石膏雨成分在線監(jiān)測(cè)分析方法及儀器技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公布了一種石膏雨成分在線監(jiān)測(cè)分析方法及儀器，涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。所述的在線監(jiān)測(cè)分析方法包括進(jìn)紙、測(cè)量空白濾紙、采集樣氣、測(cè)量含石膏雨成分的濾紙、計(jì)算樣氣中石膏雨成分的質(zhì)量濃度；所述的在線監(jiān)測(cè)分析儀器包括檢測(cè)單元、采樣單元、傳輸單元。本發(fā)明專利技術(shù)為在線監(jiān)測(cè)煙氣中石膏雨成分的濃度，便于采取措施減少煙氣中石膏雨成分的排放，從而減少環(huán)境污染；而且，該監(jiān)測(cè)分析方法及儀器可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集、監(jiān)測(cè)、計(jì)算、輸出，采樣頻率高，測(cè)量時(shí)間短、精度高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)
，尤其涉及一種石膏雨成分在線監(jiān)測(cè)分析方法及儀器。
技術(shù)介紹
長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)二氧化硫(SO2)的排放量都在2000萬(wàn)噸左右，排在世界第一位。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國(guó)開(kāi)始加速對(duì)環(huán)境污染的治理。2013年9月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，要求“加快重點(diǎn)行業(yè)脫硫、脫硝、除塵改造工程建設(shè)。所有燃煤電廠、鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)機(jī)和球團(tuán)生產(chǎn)設(shè)備、石油煉制企業(yè)的催化裂化裝置、有色金屬冶煉企業(yè)都要安裝脫硫設(shè)施，每小時(shí)20蒸噸及以上的燃煤鍋爐要實(shí)施脫硫。”截止2008年底，我國(guó)已投產(chǎn)煙氣脫硫機(jī)組3.97億千瓦，我國(guó)已投產(chǎn)煙氣脫硫機(jī)組3.97億千瓦，全國(guó)火電廠已投運(yùn)煙氣脫硫機(jī)組容量占全國(guó)燃煤機(jī)組容量的66％，其中90％以上采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝。目前，大部分火力發(fā)電廠的脫硫系統(tǒng)采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝，取消了氣氣換熱器(GGH)裝置，直接將凈煙氣從煙囪排出，煙囪采用內(nèi)襯防腐材料，形成“濕煙囪”排放的方案。無(wú)GGH裝置的脫硫系統(tǒng)投產(chǎn)后，雖有效地避免了GGH的堵塞問(wèn)題，但由于“濕煙囪”無(wú)煙氣再熱措施，排煙溫度較低，吸收塔出口帶有飽和水的凈煙氣在排出過(guò)程中部分冷凝形成液滴，煙氣自煙囪口排出后不能有效地抬升、擴(kuò)散到大氣中，導(dǎo)致取消GGH裝置后煙氣不能迅速消散，特別是當(dāng)?shù)貐^(qū)溫度、氣壓較低或在陰霾天氣的時(shí)間段，煙氣中攜帶的粉塵及液滴聚集在煙囪附近，落到地面形成“石膏雨”，對(duì)電廠及周邊環(huán)境產(chǎn)生污染，甚至腐蝕設(shè)備?！笆嘤辍钡某煞趾蠸O2、SO3等酸性物質(zhì)，PH值一般在4.5—5.8左右，具有較強(qiáng)的腐蝕性；“石膏雨”還含有大量的CaSO3、CaSO4以及飛灰等固體物質(zhì)，因此，“石膏雨”對(duì)周圍環(huán)境具有很大的影響。降落的“石膏雨”會(huì)使土壤酸化，致使有毒的重金屬離子從土壤中釋出，造成魚(yú)類中毒死亡，同時(shí)危害農(nóng)作物和森林生態(tài)系統(tǒng)；“石膏雨”中的酸性物質(zhì)滲入地下水和進(jìn)入江河湖泊中，會(huì)引起水質(zhì)污染；“石膏雨”還會(huì)腐蝕建筑材料，使其風(fēng)化過(guò)程加速?！笆嘤辍敝械墓腆w物質(zhì)會(huì)附著在路面、建筑物、植物等物體的外表面，極難清理，污染外觀，影響美觀?，F(xiàn)有的煙氣脫硫系統(tǒng)大多數(shù)沒(méi)有監(jiān)測(cè)石膏雨的排放，少數(shù)采用基于重量法的手工監(jiān)測(cè)方法。手工監(jiān)測(cè)方法的原理：工作人員使用采樣器，以恒定采樣流量采集一定時(shí)段的煙氣，煙氣中的顆粒物被截留在已知重量的濾紙上。