[发明专利]超低排放烟气颗粒物浓度在线监测装置及方法

说明书

本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种超低排放烟气颗粒物浓度在线监测装置及方法；主要由大流量原位加热跟踪采样系统、伴热传输管路，烟尘浓度烟尘快速测量装置，重量法烟尘捕集及称重装置，冷凝系统，烟气有效流量测量系统，抽放及气体供应系统，仪表及控制系统、三级减振装置等构成；采用大流量原位加热等速采样，高温伴热传输，重量法测量尘重，热空气干燥滤膜等方法，测量精度高，结构简单，能够在线准确监测烟气中颗粒物浓度值；装置能够有效的消除烟气中的水分对颗粒物浓度检测的影响，能够连续、在线、准确检测烟气颗粒物浓度值。该装置适用于火力电厂等工业排放烟尘的场合。

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种超低排放烟气颗粒物浓度在线监测装置及方法。

背景技术

烟尘监测的方法总的来说分重量法和非重量（等效）法。非重量（等效）法。又有射线法，光学法，静电法等多种方法。

非重量（等效）法大都具有结构简单，满足连续监测的要求等特点，但所有非重量（等效）法都具有溯源性不好的特点，难以满足监督/监管监测的要求。

滤膜称重法为国家标准分析方法，适合作为满足监督/监管监测。但目前滤膜称重法都是采用人工捕集的采样方式，操作复杂，不易实现自动连续监测。

随着超低排放的实施，烟尘浓度的准确在线监督/监管监测的需求日益迫切，由于涉及监督/监管监测，必须具有溯源性好，满足量值传递的要求，基于这些要求，首选的方法应当是基于重量法。

基于重量法进行烟尘浓度监测又可以分为烟道内采样、烟道外采样。烟道内采样通过特定的采样枪直接在烟道内完成烟气颗粒物截获至滤膜的过程，采样前需将滤膜烘干、称重，然后标记、保存，采样后仍需将含尘滤膜烘干、称重，然后求差其可得到采样时间内的尘量。这种方法采样精度和置信度较高，但由于烟道内环境恶劣，无法放置测量的仪器设备，因此，烟道内采样的方法无法实现自动化烟尘浓度测量。通常，基于重量法的的烟气颗粒物浓度在线自动监测系统只能采用烟道外采样的方法。

欲实现基于重量法的烟道外采样的烟气颗粒物浓度在线自动监测，至少应解决以下问题：

具有稳定可靠、可连续工作的采样、称重装置。

可连续可控的进行烟道气抽取。

解决烟气含湿量对测量的影响。

解决烟气颗粒物在采样管壁上的沉降。

根据国家发改委、能源局、环保部联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划》([2014]2093号)的要求，指出到2020年现役燃煤发电机组大气污染物中烟尘排放限值要低于5mg/Nm（超低排放）。若安装传统的人工监测采样，采样流量一般为20-50升./分(1.2-3M3/小时)，按尘浓度5mg/Nm计算，采样时间若设定为30分，滤膜截获的尘量只有3-7.5mg，这对于空膜重量1g左右，膜的承载结构20-30g，处于振动大、温湿度变化大、电磁干扰严重的现场在线测量而言，有比较大的难度。其解决的方法一是设计专用的承重机构，二是增大采样流量。

根据超低排放的要求，SO2排放浓度小于35mg/m3。为了达到这以要求，普遍需要湿法脱硫，这导致烟气含湿量较大，有些电厂的烟气甚至处于过饱和的状态。湿度较大对各种烟尘监测的方法都造成了影响，对目前普遍采用的光散射法，水汽会对光的散射造成较大的影响，从而影响测量的准确性，对重量法，含湿量对测量的影响包括：

滤膜对水的吸收。滤膜通常由纤维交织在一起形成微孔，通常具有较强的吸水性据实验，一张90mm的滤膜吸水量都可以达到g的量级。在烟气条件下，膜的吸湿量随烟气的湿度变化。在人工采样时，膜的吸湿量这一干扰因素可以通过称重前后都进行烘干解决，在线自动称重时，必须采用另外的措施。