一种烟气可溶物连续在线监测分析方法及系统与流程

本发明涉及环境监测技术领域，特别涉及一种烟气可溶物连续在线监测分析方法及系统。

背景技术

随着我国进入二十一世纪以来，经济发展带动各个领域的发展，工业领域也随之发展起来，同时环境问题也成为了我国工业实现现代化的最大阻碍，空气污染是环境污染中应该研究的首要问题，为了我国能够在环保的前提下实现又快又好的发展，对相关烟气排放行业的烟气监测工程责无旁贷，在采集到参数的技术上进行污染管控是现代工业管理的首要问题。

烟气在经过脱硫工艺后，形成了低温湿度较高的烟气，烟气中带出大量的的超细可溶物以气溶胶形式存在，这种颗粒物的浓度较高时，将对人体健康造成威胁，尤其是对哮喘病人及其他有呼吸疾病的人群，而且这种可溶物颗粒物还能传播真菌和病毒，这将会导致一些地区疾病的流行和爆发。但是，在目前针对烟气连续监测系统中，多数为对烟气温度、烟气压力、烟气流速、颗粒度浓度、nox、so2、hcl、co等的监测，其中目前的所测的颗粒物浓度远低于实际排除的浓度，主要是现有检测设备很难对于超细颗粒物进行有效的捕捉，且盐类排放到大气中，作为“凝结核”形成气溶胶，对于雾霾的产生具有关键性作用，如此使得对排放烟气的管控变得尤为困难，急需一种针对脱硫后烟气可溶物连续监测系统。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是提供一种烟气可溶物连续在线监测分析方法，具有实现烟气中可溶物颗粒物浓度的目的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种烟气可溶物连续在线监测分析方法，包括如下步骤：

从烟囱内取出采样的烟气，并对采样的烟气流量f1进行监测；

对烟气进行冷凝处理以使得颗粒物附着于冷凝后的冷凝水颗粒中形成雾滴；

对雾滴进行捕捉收集以形成检测液；

测量检测液的盐浓度c1和检测液流量f2；

计算得出烟气的可溶物颗粒物的浓度c2=f2*c1/f1。

通过上述技术方案，将烟气从烟囱并对烟气流量f1进行检测后，通过冷凝对高温的烟气进行降温冷凝处理使得烟气温度降低，降温后使得高温气体冷凝成水滴，悬浮颗粒物则吸附于冷凝水滴中形成雾滴，此时，捕捉和收集附着于水滴中形成雾滴的颗粒物以形成检测液，通过对检测液的盐浓度c1和检测液流量f2进行检测，并结合烟气流量f1，计算得出可溶物颗粒物浓度，进而实现对烟气中可溶盐的监测，便于对烟气排放进行针对性管控。

本发明进一步设置为：对雾滴进行捕捉收集以形成检测液时，包括：

对烟气施加高压电场；

在高压电厂下电离出的负离子带动雾滴定向移动；

对定向移动雾滴进行拦截和捕捉。

通过上述技术方案，通电后，在烟气通过的环境中形成强电场，从而电离出呈游离态的负离子，这部分负离子定向移动。此时，热交换后的烟气中的雾滴在持续流动过程中与游离态的负离子结合，负离子带动雾滴定向移动，实现可溶物颗粒物与烟气的分离。

本发明的第二个目的是提供一种烟气可溶物连续在线监测分析系统，具有实现烟气中可溶物颗粒物浓度的目的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种烟气可溶物连续在线监测分析系统，其特征在于，包括如下工位：

