一种烟气中多种目标元素浓度在线监测方法以及监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种烟气中多种目标元素浓度在线监测方法及监测装置，监测方法包括：采集步骤：监测目标环境内的烟气流速；目标环境内的烟气进入采样监测管道，该管道上的流量控制累计模块根据监测到的烟气流速控制该管道内的气体流速并累计该管道内的气体流量得到气体体积数据；烟气样气再进入气体固化模块；进一步，固态吸附物质随着烟气样气一起进入滤膜富集模块；监测步骤：采集预定时间后，由监测模块监测滤膜富集模块的所有目标元素含量，并根据该目标元素含量以及气体体积数据计算得到烟气中对应的目标元素的浓度；本发明专利技术的烟气中多种目标元素浓度在线监测方法及装置，实现了对烟气中气态金属元素和颗粒态金属元素的同时监测，精确度高。

【技术实现步骤摘要】
一种烟气中多种目标元素浓度在线监测方法以及监测装置
本专利技术涉及烟气质量监测
，尤其是一种烟气中多种目标元素浓度在线监测方法以及监测装置。
技术介绍
在工业生产中所需能源，如电能、热能等，主要来自于燃料的燃烧所释放的能源；其中，燃料燃烧所造成的大气污染，以烟道排放烟气颗粒物污染最为严重；为了环保等目的，需要对排放的烟气进行监测；在现有技术中，在线监测烟气中元素浓度的方法一般为：等速采样，再用滤膜进行目标元素富集，然后通过X射线荧光光谱法监测滤膜上的元素浓度。但是，现有技术中存在以下问题：通过滤膜只能富集烟气中固态颗粒物中的元素，不能富集气体中的元素；汞在烟气中主要以气态的形态存在，一般需要对采样滤膜进行预处理使该采样滤膜具有活性，通过活性滤膜采集气态汞；制备活性滤膜通常采用碘或者硫的溶液，将滤膜浸泡在该溶液中或将该溶液喷淋到滤膜上；但是经过这种预处理后的滤膜，活性时间有限，在高温富集过程中溶液挥发会导致滤膜活性下降而无法富集气态汞；且该预处理需要碘或者硫的溶液，使用过程中需要经常更换试剂，并且产生废液，造成环境污染；因此需要寻找一种能够解决此类问题的方法。
技术实现思路
有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个，本专利技术提供了一种烟气中多种目标元素浓度在线监测方法，包括以下步骤：采集步骤：烟气流速监测模块监测烟囱烟道等目标环境内的烟气流速；目标环境内的烟气进入采样监测管道，所述采样监测管道上的流量控制累计模块根据监测到的所述烟气流速控制所述采样监测管道内的气体流速并累计所述采样监测管道内的气体流量得到气体体积数据；采集的烟气样气再进入所述采样监测管道上的含有固态吸附物质的气体固化模块；进一步，所述固态吸附物质随着烟气样气一起进入滤膜富集模块；监测步骤：采集预定时间后，由监测模块监测所述滤膜富集模块的所有目标元素含量，并根据该目标元素含量以及所述气体体积数据计算得到烟气中对应的目标元素的浓度。根据本专利
技术介绍
中对现有技术所述，现有技术中通过滤膜只能富集烟气中固态颗粒物中的元素，不能富集气体中的元素；虽然可以通过活性滤膜采集气态汞，但是制备活性滤膜通常采用碘或者硫的溶液进行预处理，经过这种预处理后的滤膜，活性时间有限，在高温富集过程中活性下降而无法富集气态汞；且会产生废液，造成环境污染；而本专利技术公开的一种烟气中多种目标元素浓度在线监测方法，通过采样探头上的烟气流速监测模块监测目标环境的流速，通过抽气泵提供动力，使烟气进入采样监测管道中，并通过流量控制累计模块控制采样监测管道内的气体流速使其与烟气流速等速以使采样结果更加准确，同时流量控制累计模块累计抽取的烟气体积获得采样体积；烟气样气进一步进入具有悬浮状态的固态吸附物质的气体固化模块中，气态金属元素被悬浮在气体固化模块中的颗粒状固态吸附物质所吸附，烟气样气中颗粒态元素保持原态；悬浮状态的固态物质随着气流一起进入滤膜富集模块并和其他颗粒状目标元素一起富集在滤膜富集模块的滤膜上；富集预定时间后，再通过X射线荧光光谱仪监测滤膜上的所有目标元素的含量，最后结合采样体积计算得到烟气中所有目标元素的含量浓度，从而实现了对气态金属元素和颗粒态金属元素的同时监测，操作方便，精确度较高。另外，根据本专利技术公开的一种烟气中多种目标元素浓度在线监测方法还具有如下附加技术特征：进一步地，所述采样监测管道为伴热采样管道。进一步地，所述固态吸附物质的粒径大于等于0.3µm，小于等于100µm。进一步地，在所述采集步骤中，所述烟气流速监测模块监测目标环境内的烟气流速；目标环境中的烟气进入采样管道，所述采样管道内的烟气样气进入所述采样监测管道，所述采样管道上的流量控制模块根据所述烟气流速控制所述采样管道内的气体流速，所述采样监测管道上的流量控制累计模块根据所述烟气流速控制所述采样监测管道内的气体流速并累计所述采样监测管道内的气体流量得到所述气体体积数据。由于烟道口高度较高，需要较长的采样管，在采样时由于烟气中含有较多颗粒物，易导致采样管发生堵塞现象，采样管较长则会增加排查堵塞部位的难度，为避免堵塞就需要将采样管的直径设计的较大，但是直径过大会导致同等流速下的采样流量更大，进而导致滤膜负载过大，发生堵塞，因此需要设置两次采样，并保证二次采样的采样监测管道直径较小，且长度较短以减少颗粒物在管路中的停留时间避免吸附沉降；在采样动力源的作用下，目标环境中的烟气经采样探头进入采样管道，采样管道中的烟气样气再进入采样监测管道。进一步地，所述采样管道为伴热采样管道。