【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于烟气监测，具体涉及一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统及使用方法。
技术介绍
1、随着工业化进程的加快和能源消耗的增加，燃煤电厂作为重要的能源供应方式之一，其排放的烟气中含有大量颗粒物，对大气环境造成了严重影响，这些颗粒物按粒径大小可分为可吸入颗粒物、细微颗粒物和超细颗粒物，其中，二次颗粒物是由大气中的某些污染组分之间或这些组分与大气成分之间发生化学反应或光化学反应生成的颗粒物，对环境和人类健康具有重要影响。因此，实现对燃煤电厂排放烟气中颗粒物的有效分离和检测，以及进一步对二次颗粒物的检测，对于评估燃煤电厂的环保性能和制定针对性的污染控制措施具有重要意义。现有的检测燃煤电厂排放烟气中颗粒物的技术，对燃煤电厂排放烟气中颗粒物采用现有技术进行单一或结合检测，采用光散射法、微量振荡天平法、电迁移法、重量法、β射线吸收法中任意一种、两种或几种方法对采集的燃煤电厂排放烟气中颗粒物进行检测，得到颗粒物基本信息。现有技术检测燃煤电厂排放烟气中颗粒物，采用单一或结合的检测方法不能对采集的颗粒物按粒径大小进行分类检测，检测结果不精确；没有再进一步对颗粒物中的二次颗粒物进行检测，不能精准识别污染源。
2、中国专利公开号为cn109187287a，名称为基于稳定元素粒径分布信息的大气颗粒物来源解析方法的专利申请，方法为：基于多粒径颗粒物分级采样器采集环境空气中颗粒物得到受体样品、采集污染源类排放的颗粒物得到源样品；测定源样品和受体样品中的元素含量，筛选源样品和受体样品中具有源标识功能的稳定化学组分；构建高粒径分辨率受体成分谱
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统及使用方法，通过对燃煤电厂排放烟气中颗粒物检测，解决采用单一或结合的检测方法不能对采集的颗粒物按粒径大小进行分类检测，检测结果不精确的问题；解决没有再进一步对颗粒物中的二次颗粒物进行检测，不能精准识别污染源的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、第一方面，本专利技术提供一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，包括：采样单元、颗粒物分离与检测单元和二次颗粒物检测单元；所述采样单元包括采样探头和采样管；颗粒物分离单元包括预处理装置和过滤装置；所述过滤装置包括依次相连的第一室、第二室和第三室；所述第一室、第二室和第三室内均设有颗粒物检测仪器；所述二次颗粒物检测单元包括滤膜收集过滤装置、溶解容器和离子色谱仪；所述采样探头通过采样管连接所述预处理装置，所述预处理装置的另一端连接所述第一室；所述第一室和第二室之间设置有第一层滤膜；所述第二室和第三室之间设置有第二层滤膜；所述第一层滤膜的直径小于可吸入颗粒物的空气动力学直径，大于等于细微颗粒物的空气动力学直径；所述第二层滤膜小于细微颗粒物的空气动力学直径，大于等于超细颗粒物的空气动力学直径；所述滤膜收集过滤装置的一端与第三室连接，另一端与所述溶解容器连接，所述溶解容器的另一端与所述离子色谱仪连接。
4、可选地，所述第一层滤膜采用混合纤维滤膜；第二层滤膜采用纳米纤维滤膜。
5、可选地，所述第一层滤膜孔径为2.5微米；第二层滤膜孔径为0.1微米。
6、可选地，光散射检测仪设置在所述第一室中，所述散射检测仪连接有光电探测器；微量振荡天平仪设置在所述第二室中；电迁移率粒径谱仪设置在所述第三室中。
7、可选地，还包括控制单元，所述控制单元包括数据采集卡、存储装置和无线通信装置，所述采样单元、颗粒物分离与检测单元和二次颗粒物检测单元均与所述数据采集卡通信连接，所述数据采集卡分别与存储装置和无线通信装置通信连接。
8、可选地，所述采样探头通过采样管连接有采样泵，所述采样泵的另一端通过采样管端连接所述预处理装置。
9、可选地，所述颗粒物检测仪器包括：光散射检测仪、微量振荡天平仪和电迁移率粒径谱仪；所述光散射检测仪设置在所述第一室中，所述散射检测仪连接有光电探测器；所述微量振荡天平仪设置在所述第二室中；所述电迁移率粒径谱仪设置在所述第三室中。
10、可选地，所述预处理装置包括除湿系统、流量调节系统、压力调节系统和温度调节系统。
11、可选地，所述除湿系统采用氟塑料材质的烟气冷凝器，所述流量调节系统采用调节型脱硫烟气风阀；所述压力调节系统采用压力调节阀；所述温度调节系统采用烟气加热器与喷洒降温装置。
12、第二方面，本专利技术提供所述的一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
13、启动采样探头进行烟气的采集，将采集到的烟气通过采样管输送至颗粒物分离与检测单元；
14、对第一室内的可吸入颗粒物进行检测，得到可吸入颗粒物浓度；
15、对第三室内的超细颗粒物进行检测；得到超细颗粒物粒径分布和浓度；
16、通过二次颗粒物检测单元的滤膜收集过滤装置检测二次颗粒物，并将检测的颗粒物放入溶解容器中加入溶剂溶解，制备成待测溶液，将待测溶液注入离子色谱仪，根据检测得到离子的浓度，得到二次颗粒物的含量。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
18、本专利技术通过对燃煤电厂排放烟气中不同粒径颗粒物的有效分离和检测，提高了检测的准确性和可靠性；通过进一步对颗粒物中的二次颗粒物进行检测，精准识别污染源，能够为评估燃煤电厂的环保性能和制定针对性的污染控制措施提供了科学依据。
19、进一步，本专利技术能够按粒径大小将采集的烟气中的颗粒物进行分离，得到可吸入颗粒物、细微颗粒物、超细颗粒物，对不同三种颗粒物分别采用更精准合适的检测仪器进行检测，得到更加精确的检测数据，再进一步对颗粒物中的二次颗粒物采用可以检测化学成分的检测仪器进行检测，通过检测得到化学成分的含量识别污染源。
