[發明專利]一種高溫煙氣中汞的取樣裝置和方法

在審

• 申請號: 201811597003.2
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109556927A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 王卉;沈昊天;沈暢;應展烽
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發明涉及高溫煙氣汞取樣領域，特別涉及一種高溫煙氣中汞的取樣裝置和方法。裝置包括：取樣槍系統，冷凝系統，煙氣流量控制系統，汞測試分析系統；取樣槍系統包括取樣探針、取樣管Ⅰ、取樣管Ⅱ以及布置在取樣管Ⅰ外周的冷卻水系統，取樣探針后接取樣管Ⅰ，取樣管Ⅰ后接取樣管Ⅱ，取樣探針包括一個尺寸逐漸變小的頂部，頂部設置進氣口，進氣口的內徑為0.05?0.1mm，頂部的長度為1?3mm，取樣探針的直徑為0.5?1mm，頂部從進氣口到取樣探針后側，直徑逐漸變大。本申請的裝置，取樣探針前端部設計成直徑逐漸縮小的結構，氣體進入該結構后，由于空間的突然變大，導致氣體突然膨脹，使得高溫煙氣驟冷，從而使高溫煙氣的性質能夠保持不變。

技術領域

本發明涉及高溫煙氣汞取樣領域，特別涉及一種高溫煙氣中汞的取樣裝置和方法。

背景技術

汞(Hg)是環境中毒性最強的重金屬元素之一，它不僅會對環境產生破壞，還可以通過生物鏈進入人體產生更大的危害。元素汞由于其易揮發性、作用持久性、生物富集性以及能轉換為毒性更強的甲基汞等特點，成為大氣污染物中的主要控制對象。只有先對煙氣中的汞進行取樣、分析，才能低成本高效率的控制汞排放。

目前來說，對高溫煙氣中的汞取樣，很大程度上會造成取樣后高溫煙氣中汞的性質發生變化，同時當普通的取樣槍進入煙道中會擾亂煙道中煙氣的流場，對煙氣中汞的性質的判定帶來很大的誤差和干擾。以上的問題都對汞的控制過程降低成本和高效率脫除有一定的影響。

發明內容

針對上述問題，本申請提供一種高溫煙氣中汞的取樣裝置和方法，使取樣后的汞的性質不會發生變化，并且最大可能的保證不因為取樣而擾亂煙道中的流場。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種高溫煙氣中汞的取樣裝置，所述取樣裝置包括：

取樣槍系統：包括取樣探針、取樣管Ⅰ、取樣管Ⅱ以及布置在取樣管Ⅰ外周的冷卻水系統，所述取樣探針后接取樣管Ⅰ，取樣管Ⅰ后接取樣管Ⅱ，所述取樣探針包括一個尺寸逐漸變小的頂部，頂部設置進氣口，進氣口的內徑為0.05-0.1mm，頂部的長度為1-3mm，所述取樣探針的直徑為0.5-1mm，所述頂部從進氣口到取樣探針后側，直徑逐漸變大；

冷凝系統：設置在取樣槍系統后端，用于除去煙氣中的水分；

煙氣流量控制系統：設置在冷凝系統后端，用于調節煙氣取樣流量；

汞測試分析系統：設置在煙氣流量控制系統，用于汞含量的測試。

所述取樣探針尺寸逐漸變小的頂部為三角形頂部，三角形頂部的頂角角度為5-10°；所述取樣探針的材質為石英。

所述冷卻水系統包括設置在取樣管Ⅰ外周的冷卻水套管、冷卻水出口Ⅰ、冷卻水出口Ⅱ；

冷卻水在冷卻水進口Ⅰ、冷卻水進口Ⅱ進入，在冷卻水套管中流動，對取樣管Ⅰ中的煙氣進行冷卻，冷卻水從冷卻水出口Ⅰ、冷卻水出口Ⅱ流出。

所述冷凝系統包括冷凝器。

所述煙氣流量控制系統包括閥門、質量流量計以及抽氣泵；

所述閥門后接質量流量計，質量流量計后接抽氣泵。

所述汞測試分析系統包括汞測試儀和控制器，所述控制器與汞測試儀連接，用于控制和調節汞測試儀、并獲取汞測試儀的測量數據。

所述汞測試儀為在線連續檢測汞測試儀。

一種利用上述的取樣裝置進行取樣的方法，包括如下步驟：

(1)使冷卻水管套內充滿冷卻水；