[發(fā)明專利]一種飛灰等溫等速取樣裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310082434.6
• 申請(qǐng)日: 2013-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN103162993A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉平;卜昌盛;馬吉亮;梁財(cái);劉道銀;曾小強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N1/22
• 分類號(hào): G01N1/22;G01N1/40
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鍋爐及焚燒爐的檢測(cè)裝置，特別是鍋爐及焚燒爐燃燒系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)中飛灰等溫等速取樣裝置。

背景技術(shù)

燃煤飛灰中含有部分重金屬等污染物，但垃圾、污泥或其他固廢焚燒爐焚燒過程中產(chǎn)生飛灰的重金屬等污染物含量可能更高，同樣值得關(guān)注。煤及固廢中所含的重金屬及其化合物在燃燒/焚燒過程中會(huì)被蒸發(fā)進(jìn)入煙氣，煙氣從溫度較高(800℃～1100℃)的爐膛進(jìn)入鍋爐或焚燒爐的尾部煙道進(jìn)行冷卻降溫的過程中，煙氣中重金屬形成離散的金屬顆粒氣溶膠或在飛灰顆粒表面發(fā)生均勻核化和異相沉積作用，從而得到濃縮。與之類似，二噁英也是在尾部煙道中通過二次合成和氣相前驅(qū)物低溫催化反應(yīng)沉積到飛灰上的。因而，溫度是污染物飛灰富集的關(guān)鍵因素。

由于不同粒徑飛灰的比表面積差異，污染物富集的程度也不同，通常隨著顆粒尺寸的減小，污染物聚集程度都呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。因而，準(zhǔn)確地取飛灰樣及測(cè)定其中污染物富集情況，獲取溫度及粒徑對(duì)飛灰中污染物的聚集程度和浸出毒性的影響，可為降低污染物在飛灰上富集措施的設(shè)計(jì)提供參考。

目前，鍋爐飛灰取樣裝置大多采用撞擊式和離心式。典型的撞擊式飛灰取樣裝置如“多孔撞擊式飛灰取樣器”（專利公開號(hào)：CN101446526A），即在煙道內(nèi)固定一根垂直的管體，攜帶飛灰的煙氣遇到管體轉(zhuǎn)向減速，攜帶固體能力下降，飛灰分離沉淀落入安裝于管體底端的漏斗內(nèi)。該取樣裝置僅適合于粒徑較大的飛灰顆粒，粒徑較小的顆粒無法被分離。如前所述，小粒徑飛灰顆粒表面的重金屬等污染物富集濃度與大顆粒飛灰的相差較大，導(dǎo)致該裝置的取樣結(jié)果缺乏代表性。此外，對(duì)于垂直煙道，該取樣裝置的運(yùn)用也會(huì)受到限制。

典型的離心式飛灰取樣裝置如“飛灰等速取樣裝置”（專利公開號(hào)：CN101813579A），煙道煙氣引入旋風(fēng)分離裝置后，煙氣產(chǎn)生強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，利用旋轉(zhuǎn)的含塵煙氣所產(chǎn)生的離心力，將飛灰顆粒從氣流中分離出來。為便于取樣，該取樣裝置安置于煙道外側(cè)，取樣裝置溫度相對(duì)煙氣溫度低的多，導(dǎo)致在整個(gè)取樣過程中煙氣溫度不斷降低，氣態(tài)重金屬等污染物冷凝至飛灰上，增加飛灰中污染物含量，難以真實(shí)反映取樣點(diǎn)飛灰中污染物含量。與撞擊式飛灰取樣裝置類似，離心式存在臨界分離粒徑，難以將粒徑較小的飛灰顆粒從煙氣中分離出來。

此外，為使抽取的飛灰顆粒樣品與煙氣中飛灰的粒度分布一致，取樣必須在等速的條件下進(jìn)行，即進(jìn)入取樣頭入口的煙氣流速應(yīng)與取樣點(diǎn)煙氣流速相等。

迄今為止，未見到既能控制取樣過程中取樣裝置內(nèi)煙氣溫度與取樣點(diǎn)溫度一致，同時(shí)保證進(jìn)入取樣槍的煙氣流速與周圍煙氣的流速相等，又能收集煙氣中細(xì)小飛灰顆粒的取樣裝置。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于，提供一種既能有效控制取樣流程煙氣的溫度及取樣點(diǎn)煙氣流速，同時(shí)又能收集煙氣中細(xì)小飛灰的裝置。

技術(shù)方案：一種飛灰等溫等速取樣裝置，它包括取樣槍，取樣槍的前端安裝有取樣頭，取樣槍穿過煙道壁，置于煙道內(nèi)；取樣槍的尾部通過二號(hào)耐高溫金屬軟管與旋風(fēng)分離器的入口相連；取樣槍和二號(hào)耐高溫金屬軟管外套設(shè)有一號(hào)耐高溫金屬軟管，一號(hào)耐高溫金屬軟管與二號(hào)耐高溫金屬軟管之間形成循環(huán)通道；一號(hào)耐高溫金屬軟管的一端穿過煙道壁，與煙道連通，另一端通過除塵器與抽氣機(jī)相連；旋風(fēng)分離器的下端連接有球閥，旋風(fēng)分離器頂部的排氣管與過濾器底部相連，過濾器的排氣管連接至流量計(jì)入口，流量計(jì)的出口與抽氣機(jī)相連；過濾器、旋風(fēng)分離器外設(shè)有加熱器，加熱器外設(shè)有保溫裝置；一號(hào)熱電偶的測(cè)量端位于煙道內(nèi)的取樣頭處，另一端與溫度變送器相連，二號(hào)熱電偶的測(cè)量端位于旋風(fēng)分離器內(nèi)，另一端與溫度變送器相連；溫度變送器通過信號(hào)線與溫度控制系統(tǒng)相連。

其中，所述的過濾器包括濾筒、不銹鋼金屬搭扣、出口法蘭、濾筒法蘭和剛玉濾芯，剛玉濾芯放置于濾筒中，濾筒法蘭與出口法蘭通過不銹鋼金屬搭扣進(jìn)行固定。

有益效果：本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，根據(jù)重金屬等污染物在飛灰中的富集機(jī)理，首次提出了通過溫度控制實(shí)現(xiàn)等溫取樣，避免煙氣中氣相的重金屬等污染物冷凝到飛灰上，從而準(zhǔn)確地反映取樣點(diǎn)飛灰中的重金屬等污染物含量；同時(shí)，通過等速取樣及耐溫高效過濾器獲得煙氣中飛灰的實(shí)際粒徑分布；在檢測(cè)鍋爐及焚燒爐飛灰的重金屬等污染物含量時(shí)，保證了煙道飛灰取樣的準(zhǔn)確性和代表性，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝位置靈活、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的飛灰等溫等速取樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的飛灰等溫等速取樣裝置過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：