一种检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于生物质热能转化利用技术领域，具体涉及一种检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置及方法，所述的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置，包括气体取样器、过滤器、第一抽气泵、三通接管、第二抽气泵、贮气袋、

【技术实现步骤摘要】
一种检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置及方法
本专利技术属于生物质热能转化利用
，具体涉及一种检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置及方法。
技术介绍
自然界存在3种碳的同位素，它们的相对原子质量比例是12：13：14，分别用碳-12(12C)、碳-13(13C)、碳-14(14C)来表示，前二者是稳定同位素，14C则有放射性。14C是由宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生，其原子核由6个质子和8个中子组成，半衰期约为5,730年，衰变方式为β衰变，14C原子转变为14N原子。14C在大气中存在，与氧结合成CO2分子，与二氧化碳(CO2)的化学性能是相同的。因此，它与二氧化碳混合一起，参与自然界的碳交换运动。生物在生存的时候，由于需要呼吸，其体内的14C含量大致不变，生物死去后会停止呼吸，此时体内的14C开始减少，而且不会得到补充。14C按半衰期为5730年的速度衰变，而12C的数量仍然保持不变。生物质燃料14C和12C的比例和生物体死亡那一刻是一样的，而以作为化石燃料的煤，是生物体经过几百万年演变得到，其所含的化石碳的14C含量几乎已经为零，因此可以通过比较燃料燃烧后烟气中同位素14C的含量来确定生物质的燃烧比例。生物质发电是利用生物质所具有的化学能经燃烧转换为热能进行发电，是生物质大规模高效热利用的重要方式，是可再生能源发电的一种，利用生物质替代矿物燃料进行发电可以减少CO2和SO2排放。我国生物质发电有纯生物质直燃发电方式和生物质与煤耦合燃烧发电。直燃发电方式以纯生物质为原料，虽然其较为环保，但发电效率较低，生物质与煤耦合燃烧发电方式是生物质与煤混合燃烧发电，该方式的发电效率与燃煤电站相同，效率较高，生物质与煤耦合燃烧发电设备均是在燃煤设备上做出改进，混烧过程中，如果生物质掺烧量过高，则会出现大量的焦油结块，影响整个设备的正常使用，降低设备的使用寿命，影响发电效率，因此，使用检测设备在保证发电效率正常的情况下，调整生物质和煤的掺烧量至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种准确、稳定的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置及方法。基于上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置，包括气体取样器、过滤器、第一抽气泵、三通接管、第二抽气泵、贮气袋、14C检测装置、毕托管和控制柜，气体取样器的取样口伸入烟气管道，气体取样器的出气口通过管道连通过滤器进气口，过滤器的出气口通过管道连通第一抽气泵进气口，第一抽气泵的出气口连通三通接管进气口，三通接管的出气口通过导管连通第二抽气泵的进气口，三通接管还设有外接口，第二抽气泵的出气口通过管道连通贮气袋6进气口，贮气袋6出气口通过导管连通14C检测装置，控制柜通过信号线连接毕托管和第二抽气泵，毕托管的测速口伸入烟气管道内部。进一步的，所述的14C检测装置为加速器质谱分析仪或液体闪烁计数器。进一步的，所述的过滤器与第一抽气泵之间的管道上设有第一压力表。进一步的，所述的第二抽气泵与贮气袋之间的管道上设有第二压力表。进一步的，所述的第一抽气泵通过信号线连接控制柜。进一步的，所述的第一压力表、第二压力表和第一抽气泵通过信号线连接。进一步的，所述的过滤器为陶瓷过滤器。进一步的，所述的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置的方法，其特征在于，由以下步骤组成：(1)打开第一抽气泵和控制柜，第一抽气泵以2L/min匀速抽气，毕托管将烟气管道中烟气的流速信息发送至控制柜，控制柜接收毕托管发送的烟气流速信息并根据该信息调节第二抽气泵的流速；(2)气体取样器对烟气管道中的烟气进行取样，取样的烟气依次通过过滤器、第一抽气泵、三通接管和第二抽气泵进入贮气袋，14C检测装置对贮气袋中烟气的14C与12C含量进行检测，可得燃料中生物质的比例。进一步的，所述的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置的方法，所述的毕托管发送的烟气流速信息与第二抽气泵的流速之间的关系为：a1/a2＝b1/b2所述的a1——毕托管测得的初始烟气流速，m/s；a2——毕托管测得的瞬时烟气流速，m/s；b1——第二抽气泵的初始抽气速度；b2——第二抽气泵变化后的抽气速度；其中b1＝Q/c·d，b1为第二抽气泵的初始抽气速度，L/h；c为每天的工作时间，h；d为每月的工作天数，d；Q为检测所需烟气量，L。进一步的，所述的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置的方法，其特征在于，所述的取样后的烟气中CO2中的碳含量为8g，所述的——烟气中二氧化碳的体积分数，％；Vm——二氧化碳的摩尔体积，L/mol；——烟气中二氧化碳的质量，g；——二氧化碳的摩尔质量，g/mol；——二氧化碳的摩尔质量，g/mol；Mc——碳的摩尔质量，g/mol；mc——二氧化碳中碳的质量，g；所述的mc为8g。