随着科技的发展及人们环保意识的提高,煤中含量低、排放总量小的痕量元素逐渐引起人们的重视,因此如何减少痕量元素的排放量成为了现今研究的重点方向。本文为了实现砷、硒、铅三种痕量元素的高精度采样,在EPA-method29的基础上进行改进和创新,自行搭建了一套小型实验室热态烟气模拟装置和烟气采样装置。热态烟气模拟装置包含微量进给系统、配气系统、气体预热系统、粉煤灰加热系统、烟灰主体沉降炉系统和后处理系统六个部分。采样口布置在沉降炉底部,采样管连接的烟气采样装置伸入到采样口中进行采样。试验研究方面。在对整体装置进行调试后,首先研究了不同烟气温度下对采样精度的影响,为实现能够模拟宽温区的采样精度,烟道温度设置为40-600℃。EPA-method29规定采样管采样时预热温度始终维持在120℃±14℃,本研究中发现,实验时采样管预热温度与模拟烟道温度保持一致,与EPA-method29进行对比,三种元素采样回收率发生较大的变化。若采样管温度一直维持在120℃,当实际烟气温度高于120℃时,会导致采样回收率变小,使用改进方法后,As、Se、Pb三种元素的采样回收率分别提高到80%、75%、85%以上。同时,研究了不同烟气条件下对采样回收率的影响,实验得出,当烟气中存在SO2时,Pb的采样回收率会得到提高,并且采样回收率的标准偏差降低。然而NO是否存在,对三种元素的采样回收率均无明显影响。数值模拟方面。为了进一步探究在主体沉降炉中是否可以实现飞灰颗粒物与模拟烟气在设定条件下混合均匀从而达到等速采样,因此对主体沉降炉部分进行数值模拟研究。由于烟气温度低,飞灰与模拟烟气发生化学反应可能性小,模拟中为了简化模型,不考虑飞灰与模拟烟气发生化学反应和相变;由于采样准备周期较长,不考虑飞灰在梨形玻璃容器、石英管壁及采样管的沉积问题。通过分析模拟中的压力云图、速度云图及颗粒物运动轨迹图,可初步判定,飞灰在设定条件下,可以实现与烟气在采样口前混合均匀。