一种烟气在线连续监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种烟气在线连续监测系统，该系统包括：烟气取样装置（10）、烟气预处理装置（20）和烟气分析装置（30）；所述烟气取样装置（10）与所述烟气预处理装置（20）相连，用于采集烟气样本；所述烟气预处理装置（20）分别与所述烟气取样装置（10）、所述烟气分析装置（30）相连，用于处理所述烟气取样装置（10）采集的烟气样本，并将处理后的烟气样本送入所述烟气分析装置（30）；所述烟气分析装置（30）与所述烟气预处理装置（20）相连，用于分析烟气样本的气体成分及比例。该系统可以实现对烟气进行长期连续在线监测，伴热取样管温度控制精准、烟气除水排水能力强等优点，提高烟气预处理能力，为烟气分析仪高精度测量提供保障。
【专利说明】一种烟气在线连续监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及烟气监测领域，具体地，涉及一种烟气在线连续监测系统。
【背景技术】
[0002]随着我国工业的大力发展,城市中的大气污染情况越来越严重,大气中的二氧化硫、一氧化氮、烟尘等对人身体有害的物质越来越多，因此对工厂、企业的烟气排放量的监测和控制就显得十分重要。
[0003]目前，国内外使用的烟气监测方法，在高浓度污染的条件下，容易积累尘埃，管线易受到腐蚀发生泄漏影响精度，因此就需要经常清理过滤器、更换管线，不能实现连续监测的目的，存在长期测量不稳定、精度差、故障率高等问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种系统，该系统可以实现对烟气进行长期连续在线监测，烟气伴热取样管温度控制精准、烟气除水排水能力强等优点，提高烟气预处理能力，为烟气分析仪高精度测量提供保障。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供一种烟气在线连续监测系统，该系统包括:烟气取样装置、烟气预处理装置和烟气分析装置；所述烟气取样装置与所述烟气预处理装置相连，用于采集烟气样本；所述烟气预处理装置分别与所述烟气取样装置、所述烟气分析装置相连，用于处理所述烟气取样装置采集的烟气样本，并将处理后的烟气样本送入所述烟气分析装置；所述烟气分析装置与所述烟气预处理装置相连，用于分析烟气样本的气体成分及比例。
[0006]优选地，所述烟气取样装置包括:取样探头、伴热取样管、控制器、电磁阀和储气罐；所述取样探头，用于伸入烟?内采集烟气；采集后的烟气经过所述伴热取样管送入所述烟气预处理装置；所述控制器，用于向所述伴热取样管和所述电磁阀发送控制指令；所述储气罐与所述取样探头相连，用于释放所述储气罐内的气体，反吹取样探头；所述电磁阀位于所述储气罐和所述取样探头之间，用于控制所述储气罐内气体的释放。
[0007]优选地，所述烟气预处理装置包括:取样泵、一次过滤器、汽水分离器、一级冷凝器、二级冷凝器和二次过滤器；所述取样泵与所述烟气取样装置相连，用于抽取烟气样本，并将烟气样本送入所述一次过滤器，烟气样本经过一次过滤后进入所述汽水分离器，将烟气与水分分离，分离后的烟气依次经过所述一级冷凝器、二级冷凝器和二次过滤器，最后送入所述烟气分析装置。
[0008]优选地，所述烟气分析装置为烟气分析仪。
[0009]优选地，所述取样探头进一步包括过滤器。
[0010]优选地，所述伴热取样管包括伴热取样管外管、伴热取样管内管、保温材料、电伴热带和温度传感器；所述保温材料，位于所述伴热取样管内管和所述伴热取样管外管之间，用于保持所述伴热取样管内烟气样本的温度；所述电伴热带，位于所述保温材料内，用于加热所述伴热取样管；所述温度传感器，位于所述保温材料内，用于监测所述伴热取样管的温度。
[0011 ] 优选地，所述伴热取样管外管为聚氯乙烯管。
[0012]优选地，所述伴热取样管内管为聚四氟乙烯管。
[0013]优选地，所述取样探头具有耐腐蚀的合金层。