本专利技术结构简单，使用通过PLC控制柜严格控制取样烟气速度，经分析样品烟气中14C与12C的比例，可得出生物质的混烧比例。附图说明图1位本专利技术的结构示意图。具体实施方式实施例1：一种检测生物质与煤耦合燃烧中生物质混烧比例的装置，包括气体取样器1、过滤器2、第一抽气泵3、三通接管4、第二抽气泵5、贮气袋6、14C检测装置7、毕托管8和控制柜9，该控制柜9是PLC控制柜9，气体取样器1的取样口101伸入烟气管道10，气体取样器的出气口102通过管道连通过滤器进气口201，所述的过滤器2为陶瓷过滤器2，过滤器的出气口202通过管道连通第一抽气泵进气口301，第一抽气泵出气口302连通三通接管进气口401，三通接管的出气口402通过导管连通第二抽气泵进气口501，三通接管4还设有外接口403，第二抽气泵出气口501通过管道连通贮气袋6进气口601，贮气袋6出气口通过导管连通14C检测装置7，控制柜9通过信号线连接毕托管8和第二抽气泵5，毕托管测速口801伸入烟气管道10内部，所述的过滤器2与第一抽气泵3之间的管道上设有第一压力表11，所述的第二抽气泵5与贮气袋6之间的管道上设有第二压力表12，所述的第一抽气泵3通过信号线连接控制柜9，所述的第一压力表11、第二压力表12和第一抽气泵3通过信号线连接，所述的14C检测装置7为加速器质谱分析仪。使用一种检测混烧发电中生物质与煤掺烧量装置的方法，由以下步骤组成：(1)打开第一抽气泵3和控制柜9，第一抽气泵3以2L/min匀速抽气，毕托管8将烟气管道10中烟气的流速信息发送至PLC控制柜9，PLC控制柜9接收毕托管8发送的烟气流速信息并根据该信息调节第二抽气泵5的流速；(2)气体取样器1对烟气管道10中的烟气进行取样，取样的烟气依次通过过滤器2、第一抽气泵3、三通接管4、第二抽气泵5进入贮气袋6，14C检测装置7对贮气袋6中烟气的14C与12C的含量进行检测，由14C与12C的含量计算可得燃料中生物质和煤的含量，所述的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置的方法，所述的毕托管8发送的烟气流速信息与第二抽气泵5的流速之间的关系为：a1/a2＝b1/b2所述的a1——毕托管8测得的初始烟气流速，m/s；a2——毕托管8测得的瞬时烟气流速，m/s；b1——第二抽气泵5的初始抽气速度；b2——第二抽气泵5变化后的抽气速度；其中b1＝Q/c·d，b1为第二抽气泵5的初始抽气速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置，其特征在于，包括气体取样器、过滤器、第一抽气泵、三通接管、第二抽气泵、贮气袋、14C检测装置、毕托管和控制柜，气体取样器的取样口伸入烟气管道，气体取样器的出气口通过管道连通过滤器进气口，过滤器的出气口通过管道连通第一抽气泵进气口，第一抽气泵的出气口连通三通接管进气口，三通接管的出气口通过导管连通第二抽气泵的进气口，三通接管还设有外接口，第二抽气泵的出气口通过管道连通贮气袋6进气口，贮气袋6出气口通过导管连通14C检测装置，控制柜通过信号线连接毕托管和第二抽气泵，毕托管的测速口伸入烟气管道内部。

【技术特征摘要】
1.一种检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置，其特征在于，包括气体取样器、过滤器、第一抽气泵、三通接管、第二抽气泵、贮气袋、14C检测装置、毕托管和控制柜，气体取样器的取样口伸入烟气管道，气体取样器的出气口通过管道连通过滤器进气口，过滤器的出气口通过管道连通第一抽气泵进气口，第一抽气泵的出气口连通三通接管进气口，三通接管的出气口通过导管连通第二抽气泵的进气口，三通接管还设有外接口，第二抽气泵的出气口通过管道连通贮气袋6进气口，贮气袋6出气口通过导管连通14C检测装置，控制柜通过信号线连接毕托管和第二抽气泵，毕托管的测速口伸入烟气管道内部。2.根据权利要求1所述的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置，其特征在于，所述的14C检测装置为加速器质谱分析仪或液体闪烁计数器。3.根据权利要求1所述的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置，其特征在于，所述的过滤器与第一抽气泵之间的管道上设有第一压力表。4.根据权利要求2所述的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置，其特征在于，所述的第二抽气泵与贮气袋之间的管道上设有第二压力表。5.根据权利要求3所述的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置，其特征在于，所述的第一抽气泵通过信号线连接控制柜。6.根据权利要求4所述的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置，其特征在于，所述的第一压力表、第二压力表和第一抽气泵通过信号线连接。7.根据权利要求5所述的检测耦合燃烧中生物质与煤燃烧比例的装置，其特征在于，所述的过滤器为陶瓷过滤器。8.使用权利要求2或6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷廷宙，李在峰，杨树华，何晓峰，王志伟，孙堂磊，何爱玲，李志杰，岳增合，
申请(专利权)人：河南省科学院能源研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41