溼煙氣粉塵的測量裝置、測量方法以及測量系統與流程

2023-12-04 03:37:16

本發明涉及燃煤電廠排放的煙氣粉塵的測量裝置，具體地，涉及一種溼煙氣粉塵的測量裝置、測量方法以及測量系統。

背景技術：

現有的燃煤電廠採用靜電除塵器或袋式除塵器對排放的煙氣中的粉塵進行控制，以保證粉塵排放的濃度符合國家出臺的汙染物排放標準，如燃煤電廠的煙塵排放濃度降低至5mg/m3以下。目前，靜電除塵器除塵效率高，但是具有二次揚塵與反電暈的問題，並且不能廣泛地適應各種煤種，對於比電阻較高的煙氣粉塵來說除塵效率較低。袋式除塵器雖然除塵效率高，但是其運行穩定性較差，維護成本高，並且其本體阻力會極大地增加整個煙氣系統的負擔，由此影響引風機的選型和整體運行成本。因此，採用傳統的除塵方式，無法達到近零排放的要求。

近年來，溼式靜電除塵器在國內工業中還沒廣泛地應用起來，且該溼式靜電除塵器是一種處理尾部煙氣煙塵的裝置，可以達到70％～80％的除塵效率，從而將燃煤電廠的煙塵排放濃度降低至5mg/m3以下。一般地，溼式靜電除塵器的運行溫度在大約50℃，並且需要對其陰極線和陽極板進行連續水霧噴淋。這樣，從溼式靜電除塵器中經過的尾部煙氣屬於大約50℃的飽和溼煙氣，並且其中具有少量水滴。這裡，大約50℃飽和溼煙氣已經接近水的露點溫度，而且接觸煙道壁時會由於溫度梯度而使得部分氣態水蒸氣冷凝，由此增加了煙氣中液態水的含量。在此情況下，大量的液態水會干擾到目前的檢測手段對煙塵濃度的測量。傳統的煙氣採樣系統均是針對幹煙氣，而對於溼煙氣還沒有很好的檢測手段。

鑑於上述缺陷，有必要提供一種對於溼煙氣進行檢測的新的檢測手段。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種溼煙氣粉塵的測量裝置，該溼煙氣粉塵的測量裝置能夠測量溼煙氣中的粉塵的重量。

為了實現上述目的，本發明提供一種溼煙氣粉塵的測量裝置，其可包括：採樣單元，其用於採集煙道中的溼煙氣；以及測量單元，其與所述採樣單元連通，且用於對採集後的溼煙氣中的粉塵重量進行測量。

優選地，所述溼煙氣粉塵的測量裝置還可包括：設置在所述採樣單元中的第一加熱單元，所述第一加熱單元用於對採集後的溼煙氣進行初步加熱；以及設置在所述採樣單元與所述測量單元之間的第二加熱單元，所述第二加熱單元用於將經過初步加熱的溼煙氣二次加熱至過熱狀態。

優選地，所述採樣單元可包括採樣管路和採樣頭，所述採樣管路呈開口窄的漏鬥狀，所述採樣管路的與所述開口相對的一端與所述第二加熱單元通過第一管路連通，且所述採樣管路中安裝有所述採樣頭，所述採樣頭的外側表面布置有所述第一加熱單元。

優選地，所述採樣頭可設置成鄰近於所述採樣管路與所述第一管路連接的部位，且所述採樣頭的長度是所述採樣管路的長度的1/4至1/3。

優選地，所述測量單元可包括用於收集處於過熱狀態的煙氣的收集件，所述收集件的外側表面和所述第一管路的外側表面上布置有保溫件。

優選地，所述測量單元是濾筒或紅外線測量儀。

優選地，所述溼煙氣粉塵的測量裝置還包括氣泵，所述測量單元位於所述第二加熱單元和所述氣泵之間。

本發明的溼煙氣粉塵的測量裝置由於包括用於採集溼煙氣的採樣單元、與所述採樣單元連通的測量單元，且所述測量單元對採集後的溼煙氣中的粉塵重量進行測量，因此本發明的溼煙氣粉塵的測量裝置能夠測量溼煙氣中的粉塵的重量。

進一步地，本發明的溼煙氣粉塵的測量裝置由於包括第一加熱單元和第二加熱單元，從而能夠使得溼煙氣中的液滴變成氣態，進而能夠準確測量溼煙氣中低濃度的粉塵。

而且，本發明的溼煙氣粉塵的測量裝置可以對燃煤電廠的尾部溼煙氣進行在線測量和採樣測量，為燃煤電廠達到規定的排放標準而進行準確檢測。

另外，本發明又提供一種溼煙氣粉塵的測量系統，其可包括根據上述的溼煙氣粉塵的測量裝置以及溼法脫硫塔尾部煙道，其中，所述溼煙氣粉塵的測量裝置安裝在所述溼法脫硫塔尾部煙道中。