再將采樣后的濾紙放在恒溫恒濕設(shè)備中平衡24小時(shí)后，用分析天平對(duì)濾紙進(jìn)行稱量，記錄采樣后的濾紙重量，根據(jù)采樣前后濾紙的重量變化和累積采樣體積，計(jì)算出顆粒物濃度。手工監(jiān)測(cè)方法的缺點(diǎn)：需要手工進(jìn)行操作，不能連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，采樣頻率低，樣品代表性不足，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)量精度受諸多因素影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決上述問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種石膏雨成分在線監(jiān)測(cè)分析方法及儀器。本專利技術(shù)公布了一種基于β射線法的在線監(jiān)測(cè)分析方法。β射線是從核素放射性衰變中釋放出來(lái)的高速電子流，電離本領(lǐng)小，穿透能力大。天然放射系列放出的β粒子能量在0-4Mev，溫度、壓力、磁場(chǎng)等都不能顯著影響β射線的發(fā)射，應(yīng)用放射源作為測(cè)量手段具有較強(qiáng)的抗干擾能力，保證測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定可靠。β射線法工作原理是利用β射線衰減量測(cè)量采樣期間增加的顆粒物質(zhì)量，所述的β射線放射源是14C放射源，是放射性能弱的物質(zhì)，不屬于放射性管理局規(guī)定的“放射性同位素”物質(zhì)，14C的半衰期長(zhǎng)，安全耐用，可以克服檢測(cè)儀的射線源逐漸減弱的不利影響。當(dāng)β射線通過(guò)介質(zhì)時(shí)，β粒子與介質(zhì)中的電子相互碰撞損失能量而被吸收，在低能條件下，吸收程度取決于介質(zhì)的質(zhì)量，與顆粒物粒徑、成分、顏色及分散狀態(tài)無(wú)關(guān)。環(huán)境氣體由采樣泵吸入采樣管，經(jīng)過(guò)濾紙后排出。顆粒物沉積在濾紙上，當(dāng)β射線通過(guò)沉積著顆粒物的濾紙時(shí)能量衰減，通過(guò)對(duì)衰減前后的β射線能量測(cè)定，可以計(jì)算出顆粒物的濃度，具體方案如下：石膏雨成分在線監(jiān)測(cè)分析方法，包括以下步驟：步驟1：輸送一段空白濾紙到檢測(cè)單元；步驟2：β射線探測(cè)器測(cè)出穿過(guò)空白濾紙的β粒子計(jì)數(shù)值I0；步驟3：對(duì)含石膏雨成分的煙囪排放氣體進(jìn)行采樣，樣氣通過(guò)濾紙過(guò)濾，使樣氣中的石膏雨成分附著在濾紙上，根據(jù)采樣流量和采樣時(shí)間計(jì)算出采樣氣體體積V；步驟4：β射線探測(cè)器測(cè)出穿過(guò)含石膏雨成分濾紙的β粒子計(jì)數(shù)值I；步驟5：計(jì)算樣氣中石膏雨成分的質(zhì)量濃度C；所述的樣氣中石膏雨成分的質(zhì)量濃度C根據(jù)公式(1)計(jì)算：C=-SμVln(II0)]]>??(1)C：樣氣中石膏雨成分的質(zhì)量濃度，mg/m3；I0：β射線探測(cè)器測(cè)出穿過(guò)空白濾紙的β粒子計(jì)數(shù)值；I：β射線探測(cè)器測(cè)出穿過(guò)含石膏雨成分濾紙的β粒子計(jì)數(shù)值；μ：質(zhì)量吸收系數(shù)，cm2/mg；S：β射線照射面積，cm2；V：采樣氣體體積，m3。所述的樣氣在經(jīng)濾紙過(guò)濾前，還包括對(duì)樣氣加熱，使樣氣的溫度達(dá)到60℃-100℃，以免樣氣中水蒸氣在采樣管內(nèi)因溫度降低而冷凝成水滴，吸附固體顆粒物。所述的樣氣在經(jīng)濾紙過(guò)濾前，還包括對(duì)樣氣除濕，使樣氣的相對(duì)濕度<80％，以免因樣氣濕度過(guò)大而損壞濾紙，同時(shí)避免測(cè)量誤差。所述的步驟1-5可按時(shí)序間隔連續(xù)進(jìn)行。本專利技術(shù)還公布一種應(yīng)用上述方法的石膏雨成分在線監(jiān)測(cè)分析儀器，所述的監(jiān)測(cè)分析儀器包括檢測(cè)單元、采樣單元、傳輸單元；所述的檢測(cè)單元包括上腔、下腔、β射線探測(cè)器、β射線放射源；所述的下腔位于上腔的下方；所述的β射線探測(cè)器插設(shè)在上腔內(nèi)，其接收端位于上腔中；所述的β射線放射源位于下腔內(nèi)；上腔底部設(shè)有與β射線探測(cè)器接收端對(duì)應(yīng)的上孔，下腔頂部設(shè)有與β射線放射源對(duì)應(yīng)的下孔，上孔與下孔的位置對(duì)應(yīng)。所述的采樣單元包括采樣器、采樣管、排氣管、流量控制器、采樣泵；所述的采樣器位于煙囪內(nèi)；所述的采樣管連接采樣器和上腔；所述的排氣管連接下腔和采樣泵，所述的流量控制器位于排氣管上。