一种火电厂烟气no和汞同时采样和检测的系统的制作方法_2

文档序号:10281680阅读:来源:国知局
25]图4为脱汞活性炭对NO的脱除效率;其中,纵坐标为脱除效率,横坐标为时间;
[0026]其中,1、烟道壁,2、支撑链,3、支撑轨道,4、取样探枪,5、过滤器,6、活性碳吸附管,
7、密封法兰,8、伴热管线,9、除酸瓶,1、冷凝器,11、干燥瓶,12、二次除尘器,13、智能真空栗,14、质量流量控制器,15、N0检测仪,16、笔记本电脑,17、测汞仪,18、酸性气体去除层,19、氧化汞捕获层,20、氧化汞穿透层,21、单质汞吸附层,22、单质汞穿透层。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
[0028]参见图1,本实用新型包括离线测汞装置以及用于伸入烟道中的取样探枪4,取样探枪4包括壳体以及设置在壳体内且用于采集烟气的两条独立的石英管线,每条石英管线上沿烟气流向依次安装有过滤器5和填充有吸附剂的活性炭吸附管6;取样探枪4的烟气入口处加装有测试取样部位温度的热电偶,取样探枪4的壳体内壁上还布置有使取样探枪4维持在120?180°C的加热层,加热层为外层包裹有铝制散热器的加热丝,当热电偶测得烟气温度较低时能保证取样探枪4的温度在120?180°C,优选温度为140°C,防止烟气中的水蒸汽冷凝导致烟气中的汞没有完全进入汞的采样收集系统。
[0029]本实用新型设置的过滤器5能够对烟气进行过滤,而且还能用于收集颗粒态汞,过滤器5包括石英砂芯和石英纤维滤膜,烟气中的颗粒态汞收集到石英纤维滤膜上,每次采样结束将滤膜密封保存等待分析。本实用新型设置的活性炭吸附管6采用耐高温和不易破碎的石英材料制成,活性炭吸附管6内的吸附剂分为五段(参见图2),且每段通过石英棉隔开,且这五段是按照烟气通过顺序依次排布的:第一段为酸性气体去除层,该层的吸附剂为分析纯Na2CO3,用以除去部分酸性腐蚀气体;第二段为氧化汞捕获层,该层的吸附剂为分析纯KCl,用于捕捉二价汞;第三段为氧化汞穿透层,该层的吸附剂为分析纯KC1,进一步捕捉二价汞;第四段为单质汞吸附层,该层的吸附剂为脱汞活性炭,用于捕捉单质汞;第五段为单质汞穿透层,该层的吸附剂为脱汞活性炭,进一步捕捉单质汞。当烟气通过活性炭吸附层后,能够完成单质汞、二价汞单独捕集。因此,本实用新型通过在石英管路上设置过滤器5和活性炭吸附管6能够分形态去捕集颗粒态汞、单质汞、二价汞。
[0030]而且,本实用新型还对每根吸附管设置识别号,以便后续的分析和溯源。根据实验发现,在电厂烟气组分下,温度为120°C?180°C时脱汞活性炭对汞的吸附效率很高(可以达至IJ100%),但对NO几乎没有吸附效果。因此,经过活性炭吸附管6后烟气中NO的含量与刚进入取样探枪4的烟气中NO的含量相比是没有变化的,实现了烟气中汞与NO的分离;同时,由于本实用新型在针对同一烟道采样点的分时多次采样或同一烟道不同采样点的多次采样时,不需要额外进行NO的采样和检测,使得同一采样点完成汞采样的同时实现了NO的浓度监测,确保得到的汞和NO浓度值是同一采样点的,这样提高了采样的代表性、重复性和采样效率,减少现场操作步骤,降低采样和检测成本。另外,由于实际采样过程中采样点可能存在高温,本实用新型取样探枪4采用铜质垫圈保证管路密闭,消除因漏气导致的测量误差。
[0031]取样探枪4的壳体为不锈钢制成的,整个取样探枪4长度为3米。为了便于取样操作和提高采样的准确性,本实用新型的取样探枪4上部设置有用于将取样探枪4固定到烟道壁I上的支撑机构,支撑机构包括固定在烟道壁I上的支撑链2和支撑轨道3,支撑轨道3与用于拉紧支撑轨道3的支撑链2相连,支撑轨道3连接在取样探枪4的壳体上,因此,本实用新型的取样探枪4是通过支撑链2和支撑轨道3固定到烟道壁I上的,取样探枪4放入烟道后,本实用新型还采用密封法兰7来将取样探枪4与烟道口密封。