进一步地，所述固态吸附物质的产生方法为：在所述气体固化模块中反应生成所述固态吸附物质或向所述气体固化模块注入粒径大于等于0.3µm，小于等于100µm的所述固态吸附物质。优选地，在采样开始时，持续向所述气体固化模块通入反应物，并经过预定通入时间后停止，所述预定通入时间根据采样的预定时间设定。悬浮状态的固态吸附物质长时间自然条件下放置易沉降而不能随气流一起流动，因此从采样开始时，向所述气体固化模块通入反应物，通过反应物反应，生成粒径大于等于0.3µm，小于等于100µm的颗粒状固态吸附物质，此时，固态吸附物质可随气流流动，以免固态吸附物质静置较长时间，使得在采样过程中，固态吸附物质已发生沉降现象。更进一步地，所述固态吸附物质的产生方法为：向所述气体固化模块中通入均不含有目标元素的第一气体和第二气体，让所述第一气体和所述第二气体发生反应生成所述固态吸附物质。更进一步地，在采样开始时，持续向所述气体固化模块中通入均不含有目标元素的第一气体和第二气体，让所述第一气体和所述第二气体发生反应生成所述固态吸附物质，并经过预定通入时间后停止。更进一步地，所述第一气体为包含氢、氧、氮以及硫中的至少一种元素构成的物质形成的气态物质；所述第二气体为包含氢、氧、氮以及硫中的至少一种元素构成的物质形成的气态物质。更进一步地，所述第一气体为氨气，所述第二气体为臭氧。进一步地，所述目标元素为元素周期表上在Al之后、U之前的任意一种元素。更进一步地，所述气态目标元素为汞或砷，所述固态吸附物质为能够吸附汞蒸气或含砷气体的颗粒物。更进一步地，所述固态吸附物质为硝酸铵或硫酸铵。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种基于上述的烟气中多种目标元素浓度在线监测方法的烟气中多种目标元素浓度在线监测装置，其特征在于，包括：采样探头以及与所述采样探头直接或间接连接的采样监测气路，所述采样监测气路包括通过所述采样监测管道依次连接且连通的流量控制累计模块、所述气体固化模块、所述滤膜富集模块以及采样监测动力源；所述在线监测装置还包括设置在所述滤膜富集模块内的所述监测模块和用于监测目标环境的烟气浓度的所述烟气流速监测模块。另外，根据本专利技术公开的烟气中多种目标元素浓度在线监测装置还具有如下附加技术特征：进一步地，所述在线监测装置还包括采样气路，所述采样气路包括通过所述采样管道依次连接且连通的流量控制模块和采样动力源，所述采样管道的进口与所述采样探头连接且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气中多种目标元素浓度在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n采集步骤：烟气流速监测模块监测目标环境内的烟气流速；目标环境内的烟气进入采样监测管道，所述采样监测管道上的流量控制累计模块根据监测到的所述烟气流速控制所述采样监测管道内的气体流速并累计所述采样监测管道内的气体流量得到气体体积数据；采集的烟气样气再进入所述采样监测管道上的含有固态吸附物质的气体固化模块；进一步，所述固态吸附物质随着烟气样气一起进入滤膜富集模块；/n监测步骤：采集预定时间后，由监测模块监测所述滤膜富集模块的所有目标元素含量，并根据该目标元素含量以及所述气体体积数据计算得到烟气中对应的目标元素的浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种烟气中多种目标元素浓度在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集步骤：烟气流速监测模块监测目标环境内的烟气流速；目标环境内的烟气进入采样监测管道，所述采样监测管道上的流量控制累计模块根据监测到的所述烟气流速控制所述采样监测管道内的气体流速并累计所述采样监测管道内的气体流量得到气体体积数据；采集的烟气样气再进入所述采样监测管道上的含有固态吸附物质的气体固化模块；进一步，所述固态吸附物质随着烟气样气一起进入滤膜富集模块；
监测步骤：采集预定时间后，由监测模块监测所述滤膜富集模块的所有目标元素含量，并根据该目标元素含量以及所述气体体积数据计算得到烟气中对应的目标元素的浓度。


2.根据权利要求1所述的一种烟气中多种目标元素浓度在线监测方法，其特征在于，所述固态吸附物质的粒径大于等于0.3µm，小于等于100µm。


3.根据权利要求1所述的一种烟气中多种目标元素浓度在线监测方法，其特征在于，在所述采集步骤中，所述烟气流速监测模块监测目标环境内的烟气流速；目标环境中的烟气进入采样管道，所述采样管道内的烟气样气进入所述采样监测管道，所述采样管道上的流量控制模块根据所述烟气流速控制所述采样管道内的气体流速，所述采样监测管道上的流量控制累计模块根据所述烟气流速控制所述采样监测管道内的气体流速并累计所述采样监测管道内的气体流量得到所述气体体积数据。


4.根据权利要求1所述的一种烟气中多种目标元素浓度在线监测方法，其特征在于，所述采样管道为伴热采样管道。


5.根据权利要求1所述的一种烟气中多种目标元素浓度在线监测方法，其特征在于，所述固态吸附物质的产生方法为：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘召贵，栾旭东，张苏伟，李冰，张涛，
申请(专利权)人：江苏天瑞仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32