、方法均能从现有技术中得到。

当所测烟气大颗粒较多时，为避免堵塞，在等速采样部分与稀释混合部分之间还设有粒径分离部分，该粒径分离部分为连通于第一抽气泵7之后的一级粒径分离器8、二级粒径分离器9, 一级粒径分离器8、二级粒径分离器9底部均连通粗颗粒回收箱10。采样时，经第一抽气泵7的含尘气体通过一级粒径分离器8去除测量管道内粒径大于100微米的颗粒物，经过二级粒径分离器9去除粒径大于10微米的颗粒物，分离过程中产生的粗颗粒通过重力作用由粗颗粒回收箱10回收，避免二次污染，经过二级粒径分离器9分离后的含尘气体中主要含有粒径小于等于10微米的细颗粒物。

采样管加热装置5可采用水暖、电热等加热方式，本发明采用裹覆在采样管4上的电加热套，安装简便、温度可调。当环境温度较低时，对整个系统采取保温措施，如采用外部增设保温棉等方法，确保整个系统在合适的温度下工作。

Claims

1.一种固定污染源PM2.5排放连续监测系统，其特征是：包括等速采样部分、稀释混合部分、检测部分、控制部分，所述等速采样部分包括依次连接的采样嘴（3）、采样管（4）、除湿器（6）、第一抽气泵（7）和位于采样嘴（3）下方的烟气检测探头（1），所述采样嘴（3）设置于烟道（26）内，烟道（26）外至除湿器（6）之间的采样管（4）上设有采样管加热装置（5），所述烟气检测探头（1）连接烟气参数测定仪（2）；所述稀释混合部分包括依次连接的流量计（11）、烟气混合仓（12）、待检烟气仓（13）和流量计（11）、烟气混合仓（12）之间连通的支管上依次设置的流量控制阀（14）、鼓风机（15）、空气干燥器（16）、空气过滤器（17），流量计（11）设于第一抽气泵（7）的出气管路上；所述检测部分包括连通于待检烟气仓（13）后的三通（20），三通（20）中的另两个出口一个连通余气排出泵（18）、一个连通第二抽气泵（19），第二抽气泵（19）出气口连通PM2.5切割器（22），第二抽气泵（19）与PM2.5切割器（22）之间的管路上设有温湿度控制器（21），PM2.5切割器（22）后连通PM2.5检测器（23），PM2.5检测器（23）连接数据处理器（25）；控制部分为控制器（24），控制器（24）分别与第一抽气泵（7）、流量控制阀（14）、鼓风机（15）、第二抽气泵（19）、余气排出泵（18）连接，控制器（24）连接数据处理器（25），数据处理器（25）连接烟气参数测定仪（2）、流量计（11）；所述第一抽气泵（7）、第二抽气泵（19）、鼓风机（15）、余气排出泵（18）均是调速泵。

2.如权利要求1所述的固定污染源PM2.5排放连续监测系统，其特征是：在等速采样部分与稀释混合部分之间还设有粒径分离部分，该粒径分离部分为连通于第一抽气泵（7）之后的一级粒径分离器（8）、二级粒径分离器(9), 一级粒径分离器（8）、二级粒径分离器(9)底部均连通粗颗粒回收箱（10）。

3.如权利要求1所述的固定污染源PM2.5排放连续监测系统，其特征是：所述采样管加热装置（5）为裹覆在采样管（4）上的电加热套。

4.如权利要求1所述的固定污染源PM2.5排放连续监测系统，其特征是：所述采样嘴（3）设在烟道内中心处。

5.如权利要求1所述的固定污染源PM2.5排放连续监测系统，其特征是：所述温湿度控制器（21）控制第二抽气泵（19）至PM2.5检测器（23）之间的部分工作温度在10-50℃之间，湿度在30-70℃之间。