[发明专利]一种微压式便携烟气预处理装置

说明书

本发明公开了一种微压式便携烟气预处理装置，涉及烟气预处理技术领域，包括内嵌式过滤器、机壳，所述内嵌式过滤器的输出端固定套接有外骨，所述外骨的内部固定安装有气路管，所述气路管的外壁固定安装有加热组件，所述外骨的右侧内部固定安装有控制电路，本发明以“霜、气”分离替代了现有烟气预处理装置“水、气”分离的干燥形式，当烟气进入低温干燥室内后，水气被0～‑10℃的低温迅速凝结成霜，从而失去对气体溶解性和吸附能力，提高了对高温高湿烟气的处理能力。

技术领域

本发明涉及烟气预处理技术领域，尤其涉及一种微压式便携烟气预处理装置。

背景技术

近年来，环境管理的要求不断提升，超低排放的标准陆续颁布并实施，以二氧化硫为例，排放限值最低为30mg/Nm3。排放企业响应国家政策对治理设施进行了超低排放改造，“湿法”脱硫脱硝净化设施效果显著，被大量应用，导致烟气中湿度(水气)明显增加。

固定污染源烟气中存在粉尘颗粒和湿度(水气)，对烟气分析结果产生较大干扰，烟气预处理装置是去除烟气中粉尘颗粒和湿度(水气)的前处理设备。

目前，粉尘颗粒均利用滤芯过滤方式实现；去除湿度(水气)方法有半导体冷凝法也称帕尔贴(Peltier)冷凝法和渗透膜式(Nafion)干燥法两种。

半导体冷凝法：，现有便携式半导体冷凝法预处理装置一般采用两级制冷(单级制冷极限温差约为30℃)，制冷温差约在50～60℃，考虑到高温烟气被抽出烟道后的自然降温，这类预处理装置可满足约160℃以下的监测口需求，使用时还需要有较好的散热环境。当环境温度较高(﹥40℃)时散热性能明显下降，无法将高温(烟温﹥160℃)高湿(含湿量﹥20％)烟气快速冷却至4℃(露点温度)以下，干燥能力下降，不能满足烟气分析仪对湿度(水气)去除率的要求。

渗透膜干燥法：Nafion是对水气具有高度选择性的半渗透膜，含有羟基(-OH)是Nafion唯一可以通过物质，在渗透水气的过程中，氨、二氧化硫等易溶于水的气体会有一定的吸附损失；Nafion去除水气的过程会保持一种平衡，即Nafion内外气体湿度相差越大，水气从高湿度流向低湿度方向的流动性越好。也就是说，当使用环境的湿度较高且与烟气湿度相差不大时，其去除湿度(水气)的性能会明显下降。另外Nafion的热稳定性在160℃附近，在长时间高温或含盐的烟气状态下工作，会使其失去干燥能力。

以上两种预处理装置虽原理不一样，但干燥过程均以“水、气”分离的形式来实现。

实际工作中发现以上预处理装置对高温(烟温﹥160℃)高湿(含湿量﹥20％)烟气中湿度(水气)的去除率不够，残留的湿度(水气)对烟气分析结果产生较大干扰，为提高预处理能力开展此项研发。

现有的烟气预处理装置存在技术问题：

1、以+(2～4)℃设计干燥露点温度，理论上满足使用，但对高温高湿烟气处理能力不够充分。

2、温度传感器大都安装于加热或冷凝组件位置，待测烟气真实温度与预处理装置显示温度存在差异。

3、现有预处理装置的原理决定了预处理的制冷量较小，冬、夏两季和南北区域的温差，对使用环境要求较高。

4、现有预处理装置干燥过程中冷凝水的排出有主、被动两种形式。主动式排水分为两种，一种是定时排水：由操作人员在装置上设置排水时长和间隔时长。另一种是蠕动泵排水：冷凝水产生后顺着导流槽被蠕动泵的负压吸出。被动式排水：冷凝水在测试气流的推动下流入冷凝水集水器，测试结束后取下集水器排出。上述排水方式均无法避免冷凝水与被测气体接触，存在对烟气中待测物质吸附的现象。

5、粉尘颗粒过滤器大都装置在最前端，加热组件不能对其进行加热，在低温高湿烟气测试过程中易在过滤器表面形成水膜，对被烟气中待测物质产生吸附，严重时导致气阻影响进气量。