CN212340781U - 燃煤机组烟气中氯化氢采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃煤机组烟气中氯化氢采样装置，包括采样盖、采样枪杆、锁紧阀、深度定位环、加热盒、膜过滤器、硅胶管、采样泵前三通阀、化学滴定采样泵、玻璃吸收瓶、冰浴箱、前置三通阀和采样枪内管；采样盖与采样枪杆螺纹连接，采样枪杆内设有采样枪内管，采样盖作为采样枪内管头部固定件；深度定位环通过锁紧阀固定在采样枪杆上；采样枪杆后部连接加热盒；加热盒内，采样枪内管、膜过滤器和前置三通阀依次串联；加热盒外露出前置三通阀两接头。本实用新型的有益效果是：本实用新型的连接管路全程伴热，减少了HCl采样损失量，避免了水汽进入吸收瓶前冷凝，造成HCl提前被吸附，造成最终测量结果偏低。

Description

燃煤机组烟气中氯化氢采样装置

技术领域

本实用新型涉及采样装置，特别涉及一种燃煤机组烟气中氯化氢采样装置。

背景技术

在燃煤发电过程中，煤中氯等微量元素在锅炉燃烧过程中会释放出来并进入烟气，目前我国燃煤机组还没有专门处理烟气中HCl的设备，通常利用湿法脱硫协同脱除。目前固定污染源废气中HCl的测量设备主要有在线直接测量和人工采样方式。其中在线直接测量利用光学法，如傅里叶红外等。人工采样主要依据HJ 548-2016《固定污染源废气氯化氢的测定硝酸银容量法》以及HJ 549-2016《环境空气和废气氯化氢的测定离子色谱法》。标准中采样装置示意图如图3所示。采样样品分别使用电位滴定仪和离子色谱仪完成检测，采样样品成分及采样过程控制会影响最终检测结果，需要排除采样过程中各项因素干扰。

目前关于人工采样装置的专利有专利申请号201820281949.7《一种氯化氢采样装置》。该专利主体结构与HJ 548-2016中对采样装置要求一致。该专利解决了材质不耐酸碱腐蚀等问题，并避免了部分采样管道中水汽吸附HC影响结果准确性，一定程度避免了颗粒物对装置(滤膜下游装置)使用寿命影响。但该技术仍有部分缺陷及可改进之处，需要进一步避免采样过程中干扰项对结果准确性的影响。

综上所述，亟需研发一种燃煤机组烟气中氯化氢采样装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种燃煤机组烟气中氯化氢采样装置。

这种燃煤机组烟气中氯化氢采样装置，包括采样盖、采样枪杆、锁紧阀、深度定位环、加热盒、膜过滤器、硅胶管、采样泵前三通阀、化学滴定采样泵、玻璃吸收瓶、冰浴箱、前置三通阀和采样枪内管；采样盖与采样枪杆螺纹连接，采样枪杆内设有采样枪内管，采样盖作为采样枪内管头部固定件；深度定位环通过锁紧阀固定在采样枪杆上；采样枪杆后部连接加热盒；加热盒内，采样枪内管、膜过滤器和前置三通阀依次串联；加热盒外露出前置三通阀两接头，并通过硅胶管分别连接至采样泵前三通阀和玻璃吸收瓶；两个玻璃吸收瓶通过硅胶管相连并置于冰浴箱槽内；玻璃吸收瓶通过硅胶管连接至采样泵前三通阀；采样泵前三通阀通过硅胶管连接至化学滴定采样泵；硅胶管外缠有电加热伴热带。

作为优选：所述采样枪杆采用不锈钢材质，其外表面刻有长度刻度；采样枪杆与采样枪内管之间设有加热带。

作为优选：所述采样盖与采样枪内管头部之间设有玻璃棉。

作为优选：所述前置三通阀出口和采样泵前三通阀入口均设有开关阀门。

作为优选：所述化学滴定采样泵设有数显屏幕。

作为优选：温控器连接采样枪杆和加热盒，温控器设有温控单元。

作为优选：所述采样枪内管采用四氟乙烯材质。

作为优选：所述膜过滤器内置乙酸纤维微孔滤膜。

作为优选：所述两个玻璃吸收瓶串联，两个玻璃吸收瓶分别内置去离子水和氢氧化钠溶液。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的连接管路全程伴热，减少了HCl采样损失量，避免了水汽进入吸收瓶前冷凝，造成HCl提前被吸附，造成最终测量结果偏低。

2、本实用新型设置了玻璃棉，避免颗粒物在采样枪内沉积，保证采样枪内壁清洁光滑，延长了采样装置使用寿命。

3、本实用新型采用水+碱液串联方式采样，氯气不易溶于水，其水解反应受吸收液酸碱度和氯根浓度影响较大，中性条件有利于减少其水解后形成氯离子，有效降低了氯气正干扰。

4、本实用新型通过三通阀优化了采样连接部件结构，利用并联气路结构，可在前一组样品采样时准备下一组吸收瓶并连入系统备用，通过阀门开关完成气路切换，缩短人工采样时长。

