CN1869706A - 烟气排放连续监测方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种烟气排放连续监测方法，包括如下步骤：(1)管道内的烟气经过取样后再伴热传输到加热气体室，测量出加热气体室内至少一种第一类被测气态组分的浓度；(2)除去从加热气体室排出气体中的水分；(3)测量出除水后气体中至少一种第二类被测气态组分的浓度。本发明还公开了一种烟气排放连续监测装置，包括取样装置、伴热管线、加热气体室、第一测量装置，伴热管线两端连接取样装置和加热气体室，所述第一测量装置测量加热气体室内至少一种第一类被测气态组分的浓度；该烟气排放连续监测装置还包括一对从所述加热气体室排出气体进行除水的除水装置及一安装在除水装置下游测量除水后气态物质中的至少一种第二类被测气态组分浓度的第二测量装置。

Description

烟气排放连续监测方法及其装置
【技术领域】
本发明涉及烟气连续监测领域，更确切地说，涉及一种烟气排放连续监测方法及其装置。
【背景技术】
烟气排放连续监测装置是一种对烟气排放污染源进行监测的***。目前，一种广泛使用的烟气排放连续监测装置，包括取样装置、伴热管线、加热气体室和测量装置。被测烟囱或管道内的烟气经过取样装置采样后，经全程伴热管线通到加热气体室，然后应用测量装置测得加热气体室内气体的各组分如二氧化硫、氮氧化物、氨气和氯化氢等的浓度。测量装置通常采用非分光红外分析技术和付里叶红外光谱分析技术来分析气体浓度。该类分析技术主要有以下不足：非分光红外分析仪需要为每种被测气体配置相应的滤光片，***复杂，需要使用运动部件，可靠性差，使用非分光技术，测量漂移较大；付里叶红外光谱分析仪中使用运动部件，价格昂贵，可靠性差；使用中远红外光源，较难使用光纤来传导测量光束，可生产性和可维护性差。
另外一种常用的烟气排放连续监测装置，与上述监测装置不同的地方是，不采用加热气体室而增加了冷凝排水预处理装置；被测烟囱或管道内的烟气经过取样装置采样后，经全程伴热管线通到冷凝排水预处理装置冷凝除水，然后送分析仪器测量各被测组分的浓度。在分析仪器前还安装了流量计，通过流量计的读数可得知取样装置、伴热气体管线等是否堵塞。然而，该种烟气排放连续监测装置存在以下不足：由于烟气中的氨气、二氧化硫、氯化氢等气体易溶于水，被测烟气中的这些气体会溶于冷凝水导致这些气体的测量浓度比真实值偏小；特别是当测量低浓度的易溶于水的气体如二氧化硫、氨气的浓度时，误差非常大。此外，该种烟气排放连续监测装置的冷凝排水预处理装置使用冷凝器、流量计和蠕动泵，成本高，可靠性差。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种成本较低、测量误差小、可靠性高、可生产性和可维护性好的烟气排放连续监测方法及其装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：本发明公开一种烟气排放连续监测方法，包括如下步骤：(1)管道内的烟气经过取样后再伴热传输到加热气体室，测量出加热气体室内至少一种第一类被测气态组分的浓度；(2)除去从加热气体室排出气体中的水分；(3)测量出除水后气体中至少一种第二类被测气态组分的浓度。
所述第一类被测气态组分是易溶于水的气体。
所述易溶于水的气体包括二氧化硫、三氧化硫、二氧化氮、氨气、氯化氢、氟化氢。
所述第一被测气态组分是气态金属或者气态金属化合物。
所述气态金属包括锌、铅或汞，而所述气态金属化合物包括氯化汞或氯化银。
所述第二类被测气态组分是难溶于水的气体。
所述第一类、第二类被测气态组分浓度使用吸收光谱技术或拉曼光谱技术或荧光光谱技术或电化学技术或顺磁技术测量。
在所述步骤(3)之前还有一过滤步骤，以过滤掉烟气中的固态/液态颗粒物。
所述步骤(2)中的除水方式为冷凝除水。
一种烟气排放连续监测装置，包括取样装置、伴热管线、加热气体室、第一测量装置，伴热管线两端连接取样装置和加热气体室，其特征在于：所述第一测量装置测量加热气体室内至少一种第一类被测气态组分的浓度；所述烟气排放连续监测装置还包括一个对从所述加热气体室排出气体进行除水的除水装置及一安装在除水装置下游测量除水后气态物质中的至少一种第二类被测气态组分浓度的第二测量装置。
所述第一测量装置、第二测量装置分别包括吸收光谱或拉曼光谱或荧光光谱或电化学或顺磁分析装置。
所述吸收光谱装置为差分光学吸收光谱分析装置，包括光源、光纤、分光器件、光电转换器、信号处理器，分析装置通过光纤与加热气体室相连，光源发出的光通过光纤引至加热气体室，穿过加热气体室中的气体后再由光纤引至分光器件分光，之后被光电转换器接收并送信号处理器分析。
