一种低浓度烟气检测预处理除水方法及装置及其烟气检测应用系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及烟气检测领域，尤其涉及一种低浓度烟气检测预处理除水方法及装置 及其烟气检测应用系统。
【背景技术】
[0002] 火力发电厂、化工厂和水泥厂等污染源排放烟气作为重要污染源被严格监测，污 染源排放的种类、浓度、总量等参数通过各种烟气分析系统测量得到。但是污染源直接排放 的烟气通常含有大量粉尘、水分等，会对测量仪器造成腐蚀、堵塞等损害，因此在使用测量 仪器进行检测前需要对污染源直接排放烟气进行预处理，包括除尘和除水，一般通过滤网 或陶瓷滤芯进行除尘，通过冷凝器把气态水分冷凝成液态并排除。
[0003] 通过常规冷凝器除水会出现一个问题：烟气中含有大量的酸性物质，例如S02、N0、N02等，这些酸性物质均易溶于水，即污染源烟气通过冷凝器除水过程会发生酸性气体与水 一起被带走的情况，造成S02、NO、NO2等气体组分的丢失，影响最终气体浓度和总量结果的 准确性。在烟气污染物浓度较高时，气体溶于水后导致结果的偏差通常小于2%，因此在通 常的烟气监测设备中对此现象忽略不计。
[0004] 但是，这种现象在低浓度烟气排放时则变得不容忽视，随着环保排放标准越来越 严格，污染源物排放浓度越来越低，检测难度增加，组分的丢失对于结果准确度的影响更加 严重，例如在SO2排放浓度小于lOOmg/m3时，此组分丢失的偏差可大于5%。特别是在我 国新的火电厂排放标准2014年7月1日实施以后，火电厂排放实施严格的超低限排放，SP 烟尘限值5mg/m3,二氧化硫限值35mg/m3,氮氧化物限值50mg/m3,气体组分溶于水丢失的影 响更为严重，对检测的要求更高，对现有检测的设备要求更高。
[0005] 中国专利号：201410309049. 5,专利名称："一种污染源二氧化硫排放在线监测系 统及方法"，提供了一种污染源二氧化硫排放在线监测系统及方法，所述监测系统包括预处 理装置、加热部件、冷凝装置及检测装置；所述监测系统进一步包括：注入装置，所述注入 装置设置在所述预处理装置和冷凝装置之间的管路上，用于向所述管路内注入浓度处于 1-25%之间的磷酸。这样做的有益效果是：烟气中析出的水会进入低浓度磷酸中，而不会吸 收烟气中的二氧化硫，二氧化硫也不会溶于磷酸中，从而保证了烟气中二氧化硫监测的准 确性，适用于高湿环境下低浓度二氧化硫的准确测量。虽然低浓度的磷酸可以抑制30 2溶 解到水中，但是效果有限，首先因为25%的磷酸还远没有达到磷酸的饱和度，即低浓度磷酸 中还可以继续溶解酸，仍然会造成少量的酸性气体丢失。同时该专利技术方案对于加酸温 度没有控制，加酸温度将大大影响测量组分丢失率。
【发明内容】
[0006] 1.发明要解决的技术问题
[0007]本发明为了解决污染源烟气检测预处理过程酸性气体组分丢失的问题，提供一种 低浓度烟气检测预处理除水方法及装置及其烟气检测应用系统，通过上述装置和方法，实 现无丢失或少丢失酸性气体组分，实现更加精确检测低浓度烟气检。
[0008] 2.技术方案
[0009] 发明原理：
[0010] SO2、NO2、NO等酸性物质在水中溶解，即发生如下化学反应：
[0011]
【主权项】
