[发明专利]一种烟气取样装置及取样方法

权利要求书

1.一种烟气取样装置，其特征在于：所述装置由取样管道(1)、伴热段、激冷段、收集段、分析仪(17)和引风机(18)组成；所述伴热段包括伴热管道(2)、伴热装置(3)和保护套管(4)，伴热管道(2)的入口与取样管道(1)的出口连通，伴热管道(2)与保护套管(4)之间设置伴热装置(3)，在保护套管(4)外侧面固定有法兰(5)，伴热管道(2)出口处设有流量计(6)和温控仪(7)；所述激冷段由激冷管道(8)、低温泵(9)、低温介质池(10)、低温泵(9)进出口阀门以及连接管道组成，所述激冷管道(8)的进口与伴热管道(2)的出口连通，激冷管道(8)的壁面设有低温介质接口，激冷管道(8)通过低温介质接口和低温介质管道连通低温介质池(10)，低温介质管道上设置有低温泵(9)与低温泵(9)进出口阀门；所述收集段包括多个并联的收集通道，多个并联的收集通道通过扩压管(11)与激冷管道(8)的出口相连通；每个收集通道入口设有挡板(12)，每个收集通道内均串联布置多个收集单元，所述收集单元包括收集管(13)、收集装置(14)、低温介质控制阀门(15)和温度计(16)，所述收集装置(14)设置在收集管(13)内，收集管(13)的壁面设置有低温介质接口，与低温介质控制阀门(15)连接，并通过管道连接于低温泵(9)的出口，用于输送低温介质到收集管(13)内，温度计(16)设置在收集管(13)的壁面；所述分析仪(17)设置在收集段下游，引风机(18)设置在分析仪(17)下游；

伴热装置(3)自烟气流向分成三个部分，每个部分通过独立的温度传感器与测控仪相连且各部分设置的伴热量沿烟气流向依次递增。

2.如权利要求1所述的一种烟气取样装置，其特征在于：所述的伴热段中，伴热装置(3)为电伴热带或加热丝，将电伴热带或加热丝沿伴热管道(2)轴向分成多个部分，每个部分通过独立的温度传感器与温控仪(7)相连，沿烟气流向，伴热管道(2)的散热量依次增加，故沿烟气流向设置伴热量依次递增，使得进入激冷管道(8)之前的烟气温度变化小。

3.如权利要求1所述的一种烟气取样装置，其特征在于：所述激冷段中，低温介质池(10)内盛有低温液态气体，通过低温泵(9)，对激冷管道(8)内烟气样品快速冷却。

4.如权利要求1所述的一种烟气取样装置，其特征在于：所述扩压管(11)出口端具备多个独立接口，用于连接多个并联的收集通道，由此建立收集段多通道取样结构，实现连续取样。

5.如权利要求1所述的一种烟气取样装置，其特征在于：所述收集单元内，收集装置(14)为吸附剂或不同孔径的滤网。

6.权利要求1至5任一项所述的一种烟气取样装置的烟气取样方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、根据取样点的位置、尺寸、烟气温度特点，选择取样管道(1)的材料和连接长度；基于取样需求，选择收集通道内串联收集单元的个数和收集装置(14)种类，设置在收集段上；

步骤2、在步骤1基础上完成烟气取样装置的组装，将烟气取样装置从烟道预设的取样口伸入并做好密封，用法兰(5)将烟气取样装置固定于烟道壁；

步骤3、打开温控仪(7)，对伴热管道(2)进行分段伴热；

步骤4、开启低温泵(9)的进出口阀门，启动低温泵(9)，向激冷管道(8)输入低温介质，同时调节各收集单元内低温介质控制阀门(15)开度，使低温泵(9)出口的部分低温介质输入到各收集管(13)内，保证各收集单元温度测点低于水的凝华温度，使烟气中的水汽以结晶水的形态被滤网过滤；通过低温泵(9)的作用将低温介质输入到激冷管道(8)内并通过低温泵(9)出入口阀门调节输入介质的流量，从而控制冷却的温度和速度；高温烟气被快速冷却，冻结了烟气中气化物均相成核，异相凝结，碰撞凝并过程，保留了颗粒物的颗粒相态，提高了颗粒物取样的准确性；

步骤5、打开流量计(6)，启动引风机(18)，采样点的烟气通过取样管道(1)进入烟气取样装置，打开烟气分析仪(17)，收集通道内布置的收集装置(14)收集结晶水及其他颗粒物，剩余烟气组分进入烟气分析仪(17)；在颗粒物取样的一个周期内，一个收集通道完成颗粒物收集后，关闭其入口处挡板(12)，同时开启另一个收集通道入口挡板，对关闭的收集通道内收集装置进行颗粒物收集，收集结束后，换上空白收集装置备用，进入下一个颗粒物取样周期；

步骤6、待完成烟气分析和颗粒物的连续取样后，依次关闭烟气分析仪(17)、引风机(18)、流量计(6)、低温泵(9)、温控仪(7)及所有阀门，通过法兰(5)将烟气取样装置从烟道壁取下，完成取样工作。