[发明专利]煤或生物质燃烧烟气污染物综合测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧污染物排放监测与控制装置，涉及一种煤或生物质燃烧烟气污染物综合测试装置及方法。

背景技术

根据1989-2013年中国环境状况公报，由工业源包括燃料燃烧引起的大气污染是我国大气的主要来源，其中SO_x、NO_x、颗粒物(PM)等是主要大气污染物，对自然环境和人体健康造成了极大危害。鉴于燃烧源大气污染对整体大气环境质量、排放和污染的贡献，燃烧污染物的排放、监测与控制日趋紧迫。从宏观政策法规和标准体系的层面，为了改善大气环境质量和防治大气污染物，促进技术进步和可持续发展，环保部先后更新发布了《中华人民共和国环境保护法》(2015年1月1日施行)、《中华人民共和国大气污染防治法(修订草案)》、《环境空气质量标准GB3095-2012》以及《火电厂最新排放标准GB13223-2011》等法规标准来控制或规范燃烧污染物的阈值。作为重要的能源，以煤为代表的化石能源以及以生物质为代表的一类可再生能源在我国当前能源结构中占有相当比重，以燃烧的方式对其进行能源化利用仍是目前的主要利用方式。但是，燃烧过程中不可避免的排放燃烧污染物，而且燃烧污染物的排放特性及成分、含量是对其评估和控制的前提和基础，实时在线监测的结果可以发现燃烧过程中污染物的具体排放规律，能为相应的防治措施的制定提供有效的监测数据。

目前主要通过沉降炉系统、管式炉系统、热重分析系统、流化床系统模拟实际燃烧过程，对污染物排放进行监测。但以上实验系统均为燃烧过程中的单一或某一类污染检测，不能够实现烟气污染物与颗粒污染物的同步测量，对污染物的监测不全面。例如，利用高温沉降炉系统中通过LPI仅研究不同气氛下混煤燃烧的颗粒物排放特性，或者仅在管式炉、恒温系统或流化床系统中通过烟气分析仪研究煤或生物质燃料的排放特性或添加剂对气态污染物NO_x和SO₂排放特性的影响。但上述的研究方法与系统只能对烟气中所含污染物中的某一种或某一类进行监测，不能够一次性的实现全面综合的测量煤或生物质燃烧烟气中各污染物排放特性，这就导致了研究整体的不同步性和不完善性。

为实现燃烧过程中多污染物的综合监测，常规污染物监测方法需要多次实验、多套系统来分步完成。这就延长了测试周期，增加了大量的人力物力资源消耗，且多次测量由系统、操作造成的误差使得多次测量的实际结果并非为同一工况的同步值。一般的管式炉实验中刚玉管两端采用普通的法兰，添加燃料后需要较长的时间来实现刚玉管两端采用连接与密封。这就会引起燃烧初始段实际供气量的误差，从而导致的最终实验结果误差增大。

发明内容

本发明的目的在于：针对以上背景技术存在的问题，提供一种煤或生物质燃烧烟气污染物的综合测试装置及方法，能够解决单一污染物研究的不全面性与不同步性以及多次实验造成的实验周期长、人力物力投资大、多次测量不同种类污染物的实验值不同步等问题，该装置所需气体切换方便，在线PM₁₀/PM_2.5颗粒分析仪前增设的水冷与惰性气体稀释系统，有效的扩大了颗粒分析仪的监测范围，使其能够更加广泛的用于不同燃料燃烧污染物的监测领域。

本发明是通过以下具体技术方案实现的：

一种煤或生物质燃烧烟气污染物综合测试装置，包括助燃气体供给与调控系统、高温管式炉系统、管线系统、烟气污染物分析系统，所述助燃气体供给与调控系统通过管线系统的前端耐高温可拆卸法兰连接高温管式炉系统，高温管式炉系统通过管线系统的后端耐高温可拆卸法兰连接烟气污染物分析系统，用于同时实现煤、生物质或煤与生物质混燃过程气态和颗粒污染物排放特性的一体化测试。

所述的助燃气体供给与调控系统包括空气或富氧气体钢瓶、附件减压阀以及流量计，空气或富氧气体钢瓶出气口连接附件减压阀和流量计，实现流量调控。

所述的高温管式炉系统包括包含自动程序升温控制卧式管式炉、高温陶瓷管以及燃料陶瓷舟，高温陶瓷管置于自动程序升温控制卧式管式炉内，通过自动程序升温控制卧式管式炉的自动程序升温控制来实现燃烧温度精准控制。

所述的烟气污染物分析系统包括同时在线监测SO₂和NO_x的烟气分析仪和在线PM₁₀/PM_2.5颗粒分析仪。

所述高温陶瓷管前端与前端耐高温可拆卸法兰连接，后端通过后端耐高温可拆卸法兰和连接管路分别连接烟气污染物分析系统的烟气分析仪和颗粒分析仪，用于燃烧烟气污染物浓度在线实时监测。