[0014]优选地，所述储气罐内为压缩空气。
[0015]通过上述技术方案，本实用新型通过烟气取样装置采集烟气样本，烟气样本经过烟气预处理装置处理后，送入烟气分析装置进行分析烟气的组成成分及比例。解决了烟气取样管道易堵塞、易腐蚀，烟气预处理除水不完善影响烟气分析精度等问题。大大提高了烟气测量的精度及稳定性，达到了长期连续在线监测的目的。
[0016]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0018]图1是一种烟气在线连续监测系统的结构示意图；
[0019]图2是一种烟气在线连续监测系统中烟气取样装置的结构示意图；
[0020]图3是一种烟气在线连续监测系统中烟气预处理装置的结构示意图；
[0021]图4是一种烟气在线连续监测系统中伴热取样管横截面的结构示意图；
[0022]图5是一种烟气在线连续监测系统工作原理的示意图。
[0023]附图标记说明
[0024]10、烟气取样装置；20、烟气预处理装置；30、烟气分析装置；
[0025]11、取样探头；12、伴热取样管；13、控制器；14、电磁阀；15、储气罐；21、取样泵；22、一次过滤器；23、汽水分离器；24、一级冷凝器；25、二级冷凝器；26、二次过滤器；
[0026]121、伴热取样管外管；122、伴热取样管内管；123、保温材料；124、电伴热带；125
温度传感器。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0028]目前，国内外使用的烟气监测方法，在高浓度污染的条件下，容易积累尘埃，管线易受到腐蚀发生泄漏影响精度，烟气预处理除水不够完善，因此就需要经常清理过滤器、更换管线，不能实现连续监测的目的，存在长期测量不稳定、精度差、故障率高等问题。
[0029]为了解决上述问题，结合图1至图4，本实用新型提供了一种烟气在线连续监测系统，该系统包括:烟气取样装置10、烟气预处理装置20和烟气分析装置30 ;所述烟气取样装置10与所述烟气预处理装置20相连，用于采集烟气样本；所述烟气预处理装置20分别与所述烟气取样装置10、所述烟气分析装置30相连，用于处理所述烟气取样装置10采集的烟气样本，并将处理后的烟气样本送入所述烟气分析装置30 ;所述烟气分析装置30与所述烟气预处理装置20相连，用于分析烟气样本的气体成分及比例。所述烟气分析装置30为烟气分析仪，主要用于分析烟气样本的主要组成成分及其比例。本实用新型通过所述烟气取样装置10采集烟气样本，烟气样本经过所述烟气预处理装置20处理后，送入所述烟气分析装置30进行分析烟气的组成成分及比例。解决了烟气取样管道易堵塞、易腐蚀，烟气预处理除水不完善影响烟气分析精度等问题。大大提高了烟气测量的精度及稳定性，达到了长期连续在线监测的目的。
[0030]可选地，所述烟气取样装置10包括:取样探头11、伴热取样管12、控制器13、电磁阀14和储气罐15 ;所述取样探头11，用于伸入烟囱内采集烟气；采集后的烟气经过所述伴热取样管12送入所述烟气预处理装置20 ;所述控制器13，用于向所述伴热取样管12和所述电磁阀14发送控制指令；所述储气罐15与所述取样探头11相连，用于释放所述储气罐内的气体，反吹所述取样探头11 ;所述电磁阀14位于所述储气罐15和所述取样探头11之间，用于控制所述储气罐15内气体的释放。所述取样探头11内进一步包括过滤器，用于过滤烟气样本含有的尘埃。所述取样探头11的制作材料为耐腐蚀的合金，或者表面具有耐腐蚀的合金层，如不锈钢，主要是防止烟气内的二氧化硫气体溶于水后腐蚀所述取样探头11，达到长期使用不需要更换的目的。所述储气罐15内的气体为干燥、无尘、无水的压缩空气，所述电磁阀14通过所述控制器13设置间隔时间和反吹时间，打开或关闭所述储气罐15内的气体，用于对所述取样探头11进行反吹，防止尘埃堵塞所述取样探头11。