s1、通过取样装置将烟气从烟囱从取出；

s2、通过烟气流量计对取样烟气流量f1进行检测；

s3、通过冷凝装置对烟气进行降温冷凝处理，并驱使烟气中的颗粒物吸附于冷凝水滴中形成雾滴；

s4、通过超细颗粒物捕捉装置对带电雾滴进行收集并形成检测液；

s5、通过溶液微流量计对检测液的流量f2进行检测，并通过盐浓度计对检测液的盐浓度c1进行检测；

s6、结合烟气流量计、溶液微流量计、盐浓度计检测的参数计算得出烟气的可溶物颗粒物的浓度c2=f2*c1/f1。

通过上述技术方案，通过烟气流量计对取样装置取出的烟气流量进行检测，由于烟气为高温、气、固混合物，故通过以及冷凝装置对烟气进行降温冷凝处理，通过冷凝装置使得烟气温度降低，从而高温气体冷凝成水滴，悬浮颗粒物则吸附于冷凝水滴中形成雾滴，冷凝后的烟气经过超细颗粒物捕捉装置对雾滴进行捕捉，此时，附着于水滴中形成雾滴的颗粒物被收集起来形成检测液，通过溶液微流量计和盐浓度计对检测液的流量和盐浓度进行检测，并结合烟气流量计计算可溶物颗粒物浓度，进而实现对烟气中可溶盐的监测，便于对烟气排放进行针对性管控。

本发明进一步设置为：所述超细颗粒物捕捉装置包括外壳、连接于外壳内壁的导电筒、穿设于导电筒内的金属件、以及驱使导电筒带正电并且金属件带负电的电源。

通过上述技术方案，通电后，在导电筒和金属件之间形成强电场，并持续不断电离导电筒和金属件之间的烟气，从而电离出呈游离态的负离子，这部分负离子朝向导电筒移动。此时，向外壳内冲入热交换后的烟气，游离态的负离子会附着在冷凝后的雾滴上，并带动雾滴朝正极电极管移动，从而使雾滴附着在导电筒内壁上，而随着雾滴越聚越多，雾滴随着导电筒流动，实现雾滴从烟气中分离和收集，且由于导电筒和金属件贯穿于外筒内，故电场充满外壳内，提高雾滴的收集效率。

本发明进一步设置为：所述金属件为中空设置且烟气从金属件内通入的金属网筒。

通过上述技术方案，通过金属网筒通可实现大直径雾滴颗粒的拦截，且烟气在穿过金属网筒时，金属网筒可对雾滴直接荷电，即，将部分负离子传递到雾滴上，最终，这部分已经附着有负离子的雾滴能更直接、更迅速抵达导电筒的内壁，从而提高雾滴的收集效率。

本发明进一步设置为：所述一级冷凝装置选用换热器。

通过上述技术方案，换热器实现对烟气降温，将烟气中的气、液态水冷凝。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

将烟气从烟囱取样后进行降温、冷凝、颗粒物附着形成雾滴，对烟气进行电离，并对带点后的雾滴进行分离和收集，形成检测液，对分离后检测液进行盐浓度检测，并计算得出烟气的可溶物颗粒物浓度。

附图说明

图1是实施例2的整体框图；

图2是实施例2中超细颗粒物捕捉装置的结构示意图。

附图标记：1、取样装置；2、烟气流量计；3、冷凝装置；4、超细颗粒物捕捉装置；5、溶液微流量计；6、盐浓度计；7、取样探头；8、取样泵；9、捕捉管；10、外壳；11、导电筒；12、金属件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种烟气可溶物连续在线监测分析方法，包括如下步骤：

从烟囱内取出采样的烟气，并对采样的烟气流量f1进行监测；

对烟气进行冷凝处理以使得颗粒物附着于冷凝后的冷凝水颗粒中形成雾滴；

对雾滴进行捕捉收集以形成检测液；

测量检测液的盐浓度c1和检测液流量f2；

计算得出烟气的可溶物颗粒物的浓度c2=f2*c1/f1。

其中，在对雾滴进行捕捉收集以形成检测液时，包括：

对烟气施加高压电场；

在高压电厂下电离出的负离子带动雾滴定向移动；

对定向移动雾滴进行拦截和捕捉。

将烟气从烟囱并对烟气流量f1进行检测后，通过冷凝对高温的烟气进行降温冷凝处理使得烟气温度降低，降温后使得高温气体冷凝成水滴，悬浮颗粒物则吸附于冷凝水滴中形成雾滴。

