专利名称：气态污染物微量抽取现场分析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种烟气中气态污染物分析装置，特别是一种气态污染物微量抽取现场分析装置。
该技术采用的分析方式为成熟的红外吸收法，其采样方式为烟囱或烟道内直接采样。采样探头有两种结构形式，
图1为开放式，图2为封闭式。
国内牡丹集团研制出一种直接分析装置，参见图1，它的分析腔是开放式的，它的问题是光路裸露于烟气中，无法完成分析装置的现场标定。烟气中烟尘对光学镜面的污染问题比较严重，无法长期可靠地运行。
英国Procal公司采用图2所示的封闭式采样探头。其中21为端盖，22为反射镜，23为金属烧结管，24为过程镜。过程镜、金属烧结管内壁及反射镜形成的空腔为光学吸收腔，烟气靠自身的渗透进入光学吸收腔。标定只需将标气通过标定管线25充满吸收腔即可完成。此采样方式较好地解决了图1所示采样方式中不能自动标定的问题，以及烟尘对光学镜面的污染问题。它的主要问题是长期运行烟尘在金属烧结管外壁及内部产生堆积，堵塞烟气进入的通道，运行前期会造成烟气流经分析腔的样气量下降，造成分析装置响应迟缓，运行后期会造成装置被完全堵死。
2)Extractive技术也称完全抽取技术，参见图3。其特点是抽气泵35将烟气经探头31，加热管线32，冷凝器33，过滤器34从烟囱或烟道内抽出，再经过滤器36，送进分析仪37进行分析(采用成熟的红外吸收法)。
该技术的主要问题是样气前处理过于复杂，维护工作量大，采样管路的泄露会造成分析结果的偏差。
3)Dilution技术(稀释采样技术)见图4。
稀释采样探头主要由安装于探头端部的粗过滤41，细过滤42，临界采样嘴43，射流抽气泵44，及安装法兰45组成。探头以干燥而洁净的压缩空气(稀释气)为动力产生射流，以射流产生的引射抽取烟气，以临界采样嘴控制烟气的采集量，实现定比例稀释目的。稀释比例一般为100∶1。如此微小的烟气量彻底地解决了烟气中烟尘对该装置的堵塞现象。如此大的稀释比例，彻底地解决了样气在传输过程中的冷凝吸附现象，使整个分析系统真正实现在线监测。
其的缺点是经稀释后的样气浓度很低(仅为原烟气浓度100分之1左右)，要求配合的分析仪必须有非常高的分辨率，同时还需有复杂的零气处理系统来产生稀释气，及探头控制器控制系统的采样、标定，所以系统的造价非常昂贵。
本发明的目的是这样实现的，一种微量抽取现场分析装置，包括反射镜、滤光片组、红外光源、红外检测器、透镜和光学吸收腔，还包括位于光学吸收腔进气端的依次联结的粗过滤器、细过滤器以及精过滤器；一个设置在光学吸收腔管壁上的临界抽气孔；和一个真空抽气泵，通过设置在光学吸收腔管壁上的临界抽气孔抽取光学吸收腔中气体。
本发明采用成熟的红外吸收法，其采样部分不同于上述三种的任何一种，它集上述三种采样的优点于一身，同时克服了三种采样的缺点。
此种采样部分采用三层过滤保障光学吸收腔不被烟气污染，保障了分析装置的精度。独特的前端进气方式、独特的光学腔微负压设计充分保证了烟气采集量的恒定及持续可靠性，独特的结构设计，能够实现分析系统的全程在线标定。
下面结合附图对本发明进行详细描述，以便于进一步了解本发明的上述目的、优点及特点。
本发明的微量抽取现场分析装置包括，反射镜60、滤光片组58、红外光源59、红外检测器62、透镜61和光学吸收腔54。这些部件的使用属于本技术领域的公知常识，故省略其说明。
