本发明专利技术公开一种湿烟气条件下可凝结颗粒物粒径演变测试系统，包括模拟烟气发生模块、颗粒物长大管、带电粒子发生器、采样装置和颗粒物检测模块，模拟烟气发生模块能够产生待测模拟烟气，待测模拟烟气进入颗粒物长大管，同时通过带电粒子发生器向颗粒物长大管内通入带电粒子，待测模拟烟气与带电粒子接触后，烟气中的硫酸雾、硫酸铵、有机胺等可凝结颗粒物在长大管内在凝结、碰撞、团聚作用下粒径分布发生改变。通过采用装置采集烟气并通过颗粒物检测模块对采集的烟气进行检测，可对烟气中可凝结颗粒物粒径以及粒径分布进行测试，具有适用条件广、测试精度高、可靠性强的特点。本发明专利技术还提出一种湿烟气条件下可凝结颗粒物粒径演变测试方法。变测试方法。变测试方法。
【技术实现步骤摘要】
湿烟气条件下可凝结颗粒物粒径演变测试系统及测试方法
[0001]本专利技术涉及工业湿烟气污染物排放控制领域，特别是涉及一种湿烟气条件 下可凝结颗粒物粒径演变测试系统及测试方法。
技术介绍
[0002]化石燃料排放的污染物是造成我国严重雾霾的重要原因之一，在烟气污染 物超低排放的重大需求下，我国在燃烧源污染物脱除理论与技术方面均取得了 重要突破，电力、钢铁等行业的常规污染物已实现超低排放(如PM<5mg/m3， SO2<35mg/m3，NOx<50mg/m3等)。然而，近年来湿法脱硫后的硫酸雾、硫 酸铵等气溶胶排放造成的蓝色黄色“有色烟羽”问题逐渐凸显。除此之外，作 为最具工业应用潜力的CO2捕集技术，在有机胺湿法吸收CO2过程中暴露出 显著的有机胺气溶胶排放问题，有机胺排放进入大气造成的环境污染已经引起 了广泛关注。
[0003]以上现象中的共性问题在于，湿烟气条件下SO3、硫酸铵、有机胺等冷凝 形成了大量的超细粒径、超高浓度的可凝结颗粒物。目前现有的排放标准仅考 虑了飞灰等可过滤颗粒物的排放控制，对硫酸雾、硫酸铵、有机胺等可凝结颗 粒物缺乏相应的控制标准，与飞灰等可过滤颗粒物相比，可凝结颗粒物的控制 难度更大。
[0004]目前，可凝结颗粒物的控制主要靠现有污染物控制装备的协同控制作用， 如布袋除尘器、低温电除尘器和湿法脱硫塔。随着湿式静电除尘器的推广应用， 湿式静电除尘器对硫酸雾等可凝结颗粒物的控制研究取得了一定进展。然而对 于有机胺气溶胶的控制，目前尚处于起步阶段。传统水洗方法能有效控制有机 胺气态排放，但对有机胺气溶胶的控制效果较差。惯性除雾器对大粒径有机胺 气溶胶颗粒的控制效果好，但对小颗粒脱除效率低。湿式电除尘、蒸汽注入等 方法对气溶胶颗粒的脱除有较好的效果，但受限于亚微米的粒径范围导致脱除 成本较高。
[0005]颗粒团聚长大使颗粒物粒径长大是提高颗粒物脱除效率的有效方法，所以 电凝并、相变凝结、声波团聚、化学团聚等方法应运而生，但目前的研究基本 属于“类黑箱”的研究方法，即只关注团聚方法应用前后对脱除效率的强化效 果，由于缺乏对中间粒径演变过程的了解，目前设计上依然存在较大局限。现 有技术通过数值模拟可以一定程度上对颗粒粒径的演变过程进行仿真，但模拟 仿真的精度较差。因此，通过实验的方法对可凝结颗粒物粒径进行测量并进而 获得粒径演变参数是未来可凝结颗粒物排放控制的必要前提，也是本领域技术 人员亟需解决的难题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种湿烟气条件下可凝结颗粒物粒径演变测试系统 及测试方法，以解决上述现有技术存在的无法精准仿真可凝结颗粒粒径的演变 过程并获取相关演变参数的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供一种湿烟气条件下可凝结颗粒物粒径演变测试系统，包括：
