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原文传递高温烟气中超细模态颗粒物粒径分布的在线检测系统及方法

专利名称：	高温烟气中超细模态颗粒物粒径分布的在线检测系统及方法
摘要：	本发明公开了一种高温烟气中超细模态颗粒物粒径分布的在线检测系统及方法，包括：取样枪、稀释器、粒径选择装置、卧式炉和颗粒物粒径测量装置；取样枪通过第一管路与粒径选择装置相连通；第一管路上设置有稀释器；稀释器与粒径选择装置之间的第一管路上设置有第一调节口；粒径选择装置通过第二管路与颗粒物粒径测量装置相连通；第二管路上设置有第一流量调节阀；粒径选择装置还通过第三管路与颗粒物粒径测量装置相连通；第三管路上沿烟气流向依次设置有排空口、第二流量调节阀和卧式炉；第二流量调节阀和卧式炉之间的第三管路上设置有氧气混入口。本发明能够较精确地获得高温烟气内因燃烧产生的细模态soot和细模态矿物质灰的粒径分布。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安交通大学
发明人：	王学斌;许鑫玮;李艳;谭厚章
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-06T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910371781.8
公开号：	CN110044781A
代理机构：	西安通大专利代理有限责任公司
代理人：	徐文权
分类号：	G01N15/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	710049 陕西省西安市咸宁西路28号
主权项：	1.一种高温烟气中超细模态颗粒物粒径分布的在线检测系统，其特征在于，包括：取样枪(2)、第一管路、稀释器(3)、粒径选择装置(4)、第二管路(11)、第三管路、卧式炉(10)和颗粒物粒径测量装置(12)；所述取样枪(2)用于对待测烟气进行等速取样；所述取样枪(2)的出口通过所述第一管路与所述粒径选择装置(4)的入口相连通；所述第一管路上设置有用于稀释烟气的稀释器(3)；所述稀释器(3)与所述粒径选择装置(4)之间的第一管路上设置有第一调节口，用于调节进入所述粒径选择装置(4)的烟气流量和流速；所述粒径选择装置(4)的出口通过所述第二管路(11)与所述颗粒物粒径测量装置(12)的入口相连通；所述第二管路(11)上设置有第一流量调节阀(6)；所述粒径选择装置(4)的出口还通过所述第三管路与所述颗粒物粒径测量装置(12)的入口相连通；所述第三管路上沿烟气流向依次设置有排空口、第二流量调节阀(8)和卧式炉(10)；所述第二流量调节阀(8)和所述卧式炉(10)之间的第三管路上设置有氧气混入口，用于在烟气中混入氧气。 2.根据权利要求1所述的一种高温烟气中超细模态颗粒物粒径分布的在线检测系统，其特征在于，所述粒径选择装置(4)与所述第一流量调节阀(6)之间的第二管道上或者所述粒径选择装置(4)与所述第二流量调节阀(8)之间的第三管道上设置有取样口(5)，所述取样口(5)设置有可拆卸的封盖。 3.根据权利要求1所述的一种高温烟气中超细模态颗粒物粒径分布的在线检测系统，其特征在于，所述稀释器(3)通过载流气体将烟气稀释，稀释倍数为20～40倍；其中，载流气体为氮气或惰性气体。 4.根据权利要求1所述的一种高温烟气中超细模态颗粒物粒径分布的在线检测系统，其特征在于，所述粒径选择装置(4)为PM切割器、旋风分离装置或来流撞击分离器。 5.根据权利要求1所述的一种高温烟气中超细模态颗粒物粒径分布的在线检测系统，其特征在于，所述颗粒物粒径测量装置(12)为DMS500或FMPS3091。 6.根据权利要求1所述的一种高温烟气中超细模态颗粒物粒径分布的在线检测系统，其特征在于，还包括：纯氧气瓶(7)；所述纯氧气瓶(7)的出口通过第四管路与所述氧气混入口相连通；所述第四管路上设置有第三流量调节阀(9)。 7.根据权利要求1所述的一种高温烟气中超细模态颗粒物粒径分布的在线检测系统，其特征在于，所述卧式炉(10)保持温度恒定，所述温度大于等于800℃；卧式炉(10)入口粒径小于等于200nm，soot浓度小于等于0.01g/cm3，停留时间大于等于12s；烟气中混入纯氧后，氧气浓度小于等于5％。 8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种高温烟气中超细模态颗粒物粒径分布的在线检测系统，其特征在于，所述第一管路、所述第二管路(11)和所述第三管路均为不锈钢管。 9.根据权利要求8所述的一种高温烟气中超细模态颗粒物粒径分布的在线检测系统，其特征在于，所述取样枪(2)包括：壳体和引射管；所述壳体套装于所述引射管外部；所述壳体的内壁与所述引射管的外壁之间的区域为载流气体流道；所述壳体的前端设置有取样嘴；所述取样嘴采用折流加文丘里引射的结构，用于通过载流气体将烟气引入所述引射管；所述壳体的后端设置有载流气体入口，用于向载流气体流道内通入载流气体；所述引射管与所述第一管路相连通；其中，载流气体可以为氮气或惰性气体。 10.一种高温烟气中超细模态颗粒物粒径分布的在线检测方法，其特征在于，基于权利要求1至9中任一项所述的在线检测系统，包括以下步骤：通过取样枪(2)将待测高温烟气引入在线检测系统；高温指温度在1000K以上；通过稀释器(3)对引入的烟气进行稀释，稀释倍数为20～40倍；通过粒径选择装置(4)去除烟气中预设尺寸的大粒径颗粒；通过氧气混入口在烟气中混入氧气，然后通入卧式炉(10)燃尽soot颗粒；其中，所述卧式炉(10)保持温度恒定，所述温度大于等于800℃；卧式炉(10)入口粒径小于等于200nm，soot浓度小于等于0.01g/cm3；烟气中混入纯氧后，氧气浓度小于等于5％；恒温区停留时间大于等于12s；测量总体颗粒物分布情况时，开启第一流量调节阀(6)，关闭第二流量调节阀(8)；测量矿物质灰颗粒的粒径分布时，关闭第一流量调节阀(6)，开启第二流量调节阀(8)；测量soot颗粒物的粒径分布时，先测量总体颗粒物分布和矿物质灰颗粒的粒径分布，然后将二者做差，最后获得soot颗粒物的粒径分布。
所属类别：	发明专利