[发明专利]一种低浓度烟尘采样装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保检测领域，具体涉及一种低浓度烟尘采样装置及方法。

背景技术

GB/T16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》中规定了烟尘等速采样测量方法，推荐采用滤筒过滤的方式采集烟气中的颗粒物并测定其浓度。现有的烟尘采样装置和方法也大都采用过滤法（滤筒或滤膜）采集烟尘。但随着我国环保要求的不断提高，现有烟尘采样方法在以燃煤电厂为代表的低浓度烟尘测试中存在很大的局限性：1）在烟尘浓度很低（5mg/m³以下）时，其颗粒物组成以细微或极细微颗粒为主，由于现有过滤材料对其捕集效率不够高，细颗粒物极易随着气流穿过过滤层，造成测试浓度偏低；2）在高湿烟气条件下，水分极易在烟尘采样系统中凝结，浸湿过滤材料，长时间采样时容易造成过滤材料破损或污染，使测试结果严重失真。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种低浓度烟尘采样装置，实现在低浓度、高湿度工况下烟尘浓度的准确测定。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种低浓度烟尘采样装置，包括主机、采样枪、冷凝器和干燥器，所述采样枪包括手柄、以及与手柄连接的采样管、皮托管和热电偶，所述采样管的出气端与冷凝器、干燥器和主机依次连接，所述热电偶与和皮托管分别与主机连接，所述采样管的头部安装有多级采样头，该多级采样头的前端设有采样嘴，所述多级采样头包括壳体以及壳体内设置的3级以上的收尘单元，所述的各级收尘单元沿烟气流动方向依次排列，进入采样管的烟气依次与各级收尘单元接触，烟尘被各收尘单元吸附，提高装置对烟尘采集效率。

所述的各级收尘单元均包括一块孔板和一块收集板，所述孔板和收集板在壳体内沿烟气流向依次排列且两者间具有空间，其中所述孔板的中部具有多个供烟气通过的通孔，所述收集板的其中两侧边与壳体之间具有间距，所述的孔板和收集板之间的空间以及收集板两侧边与壳体内壁之间的间距形成烟气收尘单元的流动通道，所述收集板朝向孔板的一面设有收尘膜，经过采样嘴进入多级采样头的烟尘，在惯性作用下粘附在收集板的收尘膜上。

所述多级采样头具有3级收尘单元，该3级收尘单元的孔板的通孔孔径各不相同，第1级收尘单元的孔板的通孔孔径在2~10mm之间；第2级收尘单元的通孔孔径在0.2~2mm之间；第3级收尘单元的通孔孔径在0.05~0.2mm之间。所述孔板与收集板的距离在1~4mm之间。

所述采样嘴的口径不超过8mm，长度不超过60mm。

所述采样枪还包括加热装置，该加热装置套设在采样管外部，用于加热采样枪以防止采样枪中出现凝结水。

所述收尘膜为涂抹了耐高温胶的聚四氟乙烯收尘膜或金属收尘膜。所述金属收尘膜包括铝箔等。

所述采样嘴与多级采样头之间为可拆卸连接，所述多级采样头和采样管之间为可拆卸连接，可根据烟道内的烟气流速更换不同规格的采样嘴。

所述主机包括流量计、调速抽气泵和单片机，所述调速抽气泵与单片机连接，所述皮托管与单片机连接，所述干燥器出口端与流量计和调速抽气泵依次连接，所述热电偶与单片机连接，所述单片机根据烟气流量和烟气温度实时控制调速抽气泵的转速以调节采样管进气速度与烟气速度一致。

所述单片机具备采集、计算、输出、反馈控制功能，能够依据烟气流速变化情况，实时调整抽气泵转速和流量，并记录测试过程中的累积流量。

本发明的目的之二是提供一种利用上述低浓度烟尘采样装置的低浓度烟尘采样方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种利用上述低浓度烟尘采样装置的低浓度烟尘采样方法，包括以下步骤：

（1）在所述多级采样头的各级收尘单元的收集板上安装涂抹了耐高温胶的收尘膜；

（2）预测烟气流速，对采样枪安装合适口径的采样嘴；

（3）启动采样枪的加热装置以加热采样枪，将采样枪的采样嘴入口迎气流方向放置在烟道截面内进行测试；

（4）测试完成后，利用收尘膜的增重之和除以调速抽气泵的累积采气量，可以得出测试期间的平均烟尘浓度。

所述步骤（4）中，采样枪加热装置的加热温度不低于180^oC，采样过程中不能出现凝结水；调速抽气泵的能力为抽气流量不小于50L/min、负压不小于-50kPa。

所述步骤（4）中，每次测试的累积采气量不低于1.5m³（标准状态）。