本发明的特点在于还包括位于光学吸收腔54进气端的依次联结的粗过滤器51、细过滤器52以及精过滤器53；一个设置在光学吸收腔54管壁上的临界抽气孔55；和一个真空抽气泵56，通过设置在光学吸收腔54管壁上的临界抽气孔55抽取光学吸收腔54中气体。
标气管线57，用于定标(属于常规技术)。抽气孔55的限流作用保持了光学吸收腔的微负压。
此外，临界抽气孔55由玻璃成型，其孔径为φ0.1mm至φ0.1mm，从而限于微量烟气进入。
烟气在此微负压的作用下，经粗过滤器51，细过滤器52，精过滤器53，进入光学吸收腔。粗过滤器51为片状陶瓷过滤，细过滤器52为柱状玻璃棉，精过滤器53为片状陶瓷过滤。
本发明采样部分采用三层过滤保障光学吸收腔不被烟气污染，保障了分析装置的精度。独特的前端进气方式、独特的光学腔微负压设计充分保证了烟气采集量的恒定及持续可靠性，独特的结构设计，能够实现分析系统的全程在线标定。
本发明的优势在于1)相对于Dilution方式而言，它具有Dilution方式采样量小，连续运行时间长，易于实现自动标定优点的同时，避免了Dilution方式必须采用高灵敏度分析仪，又必须装备复杂的零气(稀释气)系统的缺点。2)相对于Extractive方式而言，它具有了Extractive方式原始浓度分析，即对分析方式要求低，可同时进行多组分分析的优点，同时避免了Extractive方式采样系统必须加热、除水等缺点。3)相对于In-situ方式而言，它具备了In-situ方式无需采样管线传输样气、系统简单的优点，但避免了In-situ方式不能在线标定(图1)，或长期运行反应迟缓以堵死的缺点(图2)，因为本发明的临界抽气孔55的孔径仅在φ0.1mm至φ0.1mm之间，从而只有微量烟气才能进入。
权利要求
1.一种微量抽取现场分析装置，包括反射镜(60)、滤光片组(58)、红外光源(59)、红外检测器(62)、透镜(61)和光学吸收腔(54)，其特征在于还包括位于光学吸收腔(54)进气端的依次联结的粗过滤器(51)、细过滤器(52)以及精过滤器(53)；一个设置在光学吸收腔(54)管壁上的临界抽气孔(55)；和一个真空抽气泵(56)，通过设置在光学吸收腔(54)管壁上的临界抽气孔(55)抽取光学吸收腔(54)中气体。
2.根据权利要求1所述的微量抽取现场分析装置，其特征在于还包括一个标气管线(57)，用于定标。
3.根据权利要求1所述的微量抽取现场分析装置，其特征在于临界抽气孔(55)由玻璃成型，其孔径为φ0.1mm至φ0.1mm。
4.根据权利要求1所述的微量抽取现场分析装置，其特征在于粗过滤器(51)为陶瓷过滤片，细过滤器(52)为柱状玻璃棉，精过滤器(53)为陶瓷过滤片。
全文摘要
本发明是一种微量抽取现场分析装置,包括反射镜、滤光片组、红外光源、红外检测器和透镜和光学吸收腔,还包括:位于光学吸收腔进气端的依次联结的粗过滤器、细过滤器以及精过滤器;一个设置在光学吸收腔管壁上的临界抽气孔;和一个真空抽气泵,通过设置在光学吸收腔管壁上的临界抽气孔抽取光学吸收腔中气体。本发明的采样部分采用三层过滤保障光学吸收腔不被烟气污染,保障了分析装置的精度。独特的前端进气方式、独特的光学腔微负压设计充分保证了烟气采集量的恒定及持续可靠性,独特的结构设计,能够实现分析系统的全程在线标定。
文档编号G01N1/24GK1346977SQ0113668
公开日2002年5月1日 申请日期2001年10月26日 优先权日2001年10月26日
发明者田东海, 韩宏峰 申请人:韩宏峰, 田东海