[0032]本实用新型的离线测汞装置使用基于电热解-高频调制塞曼原子吸收法的测汞仪22对收集在石英纤维滤膜以及活性炭吸附管内的不同形态的汞分别进行分析。测定方法为:先将待测样品置于石英勺中并精密称重,将其送入到原子化器的第一部分,非挥发性汞化合物在会直接分解,没有完全还原成单质汞的汞化合物和易挥发的汞化合物被载气带入原子化器的第二部分,在这里所有剩余的汞化合物被再次加热被完全分解,随载气进入石英分析池进行汞含量的测定。
[0033]每条石英管线的出口均布置有除酸瓶9、冷凝器10、干燥瓶11、二次除尘器12、智能真空栗13、质量流量控制器14以及NO检测仪15,且除酸瓶9、冷凝器10、干燥瓶11、二次除尘器12、智能真空栗13、质量流量控制器14以及NO检测仪15依次连通,质量流量控制器14与NO检测仪15均与笔记本电脑16相连,本实用新型NO检测仪15采用基于采用化学发光法的NO分析仪,由笔记本电脑16进行控制,可以设定采样流量、数据在线监测和数据的记录、处理等一系列工作,整套系统自动化程度高、数据准确可信、数据处理方便。由于每条石英管线的出口均布置有除酸瓶9、冷凝器10、干燥瓶11、二次除尘器12、智能真空栗13、质量流量控制器14以及NO检测仪15能够保证进入每条石英管线的烟气自始至终都是独立进行处理的,且两组气体流路无交叉,这就保证了每一条气路均有独立的流量控制系统,确保流量的一致性和采样结果的一致性。同时,本实用新型的质量流量控制器14与NO检测仪15均与笔记本电脑16相连,通过笔记本电脑16进行数据处理,就能使同一采样点两只样品之间相互验证,如两者误差超过标准,则判定此次采样无效,实现流量平行采样,结果相互校准。
[0034]本实用新型烟气中的汞是通过过滤器5和活性碳吸附管6进行吸附采集,汞全部被吸附,因此后段气路的烟气中只含有腐蚀性气体如S02、N0、N02、HC1等,为了防止沿程管路腐蚀,本实用新型石英管线的出口与除酸瓶9通过伴热管线8相连通,伴热管线8包括聚四氟乙烯内管以及能够使加热温度在0_180°C之间可调的电阻丝,电阻丝缠绕在聚四氟乙烯管外,加热聚四氟乙烯内管,这样就能保证在温度较低的情况下使烟气中的腐蚀性气体不会与其中的水蒸气混合液化造成管路的腐蚀;同时聚四氟乙烯内管设置为可抽出式的,便于清洗或更换。另外,本实用新型除酸瓶9、冷凝器10、干燥瓶11、二次除尘器12、智能真空栗13、质量流量控制器14以及NO检测仪15之间的管路采用耐酸腐蚀性的聚四氟乙烯材料。
[0035]在测含SO2或者HCl浓度较高的样品时,酸气会对管路以及后面的流量计、栗造成腐蚀,导致仪器寿命减短,因此,本实用新型采用装有NaOH溶液的除酸瓶9对SO2和HCl等酸性气体进行处理,同时烟气经过NaOH溶液吸收瓶后会有一定程度的降温。为确保有效去除湿气,本实用新型的冷凝器10优选压缩机式双级冷凝器,对采集的烟气进行均匀、快速地除湿,以避免对仪器测量及控制部分造成影响;另外,本实用新型还设置了内置硅胶干燥剂的干燥瓶11,这样通过冷凝器和干燥瓶达到对烟气双重除湿和干燥效果。本实用新型的二次除尘器12包括石英砂芯和石英纤维滤膜,烟气通过二次除尘器12可以有效控制进入后面流程的烟气中的粉尘量,以延长仪器的使用寿命和测量结果的准确度。因此,本实用新型经过上述除酸瓶、冷凝器、干燥瓶以及二次除尘器对烟气进行除酸、除湿以及除尘不但可以延长各仪器的使用寿命,而且可以提高测量的精度。
[0036]本实用新型采用智能真空栗来13为智能真空栗能够实现智能化、自动化地调节流量和真空度,并有液晶面板显示真空,可以避免费时费力加阀门、控制电路来调节流量和真空度。同时智能真空栗来13配备的高灵敏度的进口传感器,优质流量调节阀门及精密控制电路能够完成流量自动调节功能。本实用新型设定智能真空栗13在定时工作模式下运行,通过设定栗的工作时间,达到设定时长后栗自动停止运行和采样的目的。本实用新型还设置了既具有质量流量计的功能、又能自动控制气体流量的质量流量控制器(MFC),质量流量控制器接触工作气体的材料采用316L不锈钢,采用金属(如不锈钢、金或镍等耐腐蚀材料)密封以用于控制腐蚀性气体和特殊气体。另外,本实用新型将MFC与笔记本电脑直接相连,通过笔记本电脑16完成设定采样流量、数据在线监测和数
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