[发明专利]一种双通道气态汞烟气采样系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境监测领域的采样设备，具体涉及一种用于烟气中气态汞的采集设备。

背景技术

我国是世界第一产煤大国，煤炭长期以来在中国能源生产与消费结构中的比重一直在70％左右，而据美国环保署的数据资料，大气环境中约31％的汞来自于燃煤电厂的煤燃烧，居人为汞排放源第一。UNEP的研究报告显示，2005年中国的大气汞排放达到825吨，约占世界人为源汞排放的40％。我国已然成为汞使用量和排放量最大的国家。如此大量的汞排放给我国乃至全球造成的人体健康和生态影响是不可预知的，也给我国环境外交带来了新的挑战。燃煤是我国大气汞排放的最重要来源，及时开展燃煤电厂大气汞排放控制对缓解国际汞减排压力和改善国内大气环境都至关重要。环保部新近颁布的《火电厂大气污染物排放标准》（GB132232011）规定自2015年1月1日起，将汞及其化合物列入污染物总量控制指标。为达到对烟气汞排放的控制就必须对烟气汞进行准确采样分析，根据不同的浓度选择适当的治理措施。

燃煤烟气中的汞排放主要以气态零价汞（Hg⁰，g）、气态二价汞（Hg²⁺，g）和颗粒态汞（Hg，p）三种形式存在。由于这三种形态的汞会因温度或催化剂等因素的不同而发生互相的转化，因此对汞污染物的检测是一件有难度的事情。目前针对烟气中汞的采样方法主要有汞连续排放监测系统法以及安大略烟道气态湿法取样方法等，其中基于EPA30B标准的吸附管法，由于便于携带、精密度高等优点被作为标准方法对烟气中的汞进行常规检测。

我国燃煤电厂大气汞监测还处于试点监测阶段，现有烟气汞采样主要使用基于EPA30B的采样设备。但是EPA30B方法的采样设备主要有以下几个缺点：第一，其将吸附管直接安装在采样枪前端，插入烟道中进行采样，吸附管一般采用玻璃材质，在插入烟道或管道中容易出现碰碎从而导致采样失败；第二，烟气中含有一定量的颗粒物，在采集烟气中汞过程中吸附管直接接触烟气，烟气中颗粒物容易进入吸附管造成监测数据的不准确；第三，现有的采样设备计前温检测点放在干式气体流量计外壳处，流量计外壳主要是铝合金材料，存在传导温度差和受室外温度干扰大等缺点，不能很好地反应烟气实际温度；第四，烟气中含有大量SO²等酸性物质，这些物质不经处理直接进入采样系统后会对仪表造成损坏。

附图中图1为目前30B方法采样枪前端局部放大示意图。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，为了方便吸附管安装与卸载，吸附管需要外露出采样枪一部分，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。图3为南京埃森环境技术有限公司设计的专利，此发明将吸附管安装在采样枪后端，其能够避免采样管损坏，但吸附管前端还有一段采样管路距，即使涂有PFA、FEP等材质，也会造成一部分汞吸附损失。

EPA30B法是使用成对吸附管按照适当流量从烟囱或烟道抽取已知体积的烟气，通过分析计算出烟气中汞的含量。目前依据EPA30B方法的采样设备主要将吸附管直接安装在采样枪前端，插入烟道中进行采样，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，为避免这种现象也有发明采用将吸附管安装在采样枪后部，但采样管线会对汞造成吸附损失，同时这两种方式都有可能使烟气中颗粒态汞进入采样管，造成监测数值偏高不能准确测量气态汞含量。

在计前温测量方面，目前采样设备都将检测点放在干式气体流量计外壳处，流量计外壳主要是铝合金材料，存在传导温差和受室外温度干扰大等缺点，而且烟气中含有大量酸性物质，这些物质没有经过去除直接进入采样设备容易造成采样设备腐蚀损坏。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种能够实现气体流量的精确计量、能够有效保护采样管的气态汞采样系统。本发明的技术方案如下：

一种双通道气态汞烟气采样系统，包括能够安装两个采样管（3）的采样枪（4）、伴热管道（5）和采样主机（15），在伴热管道（5）与采样主机之间依次连接有除水装置（6）和除酸装置（7），其中，