[0031]可选地，所述烟气预处理装置20包括:取样泵21、一次过滤器22、汽水分离器23、一级冷凝器24、二级冷凝器25和二次过滤器26 ;所述取样泵21与所述烟气取样装置10相连，用于抽取烟气样本，并将烟气样本送入所述一次过滤器22，烟气样本经过一次过滤后进入所述汽水分离器23，将烟气与水分分离，分离后的烟气依次经过所述一级冷凝器24、二级冷凝器25和二次过滤器26，最后送入所述烟气分析装置30。所述汽水分离器分离23过后的水分会流进储水槽内，另一部分会经过两次冷凝器进行冷凝处理，使得烟气样本含有的水分能够清除的比较彻底，提高烟气分析的精度，减少误差。
[0032]可选地，所述伴热取样管12包括伴热取样管外管121、伴热取样管内管122、保温材料123、电伴热带124和温度传感器125 ;所述保温材料123，位于所述伴热取样管外管121和所述伴热取样管内管122之间，用于保持所述伴热取样管12内烟气样本的温度；所述电伴热带124，位于所述保温材料123内，用于加热所述伴热取样管12 ;所述温度传感器125，位于所述保温材料123内，用于监测所述伴热取样管12的温度。所述伴热取样管外管121为聚氯乙烯管，或是其他可以耐腐蚀的管线。所述伴热取样管内管122为聚四氟乙烯管，或是其他可以耐腐蚀的管线。所述伴热取样管12内的电伴热带受所述控制器13的控制，用于加热所述伴热取样管12，使得伴热取样管12的温度保持在140至160°C的范围内。避免烟气样本内的水分在输送过程中冷凝，造成堵塞所述伴热取样管12。
[0033]作为一实施例，如图4和图5所示，在本实用新型中，首先，工作人员在所述控制器13处设置用于控制所述电磁阀14的打开时间和关闭时间(如可以设置打开时间为I分钟，关闭时间为10分钟)，所述取样泵21的启动时间和关闭时间(如启动时间为10分钟，关闭时间为I分钟)，以及所述伴热取样管12所需要的温度范围(如可以设置温度范围为140至160°C，所述伴热取样管12的温度不得低于120°C )。然后，工作人员通过所述控制器13向所述取样泵21发送启动指令，使得所述取样泵21启动收取烟气样本。所述取样探头11会安置在深入烟?内约1.5m处，烟气样本从所述取样探头11经过过滤器进入到所述伴热取样管12内，到达所述取样泵21。在此过程中，所述控制器13分别向所述取样泵21、所述电磁阀14、所述伴热取样管12发送控制指令。为了避免所述储气罐15内的压缩空气与烟气样本混淆，当所述取样泵21处于工作状态时，所述电磁阀14处于关闭状态；当所述取样泵21处于停止工作状态时，所述电磁阀14处于开启状态，打开所述储气罐15，释放所述储气罐15内的压缩空气，对所述取样探头11进行反吹，防止积累的尘埃堵塞所述取样探头11。同时所述控制器13会一直控制所述伴热取样管12，所述伴热取样管12内的温度传感器125随时向所述控制器13反馈所述伴热取样管12的温度。当所述伴热取样管12的温度低于设定的最低温度时，所述控制器13向所述伴热取样管12发送启动所述电伴热带124的指令，加热所述伴热取样管12 ;当所述伴热取样管12的温度高于设定的最高温度时，所述控制器13向所述伴热取样管12发送停止加热的指令，使得所述伴热取样管12的温度时刻保持在所设定的温度范围内。
[0034]当所述取样泵21将抽取的烟气样本送入所述一次过滤器22时，所述一次过滤器22会进一步的精密过滤烟气样本内所含有的烟气尘埃，使得烟气样本更加的纯净。随后，烟气样本进入所述汽水分离器23，对烟气样本内的烟气和水分进行分离，分离出来的水分送入储水槽，剩下的烟气送入所述一级冷凝器24和所述二级冷凝器25。所述一级冷凝器24和所述二级冷凝器25对烟气样本进行冷凝脱水，水分经冷凝后凝结成液体流入储水槽内。剩余的干燥的烟气样本再经过所述二次过滤器26，继续对烟气样本进行提纯，此时无尘、无水的最终烟气样本送入所述烟气分析装置30。
