燃煤烟气PM2.5测试技术指南(电荷法)

发表于:2017-12-18 来源:企业供稿
关键词: 电荷法 燃煤电厂

对于固定污染源,尤其是燃煤电厂的PM2.5(一次颗粒物)测试来说,检测仪器主要为美国或欧洲进口,按照原理不同大致可分三种方法:重量法、电荷法、光学法。其中,电荷法是通过直接测量颗粒物所带的电荷量来间接确定其质量,并通过换算得到颗粒物质量浓度。采用电荷法的典型仪器是ELPI电子低压撞击器(Electrical Low Pressure Impactor ),也是由芬兰Dekati公司研制,该仪器撞击器分级方法及级数同DLPI。与重量法不同的是,该仪器在颗粒物分级前,需先通过荷电装置使颗粒物预荷电,然后通过测定颗粒物所带的电荷量再经换算间接得到颗粒物质量。这种方法的特点是非常快捷,可实时得到颗粒物的质量浓度数据,且可对较低浓度烟尘进行测量,对于高浓度烟尘环境可通过增设稀释器的方式来准确测量。但ELPI测量直接值是电荷量,质量浓度数据需通过个数浓度乘上体积和密度后获得,为间接转换数据,精度稍差一些。

1电荷法测试仪器及系统

ELPI实物图如图1所示,工作原理如图2所示,含尘烟气首先通过单极电晕充电室进行荷电,进入撞击器每个层面的带电颗粒物的电流,都可实时地通过精密电子测量计进行测量,最后将电流信号转化为颗粒粒径分布。

由于ELPI是非常精密的仪器,因此它有很严格的技术指标和使用条件范围的限制,如表1。

ELPI的快速反应颗实现实时测量,特别适合分析不稳定的颗粒物浓度和粒径分布或者粒径分布的变化。ELPI现场采样系统图如图3所示。

ELPI配置旋风切割器和一级高温稀释,各设备采样枪、旋风分离器均加热至120℃,采用两级稀释时测试系统连接如图4所示。ESP出口为干烟气,建议采用旋风切割器+两级稀释或一级稀释的方法进行采样;WFGD和WESP出口为饱和湿烟气,为避免水滴进入ELPI撞击器,对测试结果造成影响,进入其撞击器前液滴需得到充分蒸发,根据WFGD和WESP出口实际烟尘浓度,建议脱硫塔后的烟气测试采用两级稀释,而湿式电除尘器后烟气测试采用一级稀释。

2数据计算方法

表2 ELPI每级的实际颗粒数浓度

3操作步骤

ELPI的操作比较简单,首先连接电源,将真空泵开关调至开始状态,接着调节节流阀,将其压力控制在100mbar左右,然后进入电脑操作界面,打开 ELPIVI 3.1(或其他版本) 软件,如图5,进行在线测量,观察实时数据,并记录之。

ELPI具体操作步骤如下:

在撞击器中装上合适的膜片,然后将其正确安装在ELPI主机上;

连接真空泵和ELPI主机的出口,采用串行接口将ELPI和电脑连接起来;

检查连线后接上电源,打开ELPI的开关;

进行仪器气密性检验;

将ELPI进口和实验台架上的测试孔进行连接,注意颗粒物的温度和浓度是否符合条件;

打开控制软件ELPIVI程序,进入start measuring,其后的运行操作都在电脑界面下进行;

在弹出的窗口中输入文件名和保存的地址,在communications中选择合适的串行接口,然后点击OK;

打开泵的开关,在控制窗口中点击pump使泵运行,调节ELPI出口的阀门使ELPI出口的压力显示为100 mbar;

打开charger,flush,然后打开zero进行清零;

清零完毕后关闭flush;

打开trap,charger和pump,在这种运行情况下就可以对气溶胶样品进行在线测量了,但是此时还没有进行数据的保存;

要保存数据,则点击save按钮,这时开始对数据进行保存,若要停止测量,则再次点击save结束测量;

结束程序,点击exit退出。

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