[发明专利]一种气态污染物多点矩阵混合采样装置、及其采样方法和反吹维护方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体颗粒物或气态污染物监测技术领域，特别是涉及一种用于电力、石油和化工排气的固体颗粒物或气态污染物在线监测装置。

背景技术

目前，所有高温含尘烟气气态污染物监测系统的采样装置均采用单点取样方式，该采样方式设计的使用环境和条件是在均匀流场或相对均匀的流场条件下可采集到待测烟气，且该样气的成分可代表该均匀流场截面的浓度。

但由于国内大多数待测烟气管道由于工艺和空间限制等原因，烟道布置复杂、空间狭小、直管段较短，很难达到均匀流场或相对均匀流场的直管段测量条件（《固定污染源排气中固体颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T16157-1996）要求采样测量截面前应有6倍当量直径的直管段长度，测量截面后应有3倍当量直径的直管段长度）。目前各类电站、锅炉、建材等行业的烟气排放烟道几乎均未达到上述国标规定的采样条件，这种单点采样方式相对于大截面烟道流场的复杂和紊乱的实际情况，其采样布点的偶然性很大，由其取出的样气更无法代表烟道该截面气态污染物的平均浓度，造成烟气气态污染物浓度测量数据误差较大，已无法满足环保部门相关标准对烟气气态污染物在线监测的要求，也无法作为对排污企业进行排污费征收的合法依据。

当前出现了各类将前端探杆开多孔或是异型探杆，实际仍然使用一套探头的“多点采样装置”，该类型采样同样存在诸多限制。例如，采样管管内压力限制，采集样气仅会通过最接近探头端的采样孔进入，其余采样孔几乎不参于烟气采集。同时，因后端探头管径固定，前端增加取样孔后增加了管道内粉尘堵塞的概率。

现有高温烟气探头均采用电阻丝温度加热，能耗较高且探头温控必须要就地安装，安装地点温度常年处于60℃—80℃，不利于电子元件的使用，降低元件使用寿命。

另外，现有探头滤芯反吹仅仅是从单侧反吹，即由内管向外侧反吹，由于烟气中含尘量较大，而烧结滤芯难以通过高压气体将内部灰尘吹出。

发明内容

针对上述单点烟气采样不具有代表性的问题，通过在同一截面上均匀布置多套高温采样探头，采集烟道截面各部位烟气样气，通过180℃高温伴热管线送入后端混合箱内混合，再送入CEMS分析柜中，得到该烟道截面的烟气混合平均浓度，可以获得合理并具有代表性的烟道截面平均烟气浓度。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下具体技术方案：

一种气态污染物多点矩阵混合采样装置，包括烟气烟道，在所述烟气烟道的管壁外侧沿管道同一截面均匀布置多套高温采样探头，通过180℃高温伴热管线送入后端混合箱内混合后，再送入分析柜中；每套高温采样探头包括：

探杆，所述探杆伸入烟气烟道内部将采集的高温烟气送入高温采样探头内部，探杆的前端设有第一滤芯，且采样口背对迎风面设置；

壳体，所述壳体上设有与探杆尾端连接的高温烟气进口；

二次过滤装置，所述二次过滤装置设置在所述壳体内位于高温烟气进口处，用于对进入高温采样探头内部的高温烟气进行二次过滤，包括一与高温烟气进口相连通的密封腔体，所述密封腔体内内衬设置有第二滤芯，第二滤芯的外侧壁和密封腔体的腔壁之间具有隔腔；

密封腔体的腔壁内部设有与第二滤芯内腔相连通的样气通道；

所述隔腔的容积小于所述第二滤芯内腔的容积；

反吹盘管，盘绕设置在所述密封腔体的外壁上，其一端通过反吹控制阀与反吹气装置连接，另一端通过一三通接头分别与密封腔体内的所述隔腔、以及样气通道相连；

样气采集管，其一端与密封腔体内的所述样气通道连通，另一端通过伴热管线与烟气混合箱连接，样气采集管上设有气动阀；

所述伴热管线包括多段伴热管单元，每段伴热管单元上设置多级温控节点，每个温控节点内均设有温度传感器。

所述壳体的内壁设有对壳体内部进行加热的加热电阻丝。

所述第一滤芯是孔径为5μm—2μm的烧结金属过滤网；所述第二滤芯是孔径为1μm的烧结陶瓷过滤滤芯。

每个反吹气路均设有气包。

所述混合箱包括箱体、多路样气进气管道以及混合样气出气管道，其中，多路所述样气进气管道的一端设置于箱体的外部，与样气采集管的出口端通过伴热管线相连，多路样气进气管道的另一端伸入箱体内部并与设置于箱体内部的混合室连接，所述混合室内设有用于对多路烟气进行混合的导流通道，导流通道的出口端连接所述混合样气出气管道一端连接，混合样气出气管道的另一端与分析柜连接。

所述混合箱每路样气进气管道的进气口处均安装有针状流量计和球阀。

混合箱内部设有供热装置。