本发明专利技术涉及一种煤或生物质燃烧烟气污染物综合测试装置及方法，包括助燃气体供给与调控系统、高温管式炉系统、管线系统、烟气污染物分析系统，所述助燃气体供给与调控系统通过管线系统的前端耐高温可拆卸法兰连接高温管式炉系统，高温管式炉系统通过管线系统的后端耐高温可拆卸法兰连接烟气污染物分析系统，用于同时实现煤、生物质或煤与生物质混燃过程气态和颗粒污染物排放特性的一体化测试。本发明专利技术能够一次性全面综合的测量煤或生物质燃烧烟气中各污染物排放特性，经济有效，减少多次测量的误差，可广泛应用于能源、环境、化工等科学与工程等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种燃烧污染物排放监测与控制装置，涉及一种。
技术介绍
根据1989-2013年中国环境状况公报，由工业源包括燃料燃烧引起的大气污染是我国大气的主要来源，其中S0X、NOx、颗粒物(PM)等是主要大气污染物，对自然环境和人体健康造成了极大危害。鉴于燃烧源大气污染对整体大气环境质量、排放和污染的贡献，燃烧污染物的排放、监测与控制日趋紧迫。从宏观政策法规和标准体系的层面，为了改善大气环境质量和防治大气污染物，促进技术进步和可持续发展，环保部先后更新发布了《中华人民共和国环境保护法》(2015年I月I日施行)、《中华人民共和国大气污染防治法(修订草案)》、《环境空气质量标准GB 3095-2012》以及《火电厂最新排放标准GB 13223-2011》等法规标准来控制或规范燃烧污染物的阈值。作为重要的能源，以煤为代表的化石能源以及以生物质为代表的一类可再生能源在我国当前能源结构中占有相当比重，以燃烧的方式对其进行能源化利用仍是目前的主要利用方式。但是，燃烧过程中不可避免的排放燃烧污染物，而且燃烧污染物的排放特性及成分、含量是对其评估和控制的前提和基础，实时在线监测的结果可以发现燃烧过程中污染物的具体排放规律，能为相应的防治措施的制定提供有效的监测数据。目前主要通过沉降炉系统、管式炉系统、热重分析系统、流化床系统模拟实际燃烧过程，对污染物排放进行监测。但以上实验系统均为燃烧过程中的单一或某一类污染检测，不能够实现烟气污染物与颗粒污染物的同步测量，对污染物的监测不全面。例如，利用高温沉降炉系统中通过LPI仅研究不同气氛下混煤燃烧的颗粒物排放特性，或者仅在管式炉、恒温系统或流化床系统中通过烟气分析仪研究煤或生物质燃料的排放特性或添加剂对气态污染物NOdP SO 2排放特性的影响。但上述的研究方法与系统只能对烟气中所含污染物中的某一种或某一类进行监测，不能够一次性的实现全面综合的测量煤或生物质燃烧烟气中各污染物排放特性，这就导致了研究整体的不同步性和不完善性。为实现燃烧过程中多污染物的综合监测，常规污染物监测方法需要多次实验、多套系统来分步完成。这就延长了测试周期，增加了大量的人力物力资源消耗，且多次测量由系统、操作造成的误差使得多次测量的实际结果并非为同一工况的同步值。一般的管式炉实验中刚玉管两端采用普通的法兰，添加燃料后需要较长的时间来实现刚玉管两端采用连接与密封。这就会引起燃烧初始段实际供气量的误差，从而导致的最终实验结果误差增大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:针对以上
技术介绍
存在的问题，提供一种煤或生物质燃烧烟气污染物的综合测试装置及方法，能够解决单一污染物研究的不全面性与不同步性以及多次实验造成的实验周期长、人力物力投资大、多次测量不同种类污染物的实验值不同步等问题，该装置所需气体切换方便，在线pm1(]/pm2.5颗粒分析仪前增设的水冷与惰性气体稀释系统，有效的扩大了颗粒分析仪的监测范围，使其能够更加广泛的用于不同燃料燃烧污染物的监测领域。本专利技术是通过以下具体技术方案实现的: 一种煤或生物质燃烧烟气污染物综合测试装置，包括助燃气体供给与调控系统、高温管式炉系统、管线系统、烟气污染物分析系统，所述助燃气体供给与调控系统通过管线系统的前端耐高温可拆卸法兰连接高温管式炉系统，高温管式炉系统通过管线系统的后端耐高温可拆卸法兰连接烟气污染物分析系统，用于同时实现煤、生物质或煤与生物质混燃过程气态和颗粒污染物排放特性的一体化测试。所述的助燃气体供给与调控系统包括空气或富氧气体钢瓶、附件减压阀以及流量计，空气或富氧气体钢瓶出气口连接附件减压阀和流量计，实现流量调控。所述的高温管式炉系统包括包含自动程序升温控制卧式管式炉、高温陶瓷管以及燃料陶瓷舟，高温陶瓷管置于自动程序升温控制卧式管式炉内，通过自动程序升温控制卧式管式炉的自动程序升温控制来实现燃烧温度精准控制。