燃煤电厂超低排放烟气中可凝结颗粒物的在线监测系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及一种燃煤电厂超低排放烟气中可凝结颗粒物的在线监测系统与方法，属于燃煤电厂超低排放烟气颗粒物监测技术领域。监测系统包括烟气预处理区、监测冷凝区和尾气处理区；烟气预处理区采集待测烟气并对待测烟气进行预处理；监测冷凝区对预处理后的待测烟气进行冷凝处理，使待测烟气中的可凝结颗粒物冷凝，并计算可凝结颗粒物的质量；尾气处理区对监测冷凝区中排出的气体进行净化后排放入大气中；该系统还包括控制模块和大气温湿度传感器调节监测冷凝区的温湿度，使待测烟气中的可凝结颗粒物凝结沉降。本发明专利技术能够实时在线的对烟气中的可凝结颗粒物进行监测，为环保监测提供一定数据参考。供一定数据参考。供一定数据参考。

【技术实现步骤摘要】
燃煤电厂超低排放烟气中可凝结颗粒物的在线监测系统与方法


[0001]本专利技术属于燃煤电厂超低排放烟气颗粒物监测
，涉及一种燃煤电厂超低排放烟气中可凝结颗粒物的在线监测系统与方法。

技术介绍

[0002]燃煤电厂超低排放改造后烟气处于高温高湿状态，温度处于50～60℃，主要含有水、可过滤颗粒物、挥发性有机物(VOCS)、氮硫化物，进入大气中因温湿度变化，部分氮硫化物、氨气、氯化氢与VOCS会凝聚成核产生可凝结颗粒物，形成的PM2.5属于一次污染物，对人体和环境都造成极大的影响，目前尚无在线监测可凝结颗粒物的设备，目前针对可凝结颗粒物的检测基本使用冲击冷凝法与稀释冷凝法测量。该技术存在以下缺点：(1)测量过程繁琐，属于取样检测；(2)检测时间长，耗材较多。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种燃煤电厂超低排放烟气中可凝结颗粒物的监测系统和方法，该系统和方法可实时在线监测可凝结颗粒物质量。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]方案一、一种燃煤电厂超低排放烟气中可凝结颗粒物的在线监测系统，其包括依次连接的烟气预处理区1、监测冷凝区2和尾气处理区3。其中烟气预处理区1采集待测烟气并对待测烟气进行预处理；监测冷凝区2对预处理后的待测烟气进行冷凝处理，使待测烟气中的可凝结颗粒物冷凝沉降，并计算可凝结颗粒物的质量；尾气处理区3对监测冷凝区2中排出的气体进行净化后排放入大气中，同时尾气处理区3还提供气体流动动力。
[0006]该系统还包括控制模块和大气温湿度传感器，控制模块根据大气温湿度传感器采集的大气温度和湿度调节监测冷凝区2的温湿度，使待测烟气中的可凝结颗粒物凝结沉降。
[0007]可选地，烟气预处理区包括依次连接采样枪4、加热器5、高效过滤器7和高性能除湿膜8；加热器5用于将待测烟气温度加热至露点温度以上；高效过滤器7用于过滤待测烟气中的可过滤颗粒物；高性能除湿膜8用于吸收待测烟气中的水分。其中采样枪、加热器高效过滤器和高性能除湿膜均采用耐高温伴热管线进行包裹。
[0008]可选地，监测冷凝区2包括依次连接的气体质量流量计I9、冷凝室10、玻璃纤维滤膜与高性能除湿膜11、流量调节阀12和气体质量流量计Ⅱ13。气体质量流量计I9用于检测待测烟气的质量流量和流速；冷凝室10用于使待测烟气中的可凝结颗粒物凝结沉降；玻璃纤维滤膜与高性能除湿膜11用于截留已凝结但未沉降的颗粒物；气体质量流量计Ⅱ13用于检测经冷凝处理后的烟气的质量流量和流速；流量调节阀12用于调节气体质量流量计处烟气的流速。
[0009]气体质量流量计I9、流量调节阀12和气体质量流量计Ⅱ13均与控制模块连接。
[0010]可选地，冷凝室包括半导体制冷片16、超声波震荡喷雾器17和有机吸附层18。半导
体制冷片和超声波震荡喷雾器分别与控制模块连接，在控制模块的控制下对冷凝室中的待测烟气进行冷凝。有机吸附层用于吸收冷凝沉降的可凝结颗粒物。
[0011]可选地，尾气处理区3包括气体净化器14和真空泵15。气体净化器净化处理监测冷凝区排除的烟气，真空泵为气体流动提供动力。
[0012]方案二、基于方案一所述在线监测系统的可凝结颗粒物在线监测方法，该方法采用高效过滤器7和高性能除湿膜8去除待测烟气中的可过滤颗粒物和水分，再通过气体质量流量计I9记录冷凝前待测烟气的质量流量Q1和流速V1；待测烟气在冷凝室10中冷凝沉降，经过有机吸附层18以及玻璃纤维滤膜与高性能除湿膜11吸收冷凝的可凝结颗粒物后，剩余烟气流经气体质量流量计Ⅱ13，气体质量流量计Ⅱ13记录下冷凝后烟气的质量流量Q2和流速V2。
[0013]该方法同时通过流量调节阀12控制烟气的流量，使得气体质量流量计I9和气体质量流量计Ⅱ13处的烟气流速相等，再基于质量守恒定律计算待测烟气中可凝结颗粒物的质量。
[0014]本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过半导体制冷片与超声波震荡喷雾器来实现可凝结颗粒物的冷凝沉降，再通过两个气体质量流量计来记录冷凝前后烟气的流量与流速，基于质量守恒定律即可计算出待测烟气中可凝结颗粒物的质量，具有实时在线监测的特点，能够快速得到待测烟气可凝结颗粒物的信息，为环保监测提供了一定的数据参考。
[0015]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0017]图1为本专利技术可凝结颗粒物在线监测系统的结构示意图；