通电后，在烟气通过的环境中形成强电场，从而电离出呈游离态的负离子，这部分负离子定向移动。此时，热交换后的烟气中的雾滴在持续流动过程中与游离态的负离子结合，负离子带动雾滴定向移动，实现可溶物颗粒物与烟气的分离。

此时，通过对检测液的盐浓度c1和检测液流量f2进行检测，并结合烟气流量f1，计算得出可溶物颗粒物浓度，进而实现对烟气中可溶盐的监测，便于对烟气排放进行针对性管控。

实施例2：

一种烟气可溶物连续在线监测分析系统，如图1所示，包括如下工位：

1、通过取样装置1将烟气从烟囱从取出；

2、通过烟气流量计2对取样烟气流量f1进行检测；

3、通过冷凝装置3对烟气进行降温冷凝处理，并驱使烟气中的颗粒物吸附于冷凝水滴中形成雾滴；

4、通过超细颗粒物捕捉装置4对带电雾滴进行收集并形成检测液；

5、通过溶液微流量计5对检测液的流量f2进行检测，并通过盐浓度计6对检测液的盐浓度c1进行检测；

6、结合烟气流量计2、溶液微流量计5、盐浓度计6检测的参数计算得出烟气的可溶物颗粒物的浓度c2=f2*c1/f1。

取样装置1为延伸至烟囱内的取样探头7和固定连接于取样探头7端部用于将烟囱内烟气引出烟囱和取样探头7的取样泵8。

本实施例中，冷凝装置3和选用换热器，换热器在实现对烟气降温的作用下不外加水汽于烟气中，从而进一步提高烟气中可溶物颗粒物浓度c2的测量精度。

超细颗粒物捕捉装置4包括外壳10、连接于外壳10内壁的导电筒11、穿设于导电筒11内的金属件12、以及驱使导电筒11带正电并且金属件12带负电的电源，其中，外壳10选用绝缘材料制作。

本实施例中，金属件12为中空设置且烟气从金属件12内通入的金属网筒。

电源为高压直流电源，且高压直流电源的正极通过导线耦接于导电筒11，高压直流电源的负极通过导线耦接于金属网筒。

电源接通后，在导电筒11和金属网筒之间形成强电场，且金属网筒接入负电同时会释放负离子，此时，向金属网筒内通入烟气，强电场持续电离导电筒11和金属网筒之间的烟气，从而电离出呈游离态的负离子，这部分负离子朝向导电筒11移动。而游离态的负离子会附着在冷凝后的雾滴上，并带动雾滴朝正极电极管移动，使雾滴附着在导电筒11内壁上，而随着雾滴越聚越多，雾滴随着导电筒11流动，实现雾滴从烟气中分离和收集，且由于导电筒11和金属网筒贯穿于外筒内，故电场充满外壳10内，提高雾滴的荷电和收集效率。

同时，由于金属网筒具有网孔，故直径大于网孔的雾滴被拦截于金属网筒内，并在堆积后掉落，且由于金属网筒接入负电同时也会释放负离子，故烟气在穿过金属网筒时，金属网筒可对雾滴直接荷电，即，将部分负离子传递到雾滴上，最终，这部分已经附着有负离子的雾滴能更直接、更迅速抵达导电筒11的内壁，从而提高雾滴的收集效率。

工作过程：

通过烟气流量计2对取样装置1取出的烟气流量进行检测，由于烟气为高温、气、固混合物，故通过以及冷凝装置3对烟气进行降温冷凝处理，通过冷凝装置3使得烟气温度降低，从而高温气体冷凝成水滴，悬浮颗粒物则吸附于冷凝水滴中形成雾滴，冷凝后的烟气经过超细颗粒物捕捉装置4对雾滴进行捕捉，此时，附着于水滴中形成雾滴的颗粒物被收集起来形成检测液，通过溶液微流量计5和盐浓度计6对检测液的流量和盐浓度进行检测，并结合烟气流量计2计算可溶物颗粒物浓度，进而实现对烟气中可溶盐的监测，便于对烟气排放进行针对性管控。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。