CN204556457U - 一种固定污染源pm2.5排放连续监测系统 - Google Patents

一种固定污染源pm2.5排放连续监测系统 Download PDF

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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
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 所述采样管加热装置为裹覆在采样管上的电加热套。
[0008] 所述采样嘴设在烟道内中心处。
[0009] 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°C之间,湿度在30-70°C之间。
[0010] 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
[0011] 图1是本实用新型的结构连接示意图;
[0012]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-—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
[0013] 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I,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I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°C之间,湿度在30-70°C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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 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 (5)

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(I)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°C之间,湿度在30-70°C之间。
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