[发明专利]一种飞灰等温等速取样装置

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉及焚烧炉的检测装置，特别是锅炉及焚烧炉燃烧系统和除尘系统中飞灰等温等速取样装置。

背景技术

燃煤飞灰中含有部分重金属等污染物，但垃圾、污泥或其他固废焚烧炉焚烧过程中产生飞灰的重金属等污染物含量可能更高，同样值得关注。煤及固废中所含的重金属及其化合物在燃烧/焚烧过程中会被蒸发进入烟气，烟气从温度较高(800℃～1100℃)的炉膛进入锅炉或焚烧炉的尾部烟道进行冷却降温的过程中，烟气中重金属形成离散的金属颗粒气溶胶或在飞灰颗粒表面发生均匀核化和异相沉积作用，从而得到浓缩。与之类似，二噁英也是在尾部烟道中通过二次合成和气相前驱物低温催化反应沉积到飞灰上的。因而，温度是污染物飞灰富集的关键因素。

由于不同粒径飞灰的比表面积差异，污染物富集的程度也不同，通常随着颗粒尺寸的减小，污染物聚集程度都呈现出增加的趋势。因而，准确地取飞灰样及测定其中污染物富集情况，获取温度及粒径对飞灰中污染物的聚集程度和浸出毒性的影响，可为降低污染物在飞灰上富集措施的设计提供参考。

目前，锅炉飞灰取样装置大多采用撞击式和离心式。典型的撞击式飞灰取样装置如“多孔撞击式飞灰取样器”（专利公开号：CN101446526A），即在烟道内固定一根垂直的管体，携带飞灰的烟气遇到管体转向减速，携带固体能力下降，飞灰分离沉淀落入安装于管体底端的漏斗内。该取样装置仅适合于粒径较大的飞灰颗粒，粒径较小的颗粒无法被分离。如前所述，小粒径飞灰颗粒表面的重金属等污染物富集浓度与大颗粒飞灰的相差较大，导致该装置的取样结果缺乏代表性。此外，对于垂直烟道，该取样装置的运用也会受到限制。

典型的离心式飞灰取样装置如“飞灰等速取样装置”（专利公开号：CN101813579A），烟道烟气引入旋风分离装置后，烟气产生强烈旋转，利用旋转的含尘烟气所产生的离心力，将飞灰颗粒从气流中分离出来。为便于取样，该取样装置安置于烟道外侧，取样装置温度相对烟气温度低的多，导致在整个取样过程中烟气温度不断降低，气态重金属等污染物冷凝至飞灰上，增加飞灰中污染物含量，难以真实反映取样点飞灰中污染物含量。与撞击式飞灰取样装置类似，离心式存在临界分离粒径，难以将粒径较小的飞灰颗粒从烟气中分离出来。

此外，为使抽取的飞灰颗粒样品与烟气中飞灰的粒度分布一致，取样必须在等速的条件下进行，即进入取样头入口的烟气流速应与取样点烟气流速相等。

迄今为止，未见到既能控制取样过程中取样装置内烟气温度与取样点温度一致，同时保证进入取样枪的烟气流速与周围烟气的流速相等，又能收集烟气中细小飞灰颗粒的取样装置。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于，提供一种既能有效控制取样流程烟气的温度及取样点烟气流速，同时又能收集烟气中细小飞灰的装置。

技术方案：一种飞灰等温等速取样装置，它包括取样枪，取样枪的前端安装有取样头，取样枪穿过烟道壁，置于烟道内；取样枪的尾部通过二号耐高温金属软管与旋风分离器的入口相连；取样枪和二号耐高温金属软管外套设有一号耐高温金属软管，一号耐高温金属软管与二号耐高温金属软管之间形成循环通道；一号耐高温金属软管的一端穿过烟道壁，与烟道连通，另一端通过除尘器与抽气机相连；旋风分离器的下端连接有球阀，旋风分离器顶部的排气管与过滤器底部相连，过滤器的排气管连接至流量计入口，流量计的出口与抽气机相连；过滤器、旋风分离器外设有加热器，加热器外设有保温装置；一号热电偶的测量端位于烟道内的取样头处，另一端与温度变送器相连，二号热电偶的测量端位于旋风分离器内，另一端与温度变送器相连；温度变送器通过信号线与温度控制系统相连。

其中，所述的过滤器包括滤筒、不锈钢金属搭扣、出口法兰、滤筒法兰和刚玉滤芯，刚玉滤芯放置于滤筒中，滤筒法兰与出口法兰通过不锈钢金属搭扣进行固定。

有益效果：本发明相对于现有技术而言，根据重金属等污染物在飞灰中的富集机理，首次提出了通过温度控制实现等温取样，避免烟气中气相的重金属等污染物冷凝到飞灰上，从而准确地反映取样点飞灰中的重金属等污染物含量；同时，通过等速取样及耐温高效过滤器获得烟气中飞灰的实际粒径分布；在检测锅炉及焚烧炉飞灰的重金属等污染物含量时，保证了烟道飞灰取样的准确性和代表性，具有结构紧凑、安装位置灵活、操作简单等优点。

附图说明

图1为本发明的飞灰等温等速取样装置的结构示意图。

图2为本发明的飞灰等温等速取样装置过滤器的结构示意图。

具体实施方式：