優選地，所述溼煙氣粉塵的測量裝置安裝在布置於所述溼法脫硫塔尾部煙道中的溼式靜電除塵器之後。

優選地，所述採樣單元可設置在所述溼法脫硫塔尾部煙道中，且所述測量單元和所述第二加熱單元可設置在所述溼法脫硫塔尾部煙道外側，通過所述第一管路穿過所述溼法脫硫塔尾部煙道的側壁，所述採樣單元與所述第二加熱單元和所述測量單元可連通。

本發明的溼煙氣粉塵的測量系統由於所述溼煙氣粉塵的測量裝置安裝在所述溼法脫硫塔尾部煙道中，進一步地安裝在布置於所述溼法脫硫塔尾部煙道中的溼式靜電除塵器之後，從而可以使燃煤電廠排放的、經過溼式靜電除塵器之後的溼煙氣近零排放。

另外，本發明又提供一種溼煙氣粉塵的測量方法，其可包括如下步驟：第一，採集溼煙氣；第二，測量採集的溼煙氣中的粉塵重量。

優選地，在所述第一步驟和所述第二步驟之間可還包括：對採集的溼煙氣進行初步加熱且未加熱至過熱狀態；以及對經過初步加熱的溼煙氣二次加熱至過熱狀態。

所述溼煙氣粉塵的測量方法與上述的溼煙氣粉塵的測量裝置和測量系統相對於現有技術所具有的有益效果相同，在此不再贅述。

本發明的其它特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是依照本發明的實施方式的溼煙氣粉塵的測量裝置安裝在溼法脫硫塔尾部煙道中的示意圖。

附圖標記說明

1-煙道；2-採樣管路；3-第一加熱單元；4-採樣頭；5-管路的保溫件；6-第二加熱單元；7-收集件；8-收集件的保溫件；9-氣泵；10-溫度傳感器；11-壓力傳感器；12-第二管路；13-第三管路；14-第一管路

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。

在本發明中，在未作相反說明的情況下，所使用的「第一」、「第二」等術語主要是為了更清楚地描述技術方案而進行的區分，並不代表相互區分的零部件之間存在實質性的區別。

接下來，從基礎實施和擴展性實施、替換性實施對本技術進行具體、詳細的描述。

圖1是溼煙氣粉塵的測量裝置安裝在溼法脫硫塔尾部煙道中的示意圖。如圖1所示，用於採集煙道中的溼煙氣採樣單元可以安裝在溼法脫硫塔尾部的煙道1中，並且與採樣單元連通的測量單元可以安裝在煙道1外側，用於對採集後的溼煙氣中的粉塵重量進行測量。這樣，溼煙氣中的粉塵的重量能夠被測量，從而對排放的溼煙氣的濃度進行控制，從而保證符合國家規定的排放標準。

繼續參考圖1,，本發明的溼煙氣粉塵的測量裝置還可包括設置在採樣單元中的第一加熱單元3、以及設置在採樣單元與測量單元之間的第二加熱單元6，其中，第一加熱單元3用於對採集後的溼煙氣進行初步加熱，而第二加熱單元6用於將經過初步加熱的溼煙氣二次加熱至過熱狀態。這裡，需要說明的是，此處以及下文將要描述的「過熱狀態」指的是，煙氣經過二次加熱後溫度達到120℃以上(包含120℃)的狀態。煙道1中的溼煙氣沿箭頭a方向進入採樣單元且被採集後，溼煙氣中存在的液滴經過第一加熱單元3初步加熱，這樣可以防止溼煙氣中水蒸氣碰觸採樣單元的壁部而冷凝出來，從而堵塞採樣單元的開口部位。

然後，經過初步加熱的溼煙氣(其中含有較少量的液滴)再進入至第二加熱單元6進行加熱且達到過熱狀態，即120℃以上，這時的溼煙氣中的液滴已經完全變成氣態，從而不會干擾粉塵濃度的測量，進而能夠準確測量煙氣中的低濃度的粉塵的重量。

出於加熱的目的，第一加熱單元3和第二加熱單元6可以是可控溫度加熱線圈，也可以是其他普通的加熱部件，其中溫度控制可以採用溫度計進行計量。基於該設計思路的任何其他具體構造都歸屬於本發明的保護範圍

進一步地，採樣單元可包括採樣管路2和採樣頭4，其中採樣管路2呈開口窄的漏鬥狀，並且採樣管路2的與該開口相對的一端與第二加熱單元6通過第一管路14連通。採樣管路2中可安裝有採樣頭4，該採樣頭4的外側表面布置有第一加熱單元3。而且，採樣頭4設置成鄰近於採樣管路2與第一管路14連接的部位，且採樣頭4的長度是採樣管路2的長度的1/4至1/3。這裡，需要說明的是，長度指的是，採樣頭和採樣管路的沿溼煙氣進入方向的尺寸。由於採樣頭4設置在鄰近於採樣管路2與第一管路14連接的部位處，也就是說，設置在採樣管路的煙氣出口處。並且採樣頭4的長度較短。在此情況下，溼煙氣在採樣頭的停留的時間非常短，從而可以更好地進行對溼煙氣的初步加熱控制。