所述的傳輸單元包括濾紙、濾紙傳輸裝置，所述的濾紙為濾紙帶，位于上腔與下腔之間，所述的濾紙傳輸裝置包括壓紙電機(jī)、進(jìn)紙電機(jī)、壓緊輪、傳送輪；所述的進(jìn)紙電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送輪可使濾紙從上腔的一側(cè)向另一側(cè)行進(jìn)，壓緊輪與上腔之間設(shè)有連桿，壓紙電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓緊輪控制上腔與下腔緊壓與分離。進(jìn)一步的，所述的β射線探測(cè)器的接收端設(shè)有隔熱透膜，用于避免β射線探測(cè)器接觸高溫?zé)釟舛ъ`。進(jìn)一步的，所述的采樣管為伴熱的采樣管，采樣管上設(shè)有除濕器，所述的采樣管內(nèi)設(shè)有對(duì)樣氣通過(guò)除濕器后的溫度、濕度進(jìn)行檢測(cè)的溫度計(jì)和濕度計(jì)。<本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
石膏雨成分在線監(jiān)測(cè)分析方法，其特征在于，包括以下步驟：?步驟1：輸送一段空白濾紙到檢測(cè)單元；?步驟2：β射線探測(cè)器測(cè)出穿過(guò)空白濾紙的β粒子計(jì)數(shù)值I0；?步驟3：對(duì)含石膏雨成分的煙囪排放氣體進(jìn)行采樣，樣氣通過(guò)濾紙過(guò)濾，使樣氣中的石膏雨成分附著在濾紙上，根據(jù)采樣流量和采樣時(shí)間計(jì)算出采樣氣體體積V；?步驟4：β射線探測(cè)器測(cè)出穿過(guò)含石膏雨成分濾紙的β粒子計(jì)數(shù)值I；?步驟5：計(jì)算樣氣中石膏雨成分的質(zhì)量濃度C；?所述的樣氣中石膏雨成分的質(zhì)量濃度C根據(jù)公式(1)計(jì)算：?(1)C：樣氣中石膏雨成分的質(zhì)量濃度，mg/m3；?I0：β射線探測(cè)器測(cè)出穿過(guò)空白濾紙的β粒子計(jì)數(shù)值；?I：β射線探測(cè)器測(cè)出穿過(guò)含石膏雨成分濾紙的β粒子計(jì)數(shù)值；?μ：質(zhì)量吸收系數(shù)，cm2/mg；?S：β射線照射面積，cm2；?V：采樣氣體體積，m3。

【技術(shù)特征摘要】
1.石膏雨成分在線監(jiān)測(cè)分析方法，其特征在于，包括以下步驟：?
步驟1：輸送一段空白濾紙到檢測(cè)單元；?
步驟2：β射線探測(cè)器測(cè)出穿過(guò)空白濾紙的β粒子計(jì)數(shù)值I0；?
步驟3：對(duì)含石膏雨成分的煙囪排放氣體進(jìn)行采樣，樣氣通過(guò)濾紙過(guò)濾，使樣氣中的石膏雨成分附著在濾紙上，根據(jù)采樣流量和采樣時(shí)間計(jì)算出采樣氣體體積V；?
步驟4：β射線探測(cè)器測(cè)出穿過(guò)含石膏雨成分濾紙的β粒子計(jì)數(shù)值I；?
步驟5：計(jì)算樣氣中石膏雨成分的質(zhì)量濃度C；?
所述的樣氣中石膏雨成分的質(zhì)量濃度C根據(jù)公式(1)計(jì)算：?
??(1)?
C：樣氣中石膏雨成分的質(zhì)量濃度，mg/m3；?
I0：β射線探測(cè)器測(cè)出穿過(guò)空白濾紙的β粒子計(jì)數(shù)值；?
I：β射線探測(cè)器測(cè)出穿過(guò)含石膏雨成分濾紙的β粒子計(jì)數(shù)值；?
μ：質(zhì)量吸收系數(shù)，cm2/mg；?
S：β射線照射面積，cm2；?
V：采樣氣體體積，m3。?
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石膏雨成分在線監(jiān)測(cè)分析方法，其特征在于：所述的樣氣在經(jīng)濾紙過(guò)濾前，還包括對(duì)樣氣加熱，使樣氣的溫度在60℃-100℃。?
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石膏雨成分在線監(jiān)測(cè)分析方法，其特征在于：所述的樣氣在經(jīng)濾紙過(guò)濾前，還包括對(duì)樣氣除濕，使樣氣的相對(duì)濕度<80％。?
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的石膏雨成分在線監(jiān)測(cè)分析方法，其特征在于：所述的步驟1-5按時(shí)序間隔連續(xù)進(jìn)行。?
5.石膏雨成分在線監(jiān)測(cè)分析儀器，其特征在于：所述的在線監(jiān)測(cè)分析儀器包括檢測(cè)單元、采樣單元、傳輸單元；?
所述的檢測(cè)單元包括上腔、下腔...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳迅海，肖豪，曾勇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：深圳睿境環(huán)?？萍加邢薰?/a>，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44