1. 一种低浓度烟气检测预处理除水装置，包括取样管、预处理单元和加热线，所述的预 处理单元包括加酸单元和冷凝单元，其中加酸单元由盛放酸液的容器、空气流通管、三通阀 和泵组成，泵把酸液泵入通向冷凝单元的管道，冷凝单元为冷凝器，盛放酸液的容器与泵之 间通过管道连接；泵与三通阀之间通过管道连接，管道周围缠绕加热丝进行加热，控制温度 范围为70-100°C，加酸入口至冷凝器入口之间的管道通过加热丝加热，通过温控单元控制 温度在70-100°C。
2. 根据权利要求1所述的一种低浓度烟气检测预处理除水装置，其特征在于，所述的 加酸单元的加酸管道中设置流量计控制加酸速度。
3. 根据权利要求2所述的一种低浓度烟气检测预处理除水装置，其特征在于，所述的 冷凝器有排空管路，排出液态水。
4. 根据权利要求1所述的一种低浓度烟气检测预处理除水装置，其特征在于，所述管 道的材质为PTFE耐酸腐蚀、耐高温材料。
5. -种烟气检测应用系统，其特征在于，包含权利要求1-4任意一项所述的低浓度烟 气检测预处理除水装置，还包括分析仪和取样单元，其中取样单元控制温度为100-240°C， 通过温控单元控制温度；其中取样单元和预处理单元通过管道连接，管道周围缠绕加热丝 进行加热，控制温度范围为100-240°C，通过温控单元控制温度；预处理单元与分析仪通过 管道连接。
6. 根据权利要求5所述的一种烟气检测应用系统，其特征在于，所述的取样单元，包含 有取样管，取样管设置有过滤器。
7. -种低浓度烟气检测预处理除水方法，其步骤为： (1) 烟气从烟道中进入权利要求6所述烟气检测应用系统的取样管，取样管中包含过 滤器，过滤掉大颗粒烟尘； (2) 在烟气进入权利要求6所述烟气检测应用系统的冷凝器之前，在加热管道与冷凝 器连接处，引入酸液，酸液连同烟气一起经过加热管道进入冷凝器，经过冷凝除水后，烟气 经过气体管线进入分析仪，分析S02、NO、NCV污染物组分的浓度，然后排空。
8. 根据权利要求7所述的低浓度烟气检测预处理除水方法，其特征在于，所述的步骤 (2)中酸液的引入温度范围70-100°C，同时泵与三通阀的连接管道上通过缠绕加热丝加 热，在三通阀与冷凝器连接管道上通过缠绕加热丝加热，对以上两处管道以及三通阀通过 温控单元进行温度控制，温度控制范围为70-100 °C。
9. 根据权利要求8所述的低浓度烟气检测预处理除水方法，其特征在于，所述的步骤 (2)中引入酸液的浓度范围为25%-85%。
10. 根据权利要求9所述的低浓度烟气检测预处理除水方法，其特征在于，所述的酸液 为高氯酸，氢碘酸，硫酸，氢溴酸，盐酸，硝酸，碘酸，草酸，亚硫酸，磷酸，丙酮酸，碳酸，亚硝 酸，柠檬酸，氢氟酸，甲酸，乳酸，苯甲酸，丙烯酸，乙酸，丙酸，硬脂酸，氢硫酸或次氯酸，或两 种以上酸的混合溶液。
【专利摘要】本发明公开了一种低浓度烟气检测预处理除水方法及装置及其烟气检测应用系统，属于烟气检测领域。装置包括取样管、预处理单元和加热线，预处理单元包括加酸单元和冷凝单元，其中加酸单元由盛放酸液的容器、空气流通管、三通阀和泵组成，泵把酸液泵入通向冷凝单元的管道，盛放酸液的容器与泵之间通过管道连接；泵与三通阀之间通过管道连接，管道周围缠绕加热丝进行加热，加酸入口至冷凝器入口之间的管道通过加热丝加热。通过上述装置以及系统和方法，实现无丢失或少丢失酸性气体组分，实现更加精确检测低浓度烟气。
【IPC分类】G01N1-34
【公开号】CN104764649
【申请号】CN201510147553
【发明人】刘德允, 范黎锋, 陈莹, 王思敏, 董拯
【申请人】南京埃森环境技术有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月31日