申请/专利权人：复旦大学

申请日：2020-10-16

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN112394013B

主分类号：G01N15/06

分类号：G01N15/06;G01N25/14;B08B9/032

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2021.03.12#实质审查的生效;2021.02.23#公开

摘要：本发明属于环保技术领域，具体为一种工业源排放的气溶胶前体物在线测量系统及方法。本发明系统分为三个部分：在线测量部分、管道清扫部分、自动控制部分；具体包括：颗粒物过滤器，高温进气管，2个洗涤液罐，抽气泵，冷却水泵、2个洗涤液泵，冷凝器，冲击瓶，冷却水仪，盐度测量仪，液体流量计，气体流量计，氮气钢瓶，以及连接管路、控制阀门和计算机控制程序等；在线测量部分测得工业源排放的气溶胶前体物浓度Cg；在完成一次测量后，由管道清扫部分对管路进行清洗，去除残留有机物和无机物；自动控制部分由计算机通过控制程序控制系统的工作过程。本发明系统占地面积小，投资费用低，维护简便，改造方便，适用性强。

主权项：1.一种工业源排放的气溶胶前体物自动检测方法，其特征在于，基于一种工业源排放的气溶胶前体物自动检测系统，该系统分为三个部分：在线测量部分、管道清扫部分、自动控制部分；具体包括：与烟囱（1）相连的是颗粒物过滤器（2），用于过滤烟囱（1）中输送过来的烟气中固态颗粒物；与颗粒物过滤器（2）相连的进气管（3），使过饱和高温烟气进入冷凝器之前始终保持气态；与进气管（3）相连的冷凝器（9），用于快速降低从进气管（3）过来的高温烟气温度，使含盐液滴冷凝析出；与冷凝器（9）上口相连的冲击瓶（10），该冲击瓶（10）一方面使烟气温度进一步降低，另一方面使冷凝析出的液滴在惯性力的作用下，冷凝液滴富集到冲击瓶底部并流进盐度测量仪；与冷凝器（9）上口相连的氮气钢瓶（16），氮气钢瓶（16）内盛放氮气，用于对管路吹扫、干燥；与冲击瓶（10）相连的冷却水仪（11），用于冷却水降温，使冷却水温度在0-30℃范围内可调；与冲击瓶（10）底部相连的盐度测量仪（12），用于测量冷凝液的盐度；与盐度测量仪（12）相连的液体流量计（13），用于测量冷凝液的流量；与冲击瓶（10）上部连接的气体流量计（14），用于测量烟气的流量；与气体流量计（14）相连的抽气泵（15），用于为抽取烟气提供动力；W2洗涤液罐（4），用于盛放W2洗涤液，W2洗涤液为易挥发性的有机溶剂，用于去除管路中残留的有机盐；W3洗涤液罐（5），用于盛放W3洗涤液，W3洗涤液为去离子水，用于去除管路中残留的无机盐；与W2洗涤液罐（4）相连的W2洗涤液泵（7），用于抽取W2洗涤液依次进入高温进气管竖直段DF段、冷凝器管程、冲击瓶和盐度测量仪管程，去除残留在管壁的有机盐分；与W3洗涤液罐（5）相连的W3洗涤液泵（8），用于抽取W3洗涤液依次进入高温进气管竖直段DF段、冷凝器管程、冲击瓶和盐度测量仪管程，去除残留在管壁的有机盐分；与冷凝器（9）相连的冷却水泵（6），用于将冷却水仪（11）中的冷却水泵入冷凝器（9）壳程下部的入水口，为冷凝器壳程提供冷却水；系统管路上还设置V1—V5阀门；V1—V5阀门均为电磁阀；其中：V1阀门（18）连接在管路BC上，管路BC为进气管（3）上引出的管路，B为管路BC与进气管（3）的连结点；V1阀门（18）用于控制管路BC是否为通路，即控制烟气是否可以返回烟囱；V2阀门（19）设置在进气管（3）的管路BD段上，D为进气管（3）与冷凝器（9）上方连通管的连结点，V2阀门（19）用于控制管路BD是否为通路，即控制高温烟气是否可以进入冷凝器（9）；V3阀门（20）设置在管路DF上，F为冷凝器（9）上方与W2洗涤液罐、W3洗涤液罐进液管路的交汇点，V3阀门（20）用于控制管道DF是否为通路，即控制洗涤液是否可以流进管道DF、冷凝器（9）以及之后的管路；V4阀门（21）设置在管路DG上，G为进气管（3）与氮气钢瓶（16）出口的连结点，V4阀门（21）用于控制管道DG是否为通路，即控制氮气是否可以用于对冷凝管路吹扫干燥；V5阀门（22）设置在盐度测量仪（12）与液体流量计（13）之间，靠近盐度测量仪（12）出水口处，用于控制排液管路是否为通路，即控制冷凝液和洗涤液是否可以流出管道；还包括计算机，计算机通过控制程序和控制面板控制检测系统的工作过程；该方法具体步骤为：（一）在线测量：在抽气泵（15）的作用下，烟囱（1）中过饱和高温烟气经过颗粒物过滤器（2）过滤，烟气中颗粒物被去除，然后进入进气管（3），控制进气管（3）管壁温度为120-130℃，使烟气保持气态，不在管路中附着残留；过饱和高温烟气进入冷凝器（9），经过冷凝后，温度烟气迅速降低，气体在冷凝器中冷凝形成液滴，液滴进入冲击瓶（10），在进入冲击瓶（10）的过程中，烟气温度进一步降低，液滴粒径进一步增加，在惯性力作用下，液滴被冲击瓶捕集在瓶底富集，并流进盐度测量仪（12），得到盐度值；测量完盐度的液体经液体流量计（13），得到液体流量值，然后排出；与此同时，气体夹带极少量液体从冲击瓶（10）上部的排气口流出经气体流量计（14），得到气体流量值，气体由抽气泵（15）抽气排出；工业源排放的气溶胶前体物浓度Cg的计算公式为：Cg=K*Vw*CwVg；其中，Vw为冷凝液体积读数，Cw为冷凝液盐度读数，Vg为气体抽取体积读数，K为经验常数；（二）管道清洗：当盐度测量仪（12）完成对冷凝液盐度一次测量后，W2洗涤液泵（7）工作，将W2洗涤液罐（4）中W2洗涤液抽进管路，并完成对管路的清洗；清洗一段时间后W2洗涤液泵（7）停止工作；然后W3洗涤液泵（8）工作，抽取W3洗涤液罐中的W3洗涤液进入管路，对管路进行清洗，清洗一段时间后，W3洗涤液泵（8）停止工作；W2洗涤液和W3洗涤液均从冲击瓶（10）底部，流经盐度测量仪（12）、液体流量计（13）后排出；然后V4阀门（21）开启，氮气钢瓶（16）中氮气进入管路，对洗涤后潮湿的管路吹扫干燥，一段时间后V4阀门（21）关闭。

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