[發明專利]固定污染源排放三氧化硫與可凝結顆粒物測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201711405234.4
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN109959538B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 岳春妹;劉志超;陶雷行;陸駿超;王妍艷;陳睿;施依娜;趙冬建
• 申請（專利權）人: 上海明華電力科技有限公司
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24;G01N33/00;G01N15/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發明涉及一種固定污染源排放三氧化硫與可凝結顆粒物測試裝置及方法，所述裝置由高溫采樣探頭，選擇性冷凝系統、恒溫冷凝系統和采樣控制系統組成。采用等速采樣法采集煙氣。根據煙氣采樣點的流速，采用皮托管平行法，等速采集煙氣。全自動采樣儀具有自動采集煙氣壓力、自動等速采樣與計量采樣流量、發現報警信號自動中止采樣的功能。采樣結束后提供實際采樣體積與標況干煙氣采樣體積數據。與現有技術相比，本發明可以同時對固定源排放的三氧化硫/硫酸霧和可凝結顆粒物進行測量，并對可凝結顆粒物中有機組分和無機組分進行定量分析，對可凝結顆粒物中三氧化硫/硫酸霧所占比例進行定量分析，對無機組分中各種離子濃度和比例進行定量分析。

技術領域

本發明涉及一種采樣裝置和方法，尤其是涉及一種同時對固定源排放的三氧化硫/硫酸霧和可凝結顆粒物進行測量的裝置及方法。

背景技術

目前，國內固定污染源顆粒物排放監測只測試以固態或液態形式存在的顆粒物，即可過濾顆粒物(煙塵)。煙氣中的部分污染物(三氧化硫、銨鹽、硝酸鹽、揮發性有機物、重金屬等)在煙道內以氣態、氣溶膠態或蒸汽態存在，用濾筒或濾膜無法捕集；但當這部分污染物離開煙囪排放到大氣中時，由于環境溫度降低、壓力變化等因素，迅速凝結為固態或液態，形成體積極小的顆粒物，該類顆粒物即可凝結顆粒物(CPM)。可凝結顆粒物屬于細顆粒物，屬于PM_2.5范疇，對人體和環境危害極大。煙氣脫硫、脫硝、超低排放改造等環保政策的不斷推進，可以預計中國硫氧化物、氮氧化物、煙塵排放必將得到有效的控制，然而不容忽視的是現今中國首要污染物多為可吸入顆粒物，顆粒物與“霾”的相關問題也一直是學術研究的熱點和公眾關心的焦點。可凝結顆粒物作為遺漏的固定源顆粒狀污染物，按照國外的相關結論，對環境空氣中可吸入顆粒物的貢獻相當可觀。

固定源排放煙氣中硫氧化物大部分以二氧化硫形式存在，另外也有少量的三氧化硫、硫化氫等。當煙氣通過鍋爐本體及省煤器被冷卻時，有少量的二氧化硫會被氧化成三氧化硫。在裝有SCR裝置的鍋爐中，脫硝催化劑的催化氧化作用加快了二氧化硫氧化的反應速率，使三氧化硫濃度進一步升高。三氧化硫是一種極易吸濕的物質，當煙氣溫度降低到酸露點時，三氧化硫會與煙氣中水蒸氣結合，生成硫酸氣溶膠(硫酸霧或硫酸小液滴)。硫酸霧或硫酸液滴吸附在SCR下游的空預器、除塵器或管道構件上，會造成設備或構件腐蝕。硫酸霧或硫酸液滴還會與SCR裝置中逃逸氨反應生成硫酸氫銨或硫酸銨，在160℃～210℃溫度區間，硫酸氫銨有很強的吸濕性，會吸收煙氣中的水分而表現出粘附性，從而聚集或吸附在飛灰或設備上，造成設備的腐蝕和結垢堵塞。

綜上所述，固定源排放中二氧化硫、氮氧化物、煙塵三項常規污染物得到有效控制和削減后，三氧化硫、可凝結顆粒物等非常規污染物排放日益受到關注。三氧化硫是霧霾的前體物，低溫煙氣中以氣溶膠形式存在，對霧霾具有100％的貢獻率，是可凝結顆粒物的主要組分之一，也是酸雨沉降的主要組分之一。鑒于三氧化硫/硫酸霧在可凝結顆粒物中占有較重的比例，而三氧化硫/硫酸霧與可凝結顆粒物分開采樣耗時長、現場煙氣條件不斷變化導致采樣重復性差等缺點，現有技術缺乏對固定源排放的三氧化硫與可凝結顆粒物同時采樣的裝置和方法。

現有可凝結顆粒物采樣裝置，一般先過濾煙氣中的可過濾顆粒物，再冷凝煙氣中的可凝結顆粒物，然后通過濾膜捕獲可凝結顆粒物，最后通過濾膜干燥后稱重確定可凝結顆粒物的含量，但此裝置無法區分可凝結顆粒物中有機組分和無機組分的含量，尤其不能確定可凝結顆粒物中重要組成成分三氧化硫/硫酸霧的占比及其各種可溶鹽的占比，不能為可凝結顆粒物來源推斷提供足夠的技術支持。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種固定污染源排放三氧化硫與可凝結顆粒物測試裝置及方法。

本發明涉及一種采樣裝置和方法，可以同時對固定源排放的三氧化硫/硫酸霧和可凝結顆粒物進行測量，并對可凝結顆粒物中有機組分和無機組分進行定量分析，對可凝結顆粒物中三氧化硫/硫酸霧所占比例進行定量分析，對無機組分中各種離子濃度和比例進行定量分析。