所述第一测量装置设有一氧气传感器，所述第二测量装置也设有一氧气传感器。
所述除水装置包括除水罐或过滤器。
所述监测装置还包括用于抽出管道内烟气的取样泵或射流装置。
所述取样泵或射流装置前安装有压力传感器。
所述加热气体室上还安装有用于检测气体室中气体温度的温度传感器。
与现有技术相比，本发明的优点为：1、测量误差很小、精度高。由于是把管道内的烟气经取样后全程伴热到气体室，测量一些易溶于水的气体和/或一些气态金属或气态金属化合物的浓度，此时烟气中水是以蒸汽形式存在，不影响易溶于水的气体的测量精度。然后经过冷凝除水把一些易溶于水的气体除掉，剩余一些难溶于水的气体，此时温度低，便于使用吸收光谱技术或电化学方法去测量气体的浓度。2、***成本低，省掉了价格昂贵的冷凝器，降低了成本。3、通过前后两个氧气传感器的读数可得知烟气中水的含量。
【附图说明】
图1是一种烟气排放连续监测装置的结构示意图。
图2是第一测量装置的结构示意图。
图3是第二测量装置的结构示意图。
图4是一种烟气排放连续监测方法的流程示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，一种烟气排放连续监测装置，包括取样装置2、伴热管线3、加热气体室4、第一测量装置12、除水装置(如水罐6、7，储水罐14和过滤器8)及第二测量装置11，其中所述伴热管线3两端连接所述取样装置2和加热气体室4，而所述取样装置2安装在被测管道1上，所述管道1内的烟气被该取样装置2采样后经过所述伴热管线3、阀门13连接到所述加热气体室4，所述加热气体室4、阀门13安装在加热盒5内，一氧气传感器及一温度传感器(未示出)安装在所述加热气体室4内；烟气从加热气体室4中排出；所述烟气通过所述水罐6、7，储水罐14和过滤器8冷凝并除掉所述烟气中的水分，所述水罐6通过气管与所述过滤器8连接，且该水罐6还与一压力传感器9相连接；其中，所述过滤器8滤掉所述烟气中的固态/液态颗粒物，排出的气体通过气管连接到仪表柜中。
请一并参阅图1、图2及图3所示，所述第一测量装置12安装在仪表柜中，是一套应用紫外差分吸收光谱技术的测量装置，该紫外差分吸收光谱技术的测量装置是这样工作的：一紫外光源如氙灯120发出的光通过一光纤123连接到加热气体室4的一端，穿过加热气体室4内的气态组分后再通过另一光纤124与光接收装置121如分光器件和光电转换器连接，接收到的光被分光器件如光栅分光，再由光电转换器转换为电信号，之后将该电信号送第一信号处理器122分析得到至少一种第一类被测气态组分的浓度。所述第二测量装置11安装在仪表柜中，是一套应用半导体激光吸收光谱技术的测量装置，该应用半导体激光吸收光谱技术的测量装置是这样工作的：一光源如激光器110发出的光穿过气体，之后被光电转换器111接收并转换为电信号，然后将该电信号送第二信号处理器112分析并考虑到加热气体室4内的温度，从而测量除水后气态物质中的至少一种第二类被测气态组分浓度。另外，仪表柜中的气管上还安装氧气传感器。一抽气泵10安装在所述过滤器8和所述第二测量装置11之间的气路上，用于抽出管道1内的烟气。当然也可以用一安装于所述第二测量装置11后的射流装置达成同样的功能，对于此类替代已为业界现有技术所揭示，在此不再赘述。烟气从仪表柜中排出后还可以再通入气体管道内或其他分析设备上。
请一并参阅图4所示，本发明还揭示了一种烟气排放连续监测方法，其主要包括如下步骤：(1)管道内的烟气经过取样后再伴热传输到加热气体室，测量出加热气体室内至少一种第一类被测气态组分的浓度；(2)除去从加热气体室排出气体中的水分；(3)测量出除水后气体中至少一种第二类被测气态组分的浓度。
具体到本实施例，表现为上述烟气排放连续监测装置的工作过程：被测管道1内的烟气通过所述取样装置2采样后，通过所述伴热管线3通到所述加热气体室4内，仪表柜中的所述第一测量装置12测量出所述加热气体室4内至少一种第一类被测气态组分的浓度；所述第一类被测气态组分主要是那些如果不在所述加热气体室4内测量，其测量结果可能会失真的气态组分，比如氨气、二氧化硫、三氧化硫、二氧化氮、氯化氢、氟化氢等一些易溶于水的气体和温度降低后其浓度会发生变化的气态金属(如锌、铅或汞等)以及气态金属化合物(如氯化汞或氯化银等)；同时所述加热气体室4内的氧气传感器测得此时烟气中氧的含量；所述烟气从加热气体室4排出后通过所述除水装置如水罐6、7，储水罐14和过滤器8，除掉烟气中的水分和一些易溶于水的气体如氨气、二氧化硫、氯化氢、氟化氢等，并通过与所述水罐6相连接的压力传感器9测得此时气体的压力；之后通过气管通到仪表柜中，仪表柜中的气管上安装氧气传感器，测得此时气体中的氧含量；最后仪表柜中的所述第二测量装置11测量出除水后气体中至少一种第二类被测气态组分的浓度，比如一氧化碳等一些难溶于水的气体的浓度。