[0009]颗粒物长大管，所述颗粒物长大管的两端分别设置烟气进口和烟气出口；
[0010]模拟烟气发生模块，其包括沿气流走向依次连接的热风箱和气体发生器， 所述气体发生器能够生成三氧化硫(SO3)和/或氨气(NH3)，并将产生的所 述三氧化硫和/或所述氨气排入由所述热风箱排出的热气流内，形成待测模拟 烟气；所述模拟烟气发生模块连接于所述烟气进口，以将所述待测模拟烟气排 入所述颗粒物长大管内；
[0011]带电粒子发生器，所述带电粒子发生器包括带电粒子释放件和电源，所述 带电粒子释放件与所述电源电连接，以释放带电粒子；所述带电粒子经载气输 送至所述烟气进口，以和排入所述颗粒物长大管的所述待测模拟烟气混合；
[0012]采样装置，所述采样装置连接于所述颗粒物长大管的侧壁，用于多方位采 集所述颗粒物长大管内的所述待测模拟烟气；
[0013]颗粒物检测模块，所述颗粒物检测模块与所述采样装置连接，能够对采集 的所述待测模拟烟气内的可凝结颗粒物的粒径以及粒径分布进行测试。
[0014]可选的，所述烟气进口设置有烟气湿度计和烟气温度计。
[0015]可选的，所述烟气出口沿气流走向依次连接有烟气流量计和引风机。
[0016]可选的，还包括气流混合模块，所述气流混合模块包括汇流管、烟气引入 管和载气喷射管，所述汇流管的一端连接所述烟气引入管和所述载气喷射管， 所述汇流管的另一端连接所述烟气进口；其中：
[0017]所述烟气引入管包括烟气引入管内管和烟气引入管外管，所述烟气引入管 内管与所述汇流管对接，所述烟气引入管外管密封套装于所述烟气引入管内管 的外周；所述烟气引入管外管与所述模拟烟气发生模块连接，所述烟气引入管 内管的侧壁开设若干进气孔，所述进气孔用于将所述待测模拟烟气引入所述汇 流管；
[0018]所述载气喷射管套设于所述烟气引入管内管的内圈，所述载气喷射管的一 端连接所述带电粒子释放件，另一端设置载气喷射口，以将所述带电粒子排入 所述汇流管内。
[0019]可选的，所述载气喷射口低于所述烟气引入管内管设置。
[0020]可选的，所述烟气引入管内管上所述进气孔的开孔率为30％～50％。
[0021]可选的，所述载气的流量不大于所述待测模拟烟气的流量的5％；所述载 气中的颗粒物浓度低于103/cm3。
[0022]可选的，所述载气喷射管的上游连接有精细过滤器，以将所述载气过滤至 颗粒物浓度低于103/cm3。
[0023]可选的，所述模拟烟气发生模块还包括飞灰发生器，所述飞灰发生器沿气 流走向设置于所述气体发生器的下游，用于向所述待测模拟烟气中排入飞灰。
[0024]可选的，所述带电粒子释放件为高压电极，所述电源为直流高压电源。
[0025]可选的，所述高压电极为针状电极。
[0026]可选的，所述采样装置为采样探枪或采样探针。
[0027]可选的，还包括液相吸收装置，所述液相吸收装置连接于所述模拟烟气发 生模块与所述烟气进口之间，能够调节所述待测模拟烟气的湿度。
[0028]可选的，所述采样装置为可伸缩采样探枪；所述颗粒物长大管的侧壁沿其 轴向间隔布置有多个所述可伸缩采样探枪，采样时多个所述可伸缩采样探枪伸 进所述颗粒物长
大管内的长度不完全相同。
[0029]可选的，多个所述可伸缩采样探枪沿所述颗粒物长大管的轴向均匀间隔分 布。