所述的烟气污染物分析系统包括同时在线监测SOjP NOx的烟气分析仪和在线PM1Q/PM2.5颗粒分析仪。所述高温陶瓷管前端与前端耐高温可拆卸法兰连接，后端通过后端耐高温可拆卸法兰和连接管路分别连接烟气污染物分析系统的烟气分析仪和颗粒分析仪，用于燃烧烟气污染物浓度在线实时监测。所述烟气分析仪和颗粒分析仪前端增设惰气引入系统，所述颗粒分析仪前端增设烟气螺管水冷系统，用于满足高烟气污染物的稀释或降温以便达到仪器的浓度监测量程和要求；所述颗粒采样仪内置颗粒采样膜片，用于所收集颗粒进行SEM形貌及XRD/EDX理化特性分析。—种煤或生物质燃烧烟气污染物综合测试方法，首先打开自动程序升温控制卧式管式炉的自动温控程序，设定好温控程序后开始运行程序，待炉膛内温度达到预设值后，开启助燃气体供给与调控系统中的气体钢瓶及其附件减压阀通过流量计调节气流，使得气体流量满足预定值，持续加热10分钟，使得高温陶瓷管中心温度与炉膛温度一致且保持恒定；将颗粒采样仪内置颗粒采样膜片装入在线PM1(]/PM2.5颗粒分析仪中，打开烟气污染物分析系统中的SOjP 烟气分析仪、在线PM 1(:/PM2.5颗粒分析仪完成仪器归零及相关参数的设定，并开启监测；将燃料煤或生物质或煤与生物质混合物试样迅速推入高温陶瓷管，开始计时并迅速连接后端可拆卸的法兰，开始测量；待燃烧污染物排放值趋于零时再次计时，然后打开后端可拆卸法兰，取出盛放燃料的容器；停止烟气分析仪、在线PM1(]/PM2.5颗粒分析仪的测量，导出PC端获得的实验数据，更换内置颗粒采样膜片后重复前面操作流程。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是: (I)合理地设计了监测系统使得燃烧后烟气分别单相连接至烟气分析仪和颗粒分析仪进行燃烧烟气污染物浓度在线同步实时监测，相比于多次实验缩短了实验周期，减少了人力物力资源的投入，降低了实验误差。(2)颗粒分析仪前端增设惰气引入以及螺管水冷系统，能够满足高浓度颗粒污染物的稀释及降温从而达到仪器的浓度监测量程和要求。加入内置颗粒采样膜片，可对所收集颗粒进行SEM形貌及XRD/EDX理化特性分析。(3)自行设计的法兰装置，能够实现灵活、快速密封，耐用性与密封性良好，能够保证实验数据的可靠性。(4)能一次性全面综合的测量煤或生物质燃烧烟气中各污染物排放特性，经济有效，减少多次测量的误差，可检测的燃料范围广，可广泛应用于能源、环境、化工等科学与工程等领域。【附图说明】图1本专利技术测试方法、装置及流程示意图； 图2本专利技术采用的新型高温陶瓷管与法兰连接整体示意图及放大剖面图； 图3本专利技术实施例:S02、NOx实时排放监测曲线图； 图4本专利技术实施例:PM1(]、PM2.5实时排放监测曲线图。【具体实施方式】下面结合具体实施案例，进一步阐述本专利技术。如图1所示，本专利技术的煤或生物质燃烧烟气污染物的综合测试装置，主要包括:助燃气体供给与调控系统1、高温管式炉系统2、管线系统3、烟气污染物分析系统4。助燃气体供给与调控系统I通过管线系统3的前端耐高温可拆卸法兰31连接高温管式炉系统2，高温管式炉系统2通过管线系统3的后端耐高温可拆卸法兰32连接烟气污染物分析系统4。助燃气体供给与调控系统包含空气或富氧气体钢瓶及其附件减压阀11、流量计12。高温管式炉系统包含自动程序升温控制卧式管式炉21、高温本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤或生物质燃烧烟气污染物综合测试装置，包括助燃气体供给与调控系统(1)、高温管式炉系统(2)、管线系统(3)、烟气污染物分析系统(4)，其特征在于：所述助燃气体供给与调控系统(1)通过管线系统(3)的前端耐高温可拆卸法兰(31)连接高温管式炉系统(2)，高温管式炉系统(2)通过管线系统(3)的后端耐高温可拆卸法兰(32)连接烟气污染物分析系统(4)，用于同时实现煤、生物质或煤与生物质混燃过程气态和颗粒污染物排放特性的一体化测试。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵兵涛，刘旺，张航，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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