[發明專利]一種可捕集顆粒物在線分級采樣測量系統及其方法

在審

• 申請號: 201910310002.3
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN110118709A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 江建平;朱躍;馮前偉;張楊;楊用龍;陳藝秋;段浩然;潘艷艷
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 梁斌

本發明涉及一種可捕集顆粒物在線分級采樣測量系統及其方法，PM10旋風切割器、PM2.5旋風切割器和PM1旋風切割器依次串聯，每一個旋風切割器配備一套干燥潔凈氣流電離裝置和荷電顆粒測量裝置，并且三個旋風切割器以及每套干燥潔凈氣流電離裝置和荷電顆粒測量裝置均進行加熱保溫，壓縮空氣緩沖加熱及處理裝置輸出的干燥潔凈氣流分為三路，分別進入三個干燥潔凈氣流電離裝置中，每個荷電顆粒測量裝置均與數據處理器通信連接，實現分級實時采樣測量，本發明有效實現顆粒粒徑分級、高溫伴熱、稀釋電離、顆粒荷電和高效過濾，實現快速實時采樣測量，通過高溫伴熱使顆粒物的粒徑分級和在線測量不受水汽影響，避免管路堵塞，測量結果準確，系統穩定運行時間較長。

技術領域

本發明涉及煙氣顆粒物檢測技術領域，具體地講，涉及一種可捕集顆粒物在線分級采樣測量系統及其方法。

背景技術

煙氣顆粒物的采樣檢測不僅可以用于煙氣污染物的生成與控制特性研究，而且在顆粒物特性分析、大氣污染影響以及源解析方面的研究中具有重要作用，尤其在顆粒物脫除性能和源解析領域具有很大的應用前景。

顆粒物劃分為可捕集顆粒物和可凝結顆粒物，目前，國內主要針對煙氣可捕集顆粒物進行采樣分析。可捕集顆粒物的采樣檢測主要基于顆粒物的空氣動力學特性、電學特性和過濾特性。過濾特性是常規顆粒物采樣方法的常用依托機理，屬于非粒徑分級在線采樣離線檢測，典型的有濾筒采樣和濾膜采樣。電學特性廣泛應用于顆粒物非直接接觸采樣中，主要依托帶電顆粒物運動過程中產生的感應電流來對應顆粒物的采樣濃度，屬于在線檢測，往往跟顆粒物的空氣動力學特性同時運用可實現粒徑分級采樣。空氣動力學特性是顆粒物隨氣流運動過程中體現出的特性，也能直接反映顆粒物在大氣環境中的污染和遷移特性，因此廣泛應用于細顆粒物（PM2.5）的采樣檢測中，同樣屬于粒徑分級在線采樣離線檢測。

目前，國內廣泛采用的顆粒物采樣測量方法主要基于顆粒物的空氣動力學特性和過濾特性，均屬于在線采樣離線檢測的方法，但無法實時反映顆粒物的采樣濃度。例如申請號為2015209117881，授權公告號為CN205120442U的中國專利：固定源煙氣顆粒物稀釋法采樣系統，該系統無法實時反映顆粒物的采樣濃度。

在當前煙氣顆粒物的采樣過程中，尤其是針對超低排放燃煤機組的煙氣顆粒物采樣檢測過程中，由于尾部煙氣中顆粒物濃度較低，同時存在尾部煙道環境中顆粒物濃度分布不均和采樣過程中難以實現較好的等速取樣，因此使得煙氣中顆粒物的采樣存在偏差，而在線采樣離線檢測的方法難以及時反饋采樣偏差進行即時調整，只能通過后續的樣品分析來調整下一次的采樣過程，因此極大地增加了采樣檢測工作的負荷。在當前燃煤機組負荷不穩定的情況下，容易錯失采樣檢測的良好時機，使得采樣檢測結果不能準確反映實際情況。此外，對于超低排放機組，由于尾端排放的煙氣中不同粒徑段的顆粒物濃度分布不均，主要以小粒徑段顆粒物為主，因此常規的總塵采樣檢測方法難以直觀反映尾端煙氣的顆粒物排放特性。

因此，開發一種新型的基于粒徑分級和電離荷電作用的可捕集顆粒物在線分級采樣測量系統非常必要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種系統完善、能夠實時分級采樣測量、在線測量不受水汽影響的可捕集顆粒物采樣測量系統，并給出其采樣測量方法。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：一種可捕集顆粒物在線分級采樣測量系統，其特征在于：包括等速采樣噴嘴、PM10旋風切割器、PM2.5旋風切割器、PM1旋風切割器、PM10級干燥潔凈氣流電離裝置、PM10級荷電顆粒測量裝置、PM10級靜電中和及加熱保溫裝置、PM2.5級干燥潔凈氣流電離裝置、PM2.5級荷電顆粒測量裝置、PM2.5級靜電中和及加熱保溫裝置、PM1級干燥潔凈氣流電離裝置、PM1級荷電顆粒測量裝置、顆粒物過濾及加熱保溫裝置、采樣泵、空氣壓縮機、壓縮空氣緩沖加熱及處理裝置和數據處理器，以及

用于對PM10旋風切割器進行加熱保溫的PM10級加熱保溫裝置；