仍然參考圖1，測量單元可包括用於收集處於過熱狀態的煙氣的收集件7，該收集件7的外側表面和第一管路14的外側表面上布置有保溫件。具體地，第一管路14的外側表面上布置有管路的保溫件5，且收集件7的外側表面上布置有收集件的保溫件8。如此，管路的保溫件5對進入第一管路14中的經過初步加熱的溼煙氣進行保溫，進而防止其中的溼煙氣與第一管路14的管壁接觸而冷凝成液膜。收集件的保溫件8對進入測量單元的二次加熱的煙氣進行保溫，從而在測量單元的收集件7收集二次加熱的煙氣過程中，防止已經完全汽化的煙氣再次冷凝，進而影響測量單元對煙氣中低濃度粉塵的重量的測量。

另外，基於保溫件的保溫作用，本領域的技術人員可以預期到是，保溫件的材料可以包括但不限於：聚異三聚氰酸酯泡沫、聚氰酯組合物、巖棉、耐高溫玻璃棉、矽酸鋁、微孔矽酸鈣等。基於該設計思路的任何其他具體構造和材料都歸屬於本發明的保護範圍。

具體地，測量單元可以是濾筒或紅外線測量儀。這樣，測量單元採用濾筒，可以對低濃度的粉塵進行採樣檢測。測量單元採用紅外線測量儀，可以對低濃度的粉塵進行在線監測。採樣檢測和在線監測可以方便、容易地對低濃度的粉塵進行測量。測量單元可以測量粉塵的重量，如圖1所示，再根據布置在煙道1中的溫度傳感器10和壓力傳感器11的實時測量的數據，對測量單元測量的結果換算成標準大氣壓狀態的結果，從而可以方便地與國家規定的標準進行比對分析。

返回參考圖1，本發明的溼煙氣粉塵的測量裝置還可包括氣泵9，其中測量單元位於第二加熱單元6和氣泵9之間。具體地，第二加熱單元6通過第二管路12與測量單元連通，而氣泵9與測量單元通過第三管路13連通。氣泵9可以對已經測量完的煙氣進行排放。

另外，本發明還可提供一種溼煙氣粉塵的測量系統，其包括上述的溼煙氣粉塵的測量裝置以及溼法脫硫塔尾部煙道1，其中，溼煙氣粉塵的測量裝置安裝在溼法脫硫塔尾部煙道1中。這樣，溼法脫硫塔尾部煙道1中的煙氣可以進行測量，從而使得整個溼煙氣粉塵的測量系統對溼法脫硫塔尾部煙道排放的煙氣中的粉塵進行整體控制。

具體地，為了對經過溼式靜電除塵器的溼煙氣的粉塵重量進行測量，從而判斷要排放至大氣中的煙氣中的粉塵濃度是否達標，因此將本發明的溼煙氣粉塵的測量裝置安裝在布置於溼法脫硫塔尾部煙道1中的溼式靜電除塵器之後。在此情況下，溼法脫硫塔尾部煙道中的溼式靜電除塵器對待排放的煙氣進行初步除塵，而經過溼式除塵器的煙氣的溫度在大概50℃，即接近於水的露點溫度，這時通過溼煙氣粉塵的測量裝置，能夠避免處於50℃的溼煙氣冷凝，從而更好地測量溼煙氣中低濃度粉塵的濃度。進一步地，溼煙氣粉塵的測量裝置布置在溼式靜電除塵器之後的這種布置方式可以使得燃煤電廠的煙氣中的粉塵近零排放。

另外，如圖1所示且結合上述的具體說明，本發明的採樣單元可設置在溼法脫硫塔尾部煙道1中，且測量單元和第二加熱單元6可設置在溼法脫硫塔尾部煙道外側，通過第一管路14穿過溼法脫硫塔尾部煙道的側壁，採樣單元與第二加熱單元6和測量單元兩者連通。

本發明又提供一種溼煙氣粉塵的測量方法，其包括如下步驟：第一，採集溼煙氣；第二，測量採集的溼煙氣中的粉塵重量。而且，在第一步驟和第二步驟之間還可包括：對採集的溼煙氣進行初步加熱且未加熱至過熱狀態；以及對經過初步加熱的溼煙氣二次加熱至過熱狀態。這樣，通過對經過溼式靜電除塵器之後的溼煙氣進行多級加熱，從而有效地避免了溼煙氣進一步冷凝出液滴，從而更好地對溼煙氣低濃度的粉塵進行測量。

以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。