一種適用于固定源含液滴煙氣中細顆粒物采集的采樣系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于環境監測技術領域，涉及一種適用于固定源高濕煙氣中細顆粒物的采集裝置，特別是一種適用于含液滴煙氣中細顆粒物的采樣系統。
【背景技術】
[0002]目前我國大氣環境問題突出，區域性灰霾頻發，引起廣泛關注。灰霾形成主要是由大氣中的細顆粒物(PM2.5)增多引起的，以燃煤為主的固定污染源排放的PM2.5是大氣中PM2.5的主要來源。我國固定源煙氣處理主要采用除塵器+濕法脫硫的方法，脫硫后煙氣液滴含量高、濕度大、成份復雜，所排放的高含濕量細顆粒物包括固體顆粒物、以酸霧氣溶膠形態存在的SO3和脫硫漿液滴等。
[0003]隨著煤改氣尤其是供暖鍋爐煤改氣的推進，冬季供暖地區供暖鍋爐將逐步使用天然氣為燃料。盡管天然氣為潔凈能源，但其排放煙氣中仍含細顆粒物。以天然氣為燃料的鍋爐排放煙氣中液滴含量大，含濕量可達10%以上。
[0004]對于固定源煙氣中細顆粒物的采集，主要采用稀釋煙道方法進行。自二十世紀八十年代美國研宄人員研制了第一臺固定源稀釋采樣系統后，固定源稀釋采樣系統得到不斷的發展和完善，我國在此系統上的研發也取得了一定的進展。盡管固定源稀釋采樣系統對煙氣中的細顆粒物具有很好的采集效果，然而該系統主要針對干煙氣或相對濕度較大但無液滴的煙氣，對于含液滴的煙氣其適用性受到一定限制。
[0005]在美國EPA 的方法中(EPA Method 5,EPA Method 17,EPA Method 201/201A、EPAMethod 202、EPA CTM-039等)，為防止煙氣冷凝，主要采用對采樣嘴和采樣槍進行加熱，然后對熱煙氣進行稀釋，經一定時間的老化后進行采集。由于在煙氣被采集之前進行了加熱，可能造成煙氣的物理化學性質發生變化，使最終采集的顆粒物與原始狀態存在差異。目前有國內外學者正對此進行研宄。
[0006]我國對于固定源稀釋采樣系統的研發，多是針對不含液滴的煙氣，重點圍繞稀釋和等速采樣開展的。專利號為200410096562.7的發明專利涉及一種等速追蹤固定源稀釋采樣系統，該發明的特征是，通過皮托管監測煙道內的壓力參數和計算機調節流量控制器，實現采樣的全過程等速，發明中未提及對含液滴煙氣中細顆粒物采集的解決辦法，且該系統較為復雜，占地面積大。
[0007]專利號為200510086292.6和201310008119.9的發明專利盡管提到在進氣部分設計顆粒物切割器，但仍是針對不含液滴的煙氣進行設計的。
[0008]專利號為201410340512.2的發明專利，設計了第一和第二 PM2.5切割器，采用一級稀釋，通過在稀釋混合段上開設旁路將多余氣體排出，實現了將煙氣停留時間設計為1s并減小停留室體積，對相對濕度較大但無液滴的煙氣中的顆粒物具有很好的采集效果，但對含液滴煙氣其適用性仍受局限且其采樣系統仍較為復雜。
[0009]對含液滴的煙氣進行采集時，液滴會在采樣噴嘴處聚集，影響等速追蹤采樣的效果，對采樣嘴進行加熱，盡管能夠使部分液滴氣化，但當煙氣流速較大時，仍無法避免部分液滴進入采樣系統。液滴一旦進入采樣系統，將對細顆粒物的采集產生較大影響，而僅靠稀釋的作用是很難將液滴除去的。
[0010]此外，由于稀釋煙氣流速在不同的應用場合存在差異，而稀釋室的體積是固定的，稀釋比的不確定，對測試精度也會造成一定影響。
