[發明專利]采樣制樣系統及采樣制樣方法

有效

• 申請號: 201711154527.X
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107976342B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 駱仲泱;唐宇星;余春江;方夢祥;王勤輝;王濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22;G01N1/28;G01N1/38
• 代理公司: 上海立群專利代理事務所(普通合伙) 31291
• 代理人: 何靜生;毛立群

本發明涉及同位素檢測領域，公開了一種采樣制樣系統及其方法，采樣制樣系統設置在煤混生物質電站中，包括：與煤混生物質電站的鍋爐煙道相連通的取樣管道，在取樣管道自靠近鍋爐煙道的一端向著遠離鍋爐煙道的一端依次設置有：過濾裝置、質量流量控制器、二氧化碳陷阱和抽氣裝置。采樣制樣系統還包括二氧化碳轉移裝置和碳?14測試裝置，二氧化碳轉移裝置用于將二氧化碳陷阱中的二氧化碳轉移至碳?14測試裝置，碳?14測試裝置用于計量二氧化碳的碳?14。本發明能夠快速地計算出煤混生物質電站的混燃比。

技術領域

本發明涉及同位素檢測領域，公開了一種采樣制樣系統及其采樣制樣方法。

背景技術

目前，煤炭仍是電力行業的主能源，隨著社會的發展與經濟水平的不斷提高，人們對電力的需求急劇增加，煤炭儲量急劇下降的同時，也對自然環境造成了極大的破壞。

生物質能是一種含碳的可再生能源，其“碳中性”的特性，這使得利用生物質能替代部分以煤炭為代表的化石能源，減少二氧化碳排放以緩解溫室效應。

生物質混煤燃燒是一種優秀的大規模利用生物質能的方式，不僅能降低污染物和二氧化碳的排放，且可以高效利用低熱值的生物質燃料，是一種高效且環保的能源獲取方法。

碳-14(¹⁴C)是碳元素的一種具放射性的同位素，于1940年2月27日由加州大學伯克利分校放射性實驗室的馬丁·卡門和薩姆·魯本首先發現。

碳-14通過宇宙射線撞擊空氣中的氮原子所產生。活著的生物由于參與大氣中的碳循環，其含有碳-14的活度往往與大氣水平相一致。煤炭由于上百萬年來深埋于地底，所以其原有的碳-14幾乎已經衰變殆盡。因此通過測量煤混生物質電站的鍋爐煙道中的煙氣所含的二氧化碳的碳-14數據，就可以知道這一電站中是否利用了生物質能，所利用的比例，也就是混燃比是多少。

本發明涉及的生物質混燃比檢測技術基于碳-14同位素的放射性定年法，該方法最早被用于考古學和地質學研究中，現也應用于生物基材料的鑒別以及垃圾焚燒電站生物源燃料比例檢測中，是一種有效的生物成分鑒別方法。

與垃圾焚燒電站的情況不同，生物燃料供應受季節變化影響，混燃電站摻混生物質的比例可能難以超過5％。在低摻混比時，加速器質譜是最精確碳-14活度檢測方式，但由于儀器的昂貴造價無法推廣。

由于當前缺乏有效、可靠的生物質摻燒量的檢測技術與裝置，使得世界各國的政府都難以制定生物質混燃發電的補貼標準和補貼政策，限制了混燃發電技術及其市場的發展。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采樣制樣系統和采樣制樣方法，本發明能夠快速地計算出煤混生物質電站的混燃比。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種采樣制樣系統，設置在煤混生物質電站中，包括：

與煤混生物質電站的鍋爐煙道相連通的取樣管道，在取樣管道自靠近鍋爐煙道的一端向著遠離鍋爐煙道的一端依次設置有：

過濾裝置、質量流量控制器、二氧化碳陷阱和抽氣裝置。

采樣制樣系統還包括二氧化碳轉移裝置和碳-14測試裝置，二氧化碳轉移裝置用于將二氧化碳陷阱中的二氧化碳轉移至碳-14測試裝置，碳-14測試裝置用于計量二氧化碳的碳-14。

本發明還提供了一種采樣制樣方法，用于計量煤混生物質電站的鍋爐煙道中的煙氣的碳-14，包括如下步驟：

過濾和固定步驟：濾除煙氣中的顆粒物和水，將煙氣中的二氧化碳固定在二氧化碳陷阱中。

煙氣計量步驟：利用質量流量控制器(3)獲取進入二氧化碳陷阱的煙氣量。

轉移步驟：將二氧化碳陷阱(4)中的二氧化碳轉移至碳-14測試裝置(1)內。