附图说明

图1为本专利燃煤机组烟气中氯化氢采样装置示意图(以燃煤机组单侧脱硝反应器的出口截面示意)；

图2为采样枪内管示意图；

图3为现有采样装置示意图。

附图标记说明：采样盖1、采样枪杆2、锁紧阀3、深度定位环4、加热盒5、膜过滤器6、硅胶管7、采样泵前三通阀8、化学滴定采样泵9、玻璃吸收瓶10、冰浴箱11、前置三通阀12、温控器13、采样枪内管14、带加热装置的采样管15、滤膜夹套16、冷凝装置17、吸收液18、带压力及温湿度计的皮托管19。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

实施例一

如图1所示，本申请实施例一提供一种燃煤机组烟气中氯化氢采样装置，包括采样盖1、采样枪杆2、锁紧阀3、深度定位环4、加热盒5、膜过滤器6、硅胶管7、采样泵前三通阀8、化学滴定采样泵9、玻璃吸收瓶10、冰浴箱11、前置三通阀12、温控器13和采样枪内管14。按采样烟气流经途径，采样盖1与采样枪杆2螺纹连接，采样枪杆2内设有采样枪内管14，采样盖1作为采样枪内管14头部固定件；深度定位环4可在采样枪杆2上滑移至特定位置，并通过锁紧阀3固定深度定位环4；采样枪杆2后部连接加热盒5；加热盒5内，采样枪内管14、膜过滤器6和前置三通阀12依次串联；加热盒5外露出前置三通阀12两接头，并通过硅胶管7分别连接至采样泵前三通阀8和玻璃吸收瓶10；两个玻璃吸收瓶10通过硅胶管7相连并置于冰浴箱11槽内；玻璃吸收瓶10通过硅胶管7连接至采样泵前三通阀8；采样泵前三通阀8通过硅胶管7连接至化学滴定采样泵9；硅胶管7外缠有电加热伴热带，避免样气进入玻璃吸收瓶之前冷凝，造成HCl损失。

所述采样枪杆2外径36mm，长3000mm，不锈钢材质，外表面刻有长度刻度，便于采样人员依据采样要求布置采样点位深度。采样枪杆2与采样枪内管14之间设有加热带，加热采样枪内管14。

所述采样盖1与采样枪内管14头部之间塞满玻璃棉，作为采样烟气中颗粒物的预过滤。

所述深度定位环4直径200mm，用于定位采样点深度同时可用于密封采样孔，避免采样过程中枪体大幅摆动。

所述前置三通阀12出口和采样泵前三通阀8入口均设有开关阀门，可协同操作自由切换采样气路。

所述硅胶管7外缠有电加热伴热带，避免样气进入玻璃吸收瓶之前冷凝，造成HCl损失。

所述硅胶管7可用于提前抽取烟气并密封采样气路，确保烟气提前充满采样枪内管14，进一步提高采样结果准确性。并在后续采样过程中，硅胶管7将第二组玻璃吸收瓶提前连入采样装置，前一组样品采集完毕后直接打开前后三通阀开关阀门切换气路进行第二组样品采集，节省采样耗时。

所述化学滴定采样泵9设有数显屏幕，显示实时采样压力、气体流量，可设置采样时长、采样流量(0.5L/min-5L/min)，保存记录采样时间、采样累计标干体积等信息。

温控器13连接采样枪杆2和加热盒5，温控器13设有温控单元，可设置加热温度(100℃-180℃)，并数显采样枪内管14和加热盒5内温度。

所述采样枪内管14采用四氟乙烯材质，内径6mm，外径10mm。

所述膜过滤器6内置乙酸纤维微孔滤膜，孔径0.3μm。

所述两个玻璃吸收瓶10串联，规格均为75mL，两个玻璃吸收瓶10分别内置50ml去离子水和50ml的0.10mol/L氢氧化钠溶液，该组合吸收液可有效减少氯气干扰。由于后续测定过程需要添加过氧化氢消除废气中二氧化硫、硫化物干扰，若采用普通碱液串联吸收，氯气在碱液中水解产生次氯酸根，易造成过氧化氢与次氯酸根反应产生氯根影响测量结果。

