[發明專利]石膏雨成分在線監測分析方法及儀器

在審

• 申請號: 201410329299.5
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104280409A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 吳迅海;肖豪;曾勇
• 申請（專利權）人: 深圳睿境環保科技有限公司
• 主分類號: G01N23/02
• 分類號: G01N23/02
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 任哲夫

技術領域

本發明涉及環境監測技術領域，尤其涉及一種石膏雨成分在線監測分析方法及儀器。

背景技術

長期以來，我國二氧化硫(SO2)的排放量都在2000萬噸左右，排在世界第一位。近年來，隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，我國開始加速對環境污染的治理。2013年9月，國務院印發《大氣污染防治行動計劃》，要求“加快重點行業脫硫、脫硝、除塵改造工程建設。所有燃煤電廠、鋼鐵企業的燒結機和球團生產設備、石油煉制企業的催化裂化裝置、有色金屬冶煉企業都要安裝脫硫設施，每小時20蒸噸及以上的燃煤鍋爐要實施脫硫。”截止2008年底，我國已投產煙氣脫硫機組3.97億千瓦，我國已投產煙氣脫硫機組3.97億千瓦，全國火電廠已投運煙氣脫硫機組容量占全國燃煤機組容量的66％，其中90％以上采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝。

目前，大部分火力發電廠的脫硫系統采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝，取消了氣氣換熱器(GGH)裝置，直接將凈煙氣從煙囪排出，煙囪采用內襯防腐材料，形成“濕煙囪”排放的方案。無GGH裝置的脫硫系統投產后，雖有效地避免了GGH的堵塞問題，但由于“濕煙囪”無煙氣再熱措施，排煙溫度較低，吸收塔出口帶有飽和水的凈煙氣在排出過程中部分冷凝形成液滴，煙氣自煙囪口排出后不能有效地抬升、擴散到大氣中，導致取消GGH裝置后煙氣不能迅速消散，特別是當地區溫度、氣壓較低或在陰霾天氣的時間段，煙氣中攜帶的粉塵及液滴聚集在煙囪附近，落到地面形成“石膏雨”，對電廠及周邊環境產生污染，甚至腐蝕設備。

“石膏雨”的成分含有SO₂、SO₃等酸性物質，PH值一般在4.5—5.8左右，具有較強的腐蝕性；“石膏雨”還含有大量的CaSO₃、CaSO₄以及飛灰等固體物質，因此，“石膏雨”對周圍環境具有很大的影響。降落的“石膏雨”會使土壤酸化，致使有毒的重金屬離子從土壤中釋出，造成魚類中毒死亡，同時危害農作物和森林生態系統；“石膏雨”中的酸性物質滲入地下水和進入江河湖泊中，會引起水質污染；“石膏雨”還會腐蝕建筑材料，使其風化過程加速。“石膏雨”中的固體物質會附著在路面、建筑物、植物等物體的外表面，極難清理，污染外觀，影響美觀。

現有的煙氣脫硫系統大多數沒有監測石膏雨的排放，少數采用基于重量法的手工監測方法。手工監測方法的原理：工作人員使用采樣器，以恒定采樣流量采集一定時段的煙氣，煙氣中的顆粒物被截留在已知重量的濾紙上。再將采樣后的濾紙放在恒溫恒濕設備中平衡24小時后，用分析天平對濾紙進行稱量，記錄采樣后的濾紙重量，根據采樣前后濾紙的重量變化和累積采樣體積，計算出顆粒物濃度。

手工監測方法的缺點：需要手工進行操作，不能連續自動監測，采樣頻率低，樣品代表性不足，測量時間長，測量精度受諸多因素影響。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種石膏雨成分在線監測分析方法及儀器。

本發明公布了一種基于β射線法的在線監測分析方法。β射線是從核素放射性衰變中釋放出來的高速電子流，電離本領小，穿透能力大。天然放射系列放出的β粒子能量在0-4Mev，溫度、壓力、磁場等都不能顯著影響β射線的發射，應用放射源作為測量手段具有較強的抗干擾能力，保證測量結果穩定可靠。

β射線法工作原理是利用β射線衰減量測量采樣期間增加的顆粒物質量，所述的β射線放射源是¹⁴C放射源，是放射性能弱的物質，不屬于放射性管理局規定的“放射性同位素”物質，¹⁴C的半衰期長，安全耐用，可以克服檢測儀的射線源逐漸減弱的不利影響。

當β射線通過介質時，β粒子與介質中的電子相互碰撞損失能量而被吸收，在低能條件下，吸收程度取決于介質的質量，與顆粒物粒徑、成分、顏色及分散狀態無關。環境氣體由采樣泵吸入采樣管，經過濾紙后排出。顆粒物沉積在濾紙上，當β射線通過沉積著顆粒物的濾紙時能量衰減，通過對衰減前后的β射線能量測定，可以計算出顆粒物的濃度，具體方案如下：

石膏雨成分在線監測分析方法，包括以下步驟：

步驟1：輸送一段空白濾紙到檢測單元；

步驟2：β射線探測器測出穿過空白濾紙的β粒子計數值I₀；

步驟3：對含石膏雨成分的煙囪排放氣體進行采樣，樣氣通過濾紙過濾，使樣氣中的石膏雨成分附著在濾紙上，根據采樣流量和采樣時間計算出采樣氣體體積V；

步驟4：β射線探測器測出穿過含石膏雨成分濾紙的β粒子計數值I；