根据国家标准，一套烟气排放连续监测装置还要测出烟气中水的含量，这里可以通过所述加热气体室4内的氧气传感器和仪表柜中的气管上的氧气传感器的读数得到烟气中的水的含量。
必须指出，上述实施例只是对本发明作出的一个非限定性举例说明。比如在上述实施例中，对第一、第二测量装置的测量方法及其使用的装置仅仅是一个具体的特例，当然，所述第一类、第二类被测气态组分浓度也可以使用其他吸收光谱技术或拉曼光谱技术或荧光光谱技术或电化学技术或顺磁技术测量。相应地，所述第一测量装置、第二测量装置也可以分别包括拉曼光谱或荧光光谱或电化学或顺磁分析装置。但凡本领域的技术人员在没有偏离本发明的宗旨和范围下，对本发明作出各种修改、替换和变更，仍属于本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种烟气排放连续监测方法，包括如下步骤：(1)管道内的烟气经过取样后再伴热传输到加热气体室，测量出加热气体室内至少一种第一类被测气态组分的浓度；(2)除去从加热气体室排出气体中的水分；(3)测量出除水后气体中至少一种第二类被测气态组分的浓度。
2.如权利要求1所述的烟气排放连续监测方法，其特征在于：所述第一类被测气态组分是易溶于水的气体。
3.如权利要求2所述的烟气排放连续监测方法，其特征在于：所述易溶于水的气体包括二氧化硫、三氧化硫、二氧化氮、氨气、氯化氢、氟化氢。
4.如权利要求1所述的烟气排放连续监测方法，其特征在于：所述第一类被测气态组分是气态金属或者气态金属化合物。
5.如权利要求4所述的烟气排放连续监测方法，其特征在于：所述气态金属包括锌、铅或汞，而所述气态金属化合物包括氯化汞或氯化银。
6.如权利要求1所述的烟气排放连续监测方法，其特征在于：所述第二类被测气态组分是难溶于水的气体。
7.如权利要求1所述的烟气排放连续监测方法，其特征在于：所述第一类、第二类被测气态组分浓度使用吸收光谱技术或拉曼光谱技术或荧光光谱技术或电化学技术或顺磁技术测量。
8.如权利要求1所述的烟气排放连续监测方法，其特征在于：在所述步骤(3)之前还有一过滤步骤，以过滤掉烟气中的固态/液态颗粒物。
9.如权利要求1所述的烟气排放连续监测方法，其特征在于：所述步骤(2)中的除水方式为冷凝除水。
10.一种烟气排放连续监测装置，包括取样装置、伴热管线、加热气体室、第一测量装置，伴热管线两端连接取样装置和加热气体室，其特征在于：所述第一测量装置测量加热气体室内至少一种第一类被测气态组分的浓度；所述烟气排放连续监测装置还包括一个对从所述加热气体室排出气体进行除水的除水装置及一安装在除水装置下游测量除水后气态物质中的至少一种第二类被测气态组分浓度的第二测量装置。
11.如权利要求10所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于：所述第一测量装置、第二测量装置分别包括吸收光谱或拉曼光谱或荧光光谱或电化学或顺磁分析装置。
12.如权利要求11所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于：所述吸收光谱装置为差分光学吸收光谱分析装置，包括光源、光纤、分光器件、光电转换器、信号处理器，分析装置通过光纤与加热气体室相连，光源发出的光通过光纤引至加热气体室，穿过加热气体室中的气体后再由光纤引至分光器件分光，之后被光电转换器接收并送信号处理器分析。
13.如权利要求10所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于：所述第一测量装置设有一氧气传感器，所述第二测量装置也设有一氧气传感器。
14.如权利要求10所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于：所述除水装置包括除水罐或过滤器。
15.如权利要求10所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于：还包括用于抽出管道内烟气的取样泵或射流装置。
16.如权利要求15所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于：所述取样泵或射流装置前安装有压力传感器。
17.如权利要求10所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于：所述加热气体室上还安装有用于检测气体室中气体温度的温度传感器。
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