一种高温烟气中汞的取样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及高温烟气汞取样领域，特别涉及一种高温烟气中汞的取样装置。装置包括：取样枪系统，冷凝系统，烟气流量控制系统，汞测试分析系统；取样枪系统包括取样探针、取样管Ⅰ、取样管Ⅱ以及布置在取样管Ⅰ外周的冷却水系统，取样探针后接取样管Ⅰ，取样管Ⅰ后接取样管Ⅱ，取样探针包括一个尺寸逐渐变小的顶部，顶部设置进气口，进气口的内径为0.05‑0.1mm，顶部的长度为1‑3mm，取样探针的直径为0.5‑1mm，顶部从进气口到取样探针后侧，直径逐渐变大。本申请的装置，取样探针前端部设计成直径逐渐缩小的结构，气体进入该结构后，由于空间的突然变大，导致气体突然膨胀，使得高温烟气骤冷，从而使高温烟气的性质能够保持不变。

A sampling device for mercury in high temperature flue gas

【技术实现步骤摘要】
一种高温烟气中汞的取样装置
本技术涉及高温烟气汞取样领域，特别涉及一种高温烟气中汞的取样装置。
技术介绍
汞(Hg)是环境中毒性最强的重金属元素之一，它不仅会对环境产生破坏，还可以通过生物链进入人体产生更大的危害。元素汞由于其易挥发性、作用持久性、生物富集性以及能转换为毒性更强的甲基汞等特点，成为大气污染物中的主要控制对象。只有先对烟气中的汞进行取样、分析，才能低成本高效率的控制汞排放。目前来说，对高温烟气中的汞取样，很大程度上会造成取样后高温烟气中汞的性质发生变化，同时当普通的取样枪进入烟道中会扰乱烟道中烟气的流场，对烟气中汞的性质的判定带来很大的误差和干扰。以上的问题都对汞的控制过程降低成本和高效率脱除有一定的影响。
技术实现思路
针对上述问题，本申请提供一种高温烟气中汞的取样装置和方法，使取样后的汞的性质不会发生变化，并且最大可能的保证不因为取样而扰乱烟道中的流场。实现本技术目的的技术解决方案为：一种高温烟气中汞的取样装置，所述取样装置包括：取样枪系统：包括取样探针、取样管Ⅰ、取样管Ⅱ以及布置在取样管Ⅰ外周的冷却水系统，所述取样探针后接取样管Ⅰ，取样管Ⅰ后接取样管Ⅱ，所述取样探针包括一个尺寸逐渐变小的顶部，顶部设置进气口，进气口的内径为0.05-0.1mm，顶部的长度为1-3mm，所述取样探针的直径为0.5-1mm，所述顶部从进气口到取样探针后侧，直径逐渐变大；冷凝系统：设置在取样枪系统后端，用于除去烟气中的水分；烟气流量控制系统：设置在冷凝系统后端，用于调节烟气取样流量；汞测试分析系统：设置在烟气流量控制系统，用于汞含量的测试。所述取样探针尺寸逐渐变小的顶部为三角形顶部，三角形顶部的顶角角度为5-10°；所述取样探针的材质为石英。所述冷却水系统包括设置在取样管Ⅰ外周的冷却水套管、冷却水出口Ⅰ、冷却水出口Ⅱ；冷却水在冷却水进口Ⅰ、冷却水进口Ⅱ进入，在冷却水套管中流动，对取样管Ⅰ中的烟气进行冷却，冷却水从冷却水出口Ⅰ、冷却水出口Ⅱ流出。所述冷凝系统包括冷凝器。所述烟气流量控制系统包括阀门、质量流量计以及抽气泵；所述阀门后接质量流量计，质量流量计后接抽气泵。所述汞测试分析系统包括汞测试仪和控制器，所述控制器与汞测试仪连接，用于控制和调节汞测试仪、并获取汞测试仪的测量数据。所述汞测试仪为在线连续检测汞测试仪。一种利用上述的取样装置进行取样的方法，包括如下步骤：(1)使冷却水管套内充满冷却水；(2)将取样探针深入烟道中，利用抽气泵调节质量流量计进行取样，由于取样探针直径逐渐减小的顶部结构，使高温烟气迅速骤冷，依次通过取样管Ⅰ和取样管Ⅱ进入冷凝器，除去烟气中的水分；(3)经过冷凝的烟气依次通过阀门，质量流量计，抽气泵，最后进入在线连续检测汞测试仪获得测量数据，控制器对在线连续检测汞测试仪进行控制和调节。所述步骤(1)具体为：冷却水连续不断从冷却水进口和冷却水进口进入，使冷却水管套内充满冷却水，冷却水从冷却水出口以及冷却水出口流出。所述控制器与质量流量计连接，用于调节和控制质量流量计的流量；所述控制器与取样枪系统连接，用于控制和调节取样枪系统的温度。本技术与现有技术相比，其显著优点：(1)本申请提供的取样装置中，取样探针前端部设计成直径逐渐缩小的结构，气体进入该直径渐变的顶部结构后，由于空间的突然变大，导致气体突然膨胀，使得高温烟气骤冷，从而使高温烟气的性质能够保持不变。(2)本申请提供的取样装置中，在取样管外设置一个冷却水套，冷却水连续不断的通过在冷却水套中流动来冷却取样烟气以保证汞的性质不变。(3)本申请提供的取样装置，由于取样探针前设计成三角形，并且进气口内径非常之小，可以保证尽可能小的干扰烟道中的流场。(4)本申请提供的取样装置，冷凝器的存在可以出去烟气中的水分从而保护后面的精密汞测量仪器(5)本申请提供的取样装置，通过控制器来控制和调节质量流量计从而能够提高取样的精确性能。