[发明专利]一种总气态汞烟气采样枪及其采样系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境监测采样设备，具体涉及一种用于烟气中总气态汞的采集的采样枪及采样系统。

背景技术

向大气排放汞的主要来源之一是燃煤，每年由于煤燃烧造成的汞污染物排放占人类活动所释放汞的较大部分。对煤燃烧后排放的尾部气体检测治理是有效降低燃煤过程释放汞量的措施，这就必须对尾部气体进行采样，检测其中的汞浓度。根据不同的浓度选择适当的治理措施。

在烟气中汞主要有三种形式：元素汞、二价汞和颗粒物态汞。由于汞具有零价和二价等不同形态，其组态又会因温度或催化剂等因素的不同而发生改变，因此对汞污染物的检测是一件有难度的事情。目前针对烟气中汞采样的方法主要有安大略烟道气体湿法取样方法、吸附剂捕捉汞方法以及汞连续排放监测系统等几种不同方法，其中吸附剂捕捉汞方法，特别是基于EPA Method 30B标准的吸附管法（30B方法），因其操作方便、便于携带、精度高等优点，既可以作为参比方法对安装在燃煤锅炉的Hg CEMS和Hg STMS的相对准确度进行检测审核，也可作为标准方法对燃煤锅炉排放的Hg进行常规检测。

目前，汞污染物排放的检测，我国目前主要采用美国EPA的相关方法， 本发明主要就是依据EPA Method 30B的标准流程，并加以完善改进，在确保相同的检测精度的同时，简化了现场测试的操作步骤，提高采样的成功率。

U．S.EPA Method 30B是以适当的流量从烟道或管道通过插入烟道或管道的配对吸附管抽取已知体积的烟气，将富集在吸附管上的汞与采样体积作为排放气体汞浓度的计算参数。目前参考30B方法的汞采样系统，都是遵照30B流程将吸附管安装在探杆前端，插入烟道或管道中，而吸附管一般采用玻璃材质，属于易碎品，在插入烟道或管道中容易出现碰碎而导致采样失败；且每次采样结束需要更换采样探杆前端的吸附管，给现场采样带来较大的工作量，降低了采样效率。

附图中图1为目前30B方法采样枪前端局部放大示意图，其中可明显看到为保护吸附管而凸出与采样枪前端的探针。图2为吸附管安装后使用状态局部放大示意图，可以看到，吸附管实际实用中，明显超出探针部分，原采样枪对吸附管的保护作用有限，容易造成玻璃吸附管碎裂等，进而导致采样失败。

发明内容

为了减少现场工作的负担，保证采样吸附管采样成功率，本发明设计了总气态汞烟气采样枪及其采样系统，将吸附管安装在采样枪后端。有效防止玻璃管移动过程的碰碎情况，并方便了更换玻璃管的操作，针对一个点的采样工作，不需要再将探杆从采样孔拔出，直接在后端更换吸附管。

本发明的总气态汞烟气采样枪，包括采样枪体，采样枪体一端有进气口，另一端设置烟气出口，吸附管固定器设置在采样枪后端近烟气出口位置。采样枪体内壁为PFA、FEP、PTFE任意一种材料或覆有硅涂层。采样枪体上设置加热层。采样枪体内吸附管固定器对应位置设置吸附腔温度传感器；加热层对应位置设置加热线温度传感器。

枪体吸附管固定器对应位置设置换样开口、换样盖，换样盖在作业状态下与采样枪气密连接。

采样枪体外配装安装法兰7，采样枪后端设置采样枪握持部5，所述的吸附管固定器3为卡槽结构，采样枪吸附管固定器3位置之后部分为所述的换样盖。

采样枪体外配装安装法兰7，采样枪内包括前限位器8、后限位器9，后限位器9位于采样枪后端的换样盖上，采样枪前端对接位置10和采样枪后端对接位置11设置相互配合的内外螺纹或磨砂接口。

将本发明应用于30B方法时，可以将吸附管固定器平行设置两个，即可达到双路平行采样的目的。

采样枪后依次连接冷凝器、干燥装置，干燥装置与采样控制台连接；采样控制台内依次设置采样泵、流量计，隔离阀与单向阀串联后并联连接在采样泵两端。采样控制台内隔离阀前设置真空压力传感器。

本发明具有以下明显的效果：

1）保护采样用吸附管；现场操作时，现有普通采用30B方法的气体采样器，吸附管装在探杆前端的，会有部分裸露出来，极易碰到硬物而损毁，导致采样失败，而本发明将采集总气态汞的玻璃吸附管后置于采样枪体内部，可起到有效保护采样管的作用，避免了玻璃吸附管因碰管壁等情况导致的破碎。

2）有效减少了现场的工作量；30B的方法采样过程中，如需更换吸附管，需将采样枪取出后进行更换，而采用本发明的采样枪，可直接打开采样枪后部进行更换作业，更加方便快捷，提高现场采样效率。