[發明專利]一種煙氣取樣裝置及取樣方法

有效

• 申請號: 202110147408.1
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112945650B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 王云剛;廖國強;馬海東;趙欽新;梁志遠;邵懷爽
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

一種煙氣取樣裝置及取樣方法，該裝置由取樣管道、伴熱段、激冷段、收集段、分析儀和引風機組成；各部分沿煙氣流向依次連接；取樣管道出口連接伴熱段，伴熱段包括伴熱管道，保護套管，以及安裝在兩者之間的伴熱裝置，伴熱裝置連接溫控儀，保護套管外焊接有法蘭；激冷段由低溫泵，激冷管道和低溫介質池組成；收集段由多個并列收集通道構成，每個收集通道可串聯多個收集單元，每個收集單元包括了收集管道和收集裝置；收集段后依次連接有分析儀和引風機。本發明還公開了該裝置的取樣方法；本發明能夠適應不同的取樣環境，滿足不同的取樣要求。

技術領域

本發明屬于工業生產煙氣排放領域，具體涉及一種煙氣取樣裝置及取樣方法。

背景技術

隨著國家超低排放標準的進一步提出，對煙氣污染物成分、含量、性質等方面的測定，能夠有效指導鍋爐燃燒狀態的調整，進而減少污染物的生成。同時，高溫煙氣中顆粒物的取樣，對于了解其形成機理以及應對衍生的諸如沾灰、灰沉積等問題，都具有指導意義。

然而，在煙氣顆粒物取樣過程中，當取樣環境溫度逐漸降低時，煙氣中氣化物會隨著溫度的下降，一部分通過均相成核，碰撞凝并等過程形成細微顆粒，一部分直接在已形成的飛灰顆粒表面非均相凝結，這些隨氣體溫度降低而產生的動態的物理化學過程，直接影響了煙氣顆粒物的顆粒相態；同時，煙氣顆粒物本身的物理化學性質也會隨環境溫度的降低而產生自生性的變化，以上過程都增加了顆粒物取樣結果的不確定性。另外，在煙氣中大氣污染物的取樣過程中，通常是在煙氣進入分析儀之前，設置有過濾設備，通過對飛灰等顆粒物的過濾，來減少其對于NO_x和SO₂等常規污染物取樣分析的不利影響，但是過濾裝置無法過濾煙氣中的水汽，因而對煙氣分析結果帶來誤差，并且會影響煙氣分析儀的使用壽命。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種煙氣取樣的裝置及取樣方法，不僅能夠準確地收集煙氣顆粒物的樣品，還能夠減少煙氣中水汽等其他因素對煙氣分析儀所造成的不利影響，提高煙氣分析結果的可靠性。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種煙氣取樣裝置，所述裝置由取樣管道1、伴熱段、激冷段、收集段、分析儀17和引風機18組成；所述伴熱段包括伴熱管道2、伴熱裝置3和保護套管4，伴熱管道2的入口與取樣管道1的出口連通，伴熱管道2與保護套管4之間設置伴熱裝置3，在保護套管4外側面固定有法蘭5，伴熱管道2出口處設有流量計6和溫控儀7；所述激冷段由激冷管道8、低溫泵9、低溫介質池10、低溫泵9進出口閥門以及連接管道組成，所述激冷管道8的進口與伴熱管道2的出口連通，激冷管道8的壁面設有低溫介質接口，激冷管道8通過低溫介質接口和低溫介質管道連通低溫介質池10，低溫介質管道上設置有低溫泵9與低溫泵9進出口閥門；所述收集段包括多個并聯的收集通道，多個并聯的收集通道通過擴壓管11與激冷管道8的出口相連通；每個收集通道入口設有擋板12，每個收集通道內均串聯布置多個收集單元，所述收集單元包括收集管13、收集裝置14、低溫介質控制閥門15和溫度計16，所述收集裝置14設置在收集管13內，收集管13的壁面設置有低溫介質接口，與低溫介質控制閥門15連接，并通過管道連接于低溫泵9的出口，用于輸送低溫介質到收集管13內，溫度計16設置在收集管13的壁面；所述分析儀17設置在收集段下游，引風機18設置在分析儀17下游。

所述的伴熱段中，伴熱裝置3為電伴熱帶或加熱絲，將電伴熱帶或加熱絲沿伴熱管道2軸向分成多個部分，每個部分通過獨立的溫度傳感器與溫控儀7相連，沿煙氣流向，伴熱管道2的散熱量依次增加，故沿煙氣流向設置伴熱量依次遞增，使得進入激冷管道8之前的煙氣溫度變化小。

所述激冷段中，低溫介質池10內盛有低溫液態氣體，通過低溫泵9，對激冷管道8內煙氣樣品快速冷卻。

所述擴壓管11出口端具備多個獨立接口，用于連接多個并聯的收集通道，由此建立收集段多通道取樣結構，實現連續取樣。