[0018]图2为冷凝室结构图；
[0019]图3为控制模块电路框架图；
[0020]图4为可凝结颗粒物质量监测逻辑框图。
[0021]附图标记：1
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烟气预处理区；2
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监测冷凝区；3
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尾气处理区；4
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采样枪；5
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加热器；6
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耐高温伴热管线；7
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高效过滤器；8
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高性能除湿膜；9
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气体质量流量计I；10
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冷凝室；11
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玻璃纤维滤膜与高性能除湿膜；12
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流量调节阀；13
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气体质量流量计Ⅱ；14
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气体净化器；15
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真空泵；16
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半导体制冷片；17
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超声波震荡喷雾器；18
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有机吸附层；19
‑
外壳。
具体实施方式
[0022]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示
意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0024]本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃煤电厂超低排放烟气中可凝结颗粒物的在线监测系统，其特征在于：该系统包括依次连接的烟气预处理区(1)、监测冷凝区(2)和尾气处理区(3)；所述烟气预处理区(1)采集待测烟气并对待测烟气进行预处理；所述监测冷凝区(2)对预处理后的待测烟气进行冷凝处理，使待测烟气中的可凝结颗粒物冷凝，并计算可凝结颗粒物的质量；所述尾气处理区(3)对监测冷凝区(2)中排出的气体进行净化后排放入大气中；该系统还包括控制模块和大气温湿度传感器，所述控制模块根据大气温湿度传感器采集的大气温度和湿度调节所述监测冷凝区(2)的温湿度，使所述待测烟气中的可凝结颗粒物凝结沉降。2.根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于：所述烟气预处理区(1)包括依次连接采样枪(4)、加热器(5)、高效过滤器(7)和高性能除湿膜(8)；所述加热器(5)用于将待测烟气温度加热至露点温度以上；所述高效过滤器(7)用于过滤待测烟气中的可过滤颗粒物；所述高性能除湿膜(8)用于吸收待测烟气中的水分。3.根据权利要求2所述的在线监测系统，其特征在于：所述采样枪(4)、加热器(5)高效过滤器(7)和高性能除湿膜(8)均采用耐高温伴热管线进行包裹。4.根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于：所述监测冷凝区(2)包括依次连接的气体质量流量计Ⅰ(9)、冷凝室(10)、玻璃纤维滤膜与高性能除湿膜(11)、流量调节阀(12)和气体质量流量计Ⅱ(13)；所述气体质量流量计Ⅰ(9)用于检测待测烟气的质量流量和流速；所述冷凝室(10)用于使待测烟气中的可凝结颗粒物凝结沉降；所述玻璃纤维滤膜与高性能除湿膜(11)用于截留已凝结但未沉降的颗粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，魏海天，焦敏，吴付祥，王宇廷，惠立峰，邓勤，李彦筑，陈涛，齐灵紫，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院，
类型：发明
国别省市：