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1.一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，其特征在于，包括：采样单元（1）、颗粒物分离与检测单元（2）和二次颗粒物检测单元（3）；所述采样单元（1）包括采样探头（11）和采样管（12）；颗粒物分离单元（2）包括预处理装置（21）和过滤装置（22）；所述过滤装置（22）包括依次相连的第一室（221）、第二室（222）和第三室（223）；所述第一室（221）、第二室（222）和第三室（223）内均设有颗粒物检测仪器；所述二次颗粒物检测单元（3）包括滤膜收集过滤装置、溶解容器和离子色谱仪；所述采样探头（11）通过采样管（12）连接所述预处理装置（21），所述预处理装置（21）的另一端连接所述第一室（221）；所述第一室（221）和第二室（222）之间设置有第一层滤膜（2201）；所述第二室（222）和第三室（223）之间设置有第二层滤膜（2202）；所述第一层滤膜（2201）的直径小于可吸入颗粒物的空气动力学直径，大于等于细微颗粒物的空气动力学直径；所述第二层滤膜（2202）小于细微颗粒物的空气动力学直径，大于等于超细颗粒物的空气动力学直径；所述滤膜收集过滤装置的一端与第三室（223）
2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，其特征在于，所述第一层滤膜（2201）采用混合纤维滤膜；第二层滤膜（2202）采用纳米纤维滤膜。
3.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，其特征在于，所述第一层滤膜（2201）孔径为2.5微米；第二层滤膜（2202）孔径为0.1微米。
4.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，其特征在于，光散射检测仪设置在所述第一室（221）中，所述散射检测仪连接有光电探测器；微量振荡天平仪设置在所述第二室（222）中；电迁移率粒径谱仪设置在所述第三室（223）中。
5.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，其特征在于，还包括控制单元（4），所述控制单元（4）包括数据采集卡、存储装置和无线通信装置，所述采样单元（1）、颗粒物分离与检测单元（2）和二次颗粒物检测单元（3）均与所述数据采集卡通信连接，所述数据采集卡分别与存储装置和无线通信装置通信连接。
6.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，其特征在于，所述采样探头（11）通过采样管（12）连接有采样泵（13），所述采样泵（13）的另一端通过采样管（12）端连接所述预处理装置（21）。
7.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，其特征在于，所述颗粒物检测仪器包括：光散射检测仪、微量振荡天平仪和电迁移率粒径谱仪；所述光散射检测仪设置在所述第一室（221）中，所述散射检测仪连接有光电探测器；所述微量振荡天平仪设置在所述第二室（222）中；所述电迁移率粒径谱仪设置在所述第三室（223）中。
8.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，其特征在于，所述预处理装置（21）包括除湿系统、流量调节系统、压力调节系统和温度调节系统。
9.根据权利要求8所述的一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，其特征在于，所述除湿系统采用氟塑料材质的烟气冷凝器，所述流量调节系统采用调节型脱硫烟气风阀；所述压力调节系统采用压力调节阀；所述温度调节系统采用烟气加热器与喷洒降温装置。
10.权利要求1至9任一项所述的一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，其特征在于，包括：采样单元（1）、颗粒物分离与检测单元（2）和二次颗粒物检测单元（3）；所述采样单元（1）包括采样探头（11）和采样管（12）；颗粒物分离单元（2）包括预处理装置（21）和过滤装置（22）；所述过滤装置（22）包括依次相连的第一室（221）、第二室（222）和第三室（223）；所述第一室（221）、第二室（222）和第三室（223）内均设有颗粒物检测仪器；所述二次颗粒物检测单元（3）包括滤膜收集过滤装置、溶解容器和离子色谱仪；所述采样探头（11）通过采样管（12）连接所述预处理装置（21），所述预处理装置（21）的另一端连接所述第一室（221）；所述第一室（221）和第二室（222）之间设置有第一层滤膜（2201）；所述第二室（222）和第三室（223）之间设置有第二层滤膜（2202）；所述第一层滤膜（2201）的直径小于可吸入颗粒物的空气动力学直径，大于等于细微颗粒物的空气动力学直径；所述第二层滤膜（2202）小于细微颗粒物的空气动力学直径，大于等于超细颗粒物的空气动力学直径；所述滤膜收集过滤装置的一端与第三室（223）连接，另一端与所述溶解容器连接，所述溶解容器的另一端与所述离子色谱仪连接。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，其特征在于，所述第一层滤膜（2201）采用混合纤维滤膜；第二层滤膜（2202）采用纳米纤维滤膜。
3.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，其特征在于，所述第一层滤膜（2201）孔径为2.5微米；第二层滤膜（2202）孔径为0.1微米。
4.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂排放烟气中颗粒物监测系统，其特征在于，光散射检测仪设置在所述第一室（221）...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱玉辉，梁晏萱，兰小洪，李周，唐荣富，程峰，张庚，卢承政，王丽朋，
申请(专利权)人：华能重庆珞璜发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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