实施例二

本申请实施例二提供一种燃煤机组烟气中氯化氢采样装置的采样方法，包括以下步骤：

S1、氯化氢采样方法使用自制加工的一种氯化氢采样装置，在燃煤机组烟道特定断面实施采样流程。首先如图1所示连接采样装置，前置三通阀12出口用硅胶管7依次连接玻璃吸收瓶10(50ml去离子水)、玻璃吸收瓶10(50ml 0.10mol/L氢氧化钠溶液)、采样泵前三通阀8、化学滴定采样泵9，并在硅胶管7外缠上电加热伴热带通电加热。将两个玻璃吸收瓶10置于冰浴箱11槽内固定。

S2、启动化学滴定采样泵9检查气密性，无异常后根据采样标准确定采样点布置，将深度定位环4移至特定位置，利用锁紧阀3固定，随后采样枪杆2整体插入采样孔，保证采样孔良好密封。

S3、连接温控器13至采样枪杆2和加热盒5，设定加热目标温度120℃后开始预热。等到预热完成，设定采样流量0.5L/min-1L/min，采样时长1h，启动化学滴定采样泵9。

S4、采样过程中，可在第二组玻璃吸收瓶10中分别加入50ml去离子水和50ml的0.10mol/L氢氧化钠溶液，连入前置三通阀12与采样泵前三通阀8之间的硅胶管7位置，待前一组样品采集完成后切换气路，并重新启动化学滴定采样泵9进行下一组采样。将已完成采样的玻璃吸收瓶10中的吸收液合并倒入250ml采样瓶，并用去离子水清洗玻璃吸收瓶10及前后硅胶管内壁面，清洗液一并倒入采样瓶，低温密封保存，尽快检测。

本专利避免了颗粒物进入采样管，减少飞灰沉积管壁，保证采样管内整洁，延长采样装置使用寿命。避免了水汽在进入吸收瓶之前冷凝，HCl易溶于水，冷凝液会产生负干扰。采用水+碱液串联方式采样，抑制氯气溶于吸收液，避免氯气产生正干扰。本专利提高了采样效率，可在采样同时提前准备下一组采样的吸收瓶组合。

Claims (9)

1.一种燃煤机组烟气中氯化氢采样装置，其特征在于：包括采样盖(1)、采样枪杆(2)、锁紧阀(3)、深度定位环(4)、加热盒(5)、膜过滤器(6)、硅胶管(7)、采样泵前三通阀(8)、化学滴定采样泵(9)、玻璃吸收瓶(10)、冰浴箱(11)、前置三通阀(12)和采样枪内管(14)；采样盖(1)与采样枪杆(2)螺纹连接，采样枪杆(2)内设有采样枪内管(14)，采样盖(1)作为采样枪内管(14)头部固定件；深度定位环(4)通过锁紧阀(3)固定在采样枪杆(2)上；采样枪杆(2)后部连接加热盒(5)；加热盒(5)内，采样枪内管(14)、膜过滤器(6)和前置三通阀(12)依次串联；加热盒(5)外露出前置三通阀(12)两接头，并通过硅胶管(7)分别连接至采样泵前三通阀(8)和玻璃吸收瓶(10)；两个玻璃吸收瓶(10)通过硅胶管(7)相连并置于冰浴箱(11)槽内；玻璃吸收瓶(10)通过硅胶管(7)连接至采样泵前三通阀(8)；采样泵前三通阀(8)通过硅胶管(7)连接至化学滴定采样泵(9)；硅胶管(7)外缠有电加热伴热带。

2.根据权利要求1所述的燃煤机组烟气中氯化氢采样装置，其特征在于：所述采样枪杆(2)采用不锈钢材质，其外表面刻有长度刻度；采样枪杆(2)与采样枪内管(14)之间设有加热带。

3.根据权利要求1所述的燃煤机组烟气中氯化氢采样装置，其特征在于：所述采样盖(1)与采样枪内管(14)头部之间设有玻璃棉。

4.根据权利要求1所述的燃煤机组烟气中氯化氢采样装置，其特征在于：所述前置三通阀(12)出口和采样泵前三通阀(8)入口均设有开关阀门。

5.根据权利要求1所述的燃煤机组烟气中氯化氢采样装置，其特征在于：所述化学滴定采样泵(9)设有数显屏幕。

6.根据权利要求1所述的燃煤机组烟气中氯化氢采样装置，其特征在于：温控器(13)连接采样枪杆(2)和加热盒(5)，温控器(13)设有温控单元。

7.根据权利要求1所述的燃煤机组烟气中氯化氢采样装置，其特征在于：所述采样枪内管(14)采用四氟乙烯材质。

8.根据权利要求1所述的燃煤机组烟气中氯化氢采样装置，其特征在于：所述膜过滤器(6)内置乙酸纤维微孔滤膜。

9.根据权利要求1所述的燃煤机组烟气中氯化氢采样装置，其特征在于：所述两个玻璃吸收瓶(10)串联，两个玻璃吸收瓶(10)分别内置去离子水和氢氧化钠溶液。

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