[0011]綜上所述，有必要對現有的固定源稀釋采樣系統進一步完善，以適用于含液滴煙氣中細顆粒物的采集。
【發明內容】
[0012]為了解決以上問題，本發明提供了一種適用于高濕煙氣尤其是含液滴煙氣中細顆粒物的采集系統，該系統能夠很好的去除煙氣中的液滴，且采樣器結構小型化，稀釋比可以改變，稀釋氣用量小，操作方便。本發明的技術方案如下:
[0013]一種適用于固定源含液滴煙氣中細顆粒物采集的采樣系統，包括煙氣預處理部分、煙氣采樣槍、稀釋老化部分、出氣裝置和顆粒物采集部分，其中，
[0014]所述煙氣預處理部分包括采樣噴嘴(I)和氣液旋風分離器(2);
[0015]所述的煙氣采樣槍(3)的主體為naf 1n管束；采樣噴嘴(I)通過氣液旋風分離器
(2)與煙氣采樣槍(3)的前端相連接；
[0016]稀釋老化部分包括稀釋氣質量流量計(6)、射流稀釋器(7)、煙氣停留室(8)、固定在煙氣停留室上的氣體溫濕度計(9)和氣體壓力傳感器(10);氣體溫濕度計和氣體壓力傳感器，用于監測氣體參數；所述的射流稀釋器(7) —端與煙氣采樣槍(3)的后端聯接；另一端與煙氣停留室(8)相連；
[0017]所述的出氣裝置(11)連接在煙氣停留室⑶的出口處，所述的出氣裝置(11)有兩個出氣口，其中一個出氣口(12)與大氣相通，另一個出氣口(13)與顆粒物采集部分相連。
[0018]所述適用于固定源含液滴煙氣中細顆粒物采集的采樣系統，射流稀釋器(7)可以包括依次相連的固定連接在所述的煙氣采樣槍(3)后端的射流管(72)，射流管(72)的后端與稀釋腔(75)相連，其上固定的稀釋器噴嘴(74)伸入稀釋腔(75)中，在稀釋腔(75)上設置有稀釋氣進口(76)，稀釋腔(75)的后端設置有通向煙氣停留室(8)的稀釋混合氣擴散椎體(77)，稀釋器噴嘴(74)的直徑和稀釋混合氣擴散椎體(77)窄口段直徑相同，具有多組不同規格的組合，通過更換不同規格的組合來調節稀釋比。
[0019]本發明的有益效果是:
[0020](I)解決了固定源高濕煙氣尤其是含液滴煙氣中顆粒物的采集。
[0021](2)引入了 naf1n采樣槍，增強了裝置的除濕效果，使用一級稀釋即可達到煙氣中顆粒物的采集要求。
[0022](3)采用一級稀釋，煙氣經稀釋后直接進入停留室，通過稀釋器的入口和出口的選擇，調節稀釋比，整個裝置結構緊湊、模塊化、操作簡便、方便運輸與安裝。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明固定源含液滴煙氣中細顆粒物的采集裝置結構示意圖。
[0024]圖中:1_米樣噴嘴；2_氣液旋風分離器；3_naf1n米樣槍；4_米樣槍不銹鋼外殼；5-氟橡膠連接管；6_氣體質量流量計；7_射流稀釋器；8_停留室；9_氣體溫濕度計；10_氣體壓力傳感器；11_出氣管；12_出氣口 I ;13_出氣口 2 ;14_顆粒物切割器；15_采樣膜；16-氣體質量流量計；17_恒流采樣泵。
[0025]圖2為射流稀釋器7的結構示意圖。
[0026]圖中:71_射流管固定螺栓；72_射流管(煙氣引入管)；73_噴嘴安裝底座；74_稀釋器噴嘴；75_稀釋腔；76_稀釋氣進口 ；77_稀釋混合氣擴散椎體。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發明