(6)本申请提供的取样装置，适用于燃煤电站烟道内部高温烟气取样，也适用于水泥窑等其他领域需要获取高温烟气中汞的情形。下面结合附图对本技术作进一步详细描述。附图说明图1本技术取样装置的结构示意图。1-三角形顶部，2-取样探针，3-冷却水进口Ⅰ，4-冷却水进口Ⅱ，5-冷却水管套，6-冷却水，7取样管Ⅰ，8-冷却水出口Ⅰ，9-冷却水出口Ⅱ，10-取样管Ⅱ，11-冷凝器，12-阀门，13-质量流量计，14-抽气泵，15-汞测试仪，16-控制器。具体实施方式本技术公开了一种高温烟气中汞的取样装置和方法。该装置利用了烟气骤冷等特性，装置包括取样枪系统，冷凝系统，烟气流量控制系统，烟气中汞测试分析系统。所述取样探针前的三角形只是各种形状中的一种，但不仅仅限制于此。本技术的高温烟气中汞的取样装置通过取样探针前的三角形解决了高温烟气取样后烟气性质会发生改变的问题；通过取样探针改变了烟气取样过程中会改变烟道中烟气的流场的问题；通过冷凝系统解决了烟气取样中的水分对精密仪器损坏的问题。结合图1，本技术提供的高温烟气中汞的取样装置，该装置包括取样枪系统，冷凝系统，烟气流量控制系统，烟气中汞测试分析系统。其中取样枪系统由包括取样探针2，取样管Ⅰ7，冷却水管套5，取样管Ⅱ10，冷却水进口Ⅰ3，冷却水进口Ⅱ4，冷却水出口Ⅰ8以及冷却水出口Ⅱ9组成；冷凝系统主要包括冷凝器11；烟气流量控制系统主要包括阀门12，质量流量计13，抽气泵14；烟气中汞测试分析系统主要包括在线连续检测汞测试仪15，控制器16。取样探针2包括取样探针前面的三角形顶部1和取样探针本体，取样探针后接取样管Ⅰ7，冷却水管套5包裹着取样管Ⅰ7，取样管Ⅰ7后接取样管Ⅱ10；取样管Ⅱ10后接冷凝器11，冷凝器11后接阀门12，阀门12后接质量流量计13，质量流量计13后接抽气泵14，抽气泵14后接在线连续检测汞测试仪15，控制器16连接在线连续检测汞测试仪15、质量流量计13和取样枪系统。本技术提供的方法包括如下步骤：步骤1、冷却水连续不断从冷却水进口3和冷却水进口4进入，从而使冷却水管套5内充满冷却水6，冷却水从冷却水出口8以及冷却水出口9出来；步骤2、将取样探针2深入烟道中，利用抽气泵14调节质量流量计13进行取样，由于取样探针特殊的结构，使高温烟气迅速骤冷，分别通过取样管7和10进入冷凝器11，除去烟气中的水分步骤3、经过冷凝的烟气依次通过阀门12，质量流量计13，抽气泵14，最后进入在线连续检测汞测试仪15获得相关需要的测量数据，其中控制器16可以对在线连续检测汞测试仪15进行控制和调节本技术装置和方法相对简单，该装置适用于燃煤电站烟道内部高温取样情况，也使用于水泥窑等需要获取高温烟气中汞的情况，系统设备简单经济。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温烟气中汞的取样装置，其特征在于，所述取样装置包括：取样枪系统：包括取样探针(2)、取样管Ⅰ(7)、取样管Ⅱ(10)以及布置在取样管Ⅰ(7)外周的冷却水系统，所述取样探针(2)后接取样管Ⅰ(7)，取样管Ⅰ(7)后接取样管Ⅱ(10)，所述取样探针(2)包括一个尺寸逐渐变小的顶部，顶部设置进气口，进气口的内径为0.05‑0.1mm，顶部的长度为1‑3mm，所述取样探针(2)的直径为0.5‑1mm，所述顶部从进气口到取样探针(2)后侧，直径逐渐变大；冷凝系统：设置在取样枪系统后端，用于除去烟气中的水分；烟气流量控制系统：设置在冷凝系统后端，用于调节烟气取样流量；汞测试分析系统：设置在烟气流量控制系统，用于汞含量的测试。

【技术特征摘要】
1.一种高温烟气中汞的取样装置，其特征在于，所述取样装置包括：取样枪系统：包括取样探针(2)、取样管Ⅰ(7)、取样管Ⅱ(10)以及布置在取样管Ⅰ(7)外周的冷却水系统，所述取样探针(2)后接取样管Ⅰ(7)，取样管Ⅰ(7)后接取样管Ⅱ(10)，所述取样探针(2)包括一个尺寸逐渐变小的顶部，顶部设置进气口，进气口的内径为0.05-0.1mm，顶部的长度为1-3mm，所述取样探针(2)的直径为0.5-1mm，所述顶部从进气口到取样探针(2)后侧，直径逐渐变大；冷凝系统：设置在取样枪系统后端，用于除去烟气中的水分；烟气流量控制系统：设置在冷凝系统后端，用于调节烟气取样流量；汞测试分析系统：设置在烟气流量控制系统，用于汞含量的测试。2.根据权利要求1所述的取样装置，其特征在于，所述取样探针(2)尺寸逐渐变小的顶部为三角形顶部(1)，三角形顶部(1)的顶角角度为5-10°；所述取样探针(2)的材质为石英。3.根据权利要求1所述的取样装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卉，沈昊天，沈畅，应展烽，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32