[0030]可选的，所述颗粒物长大管的侧壁设置有5个所述可伸缩采样探枪，5个 所述可伸缩采样探枪沿程(气流走向或所述颗粒物长大管的轴向)自上而下依 次设置在h＝0(所述颗粒物长大管的顶端)、h＝1/5H、h＝2/5H、h＝3/5H、h＝4/5H、 h＝H(所述颗粒物长大管的底端)处，其中，H为所述颗粒物长大管的轴向总 长度。对应的，按照自上而下的顺序，5个所述可伸缩采样探枪的沿所述颗粒 物长大管的径向采样位置(即伸进所述颗粒物长大管内的长度)分别为r＝0(紧 贴所述颗粒物长大管的一侧内壁)、r＝1/5R、r＝2/5R、r＝3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种湿烟气条件下可凝结颗粒物粒径演变测试系统，其特征在于，包括：颗粒物长大管，所述颗粒物长大管的两端分别设置烟气进口和烟气出口；模拟烟气发生模块，其包括沿气流走向依次连接的热风箱和气体发生器，所述气体发生器能够生成三氧化硫和/或氨气，并将产生的所述三氧化硫和/或所述氨气排入由所述热风箱排出的热气流内，形成待测模拟烟气；所述模拟烟气发生模块连接于所述烟气进口，以将所述待测模拟烟气排入所述颗粒物长大管内；带电粒子发生器，所述带电粒子发生器包括带电粒子释放件和电源，所述带电粒子释放件与所述电源电连接，以释放带电粒子；所述带电粒子经载气输送至所述烟气进口，以和排入所述颗粒物长大管的所述待测模拟烟气混合；采样装置，所述采样装置连接于所述颗粒物长大管的侧壁，用于多方位采集所述颗粒物长大管内的所述待测模拟烟气；颗粒物检测模块，所述颗粒物检测模块与所述采样装置连接，能够对采集的所述待测模拟烟气内的可凝结颗粒物的粒径以及粒径分布进行测试。2.根据权利要求1所述的湿烟气条件下可凝结颗粒物粒径演变测试系统，其特征在于，还包括气流混合模块，所述气流混合模块包括汇流管、烟气引入管和载气喷射管，所述汇流管的一端连接所述烟气引入管和所述载气喷射管，所述汇流管的另一端连接所述烟气进口；其中：所述烟气引入管包括烟气引入管内管和烟气引入管外管，所述烟气引入管内管与所述汇流管对接，所述烟气引入管外管密封套装于所述烟气引入管内管的外周；所述烟气引入管外管与所述模拟烟气发生模块连接，所述烟气引入管内管的侧壁开设若干进气孔，所述进气孔用于将所述待测模拟烟气引入所述汇流管；所述载气喷射管套设于所述烟气引入管内管的内圈，所述载气喷射管的一端连接所述带电粒子释放件，另一端设置载气喷射口，以将所述带电粒子排入所述汇流管内。3.根据权利要求1或2所述的湿烟气条件下可凝结颗粒物粒径演变测试系统，其特征在于，所述载气的流量不大于所述待测模拟烟气的流量的5％；所述载气中的颗粒物浓度低于103/cm3。4.根据权利要求1所述的湿烟气条件下可凝结颗粒物粒径演变测试系统，其特征在于，所述模拟烟气发生模块还包括飞灰发生器，所述飞灰发生器沿气流走向设置于所述气体发生器的下游，用于向所述待测模拟烟气中排入飞灰。5.根据权利要求1所述的湿烟气条件下可凝结颗粒物粒径演变测试系统，其特征在于，还包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨正大，郑成航，高翔，姜烨，林日亿，王新伟，张立强，杨洋，周灿，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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