[0035]所述烟气分析装置30烟气样本的组成成分(一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫及氧气)比例进行分析，由于烟气分析装置30的长期运行会产生数据误差，本实施例中提供的烟气分析装置30为现有技术中的烟气分析仪，优选地能够自动校准且具有自我诊断功能。为能够精确的分析烟气样本提供了重要的保障。
[0036]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0037]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，
[0038]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种烟气在线连续监测系统，其特征在于，该系统包括:烟气取样装置(10)、烟气预处理装置(20)和烟气分析装置(30)； 所述烟气取样装置(10)与所述烟气预处理装置(20)相连，用于采集烟气样本； 所述烟气预处理装置(20)分别与所述烟气取样装置(10)、所述烟气分析装置(30)相连，用于处理所述烟气取样装置(10)采集的烟气样本，并将处理后的烟气样本送入所述烟气分析装置(30); 所述烟气分析装置(30)与所述烟气预处理装置(20)相连，用于分析烟气样本的气体成分及比例。
2.根据权利要求1所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述烟气取样装置(10)包括:取样探头(11)、伴热取样管(12)、控制器(13)、电磁阀(14)和储气罐(15)； 所述取样探头(11)，用于伸入烟?内采集烟气；采集后的烟气经过所述伴热取样管(12)送入所述烟气预处理装置(20 ); 所述控制器(13)，用于向所述伴热取样管(12)和所述电磁阀(14)发送控制指令； 所述储气罐(15 )与所述取样探头(11)相连，用于释放所述储气罐内的气体，反吹所述取样探头(11); 所述电磁阀(14)位于 所述储气罐(15)和所述取样探头(11)之间，用于控制所述储气罐(15)内气体的释放。
3.根据权利要求1或2所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述烟气预处理装置(20)包括:取样泵(21)、一次过滤器(22)、汽水分离器(23)、一级冷凝器(24)、二级冷凝器(25)和二次过滤器(26)； 所述取样泵(21)与所述烟气取样装置(10)相连，用于抽取烟气样本，并将烟气样本送入所述一次过滤器(22)，烟气样本经过一次过滤后进入所述汽水分离器(23)，将烟气与水分分离，分离后的烟气依次经过所述一级冷凝器(24)、二级冷凝器(25)和二次过滤器(26),最后送入所述烟气分析装置(30 )。
4.根据权利要求3所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述烟气分析装置(30)为烟气分析仪。
5.根据权利要求2所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述取样探头(11)进一步包括过滤器。
6.根据权利要求2所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述伴热取样管(12)包括伴热取样管外管(121 )、伴热取样管内管(122)、保温材料(123)、温度传感器(125)和电伴热带(124)； 所述保温材料(123)，位于所述伴热取样管外管(121)和所述伴热取样管内管(122)之间，用于保持所述伴热取样管(12)内烟气样本的温度； 所述电伴热带(124)，位于所述保温材料(123)内，用于加热所述伴热取样管(12)； 所述温度传感器(125)，位于所述保温材料(123)内，用于监测所述伴热取样管(12)的温度。
7.根据权利要求6所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述伴热取样管外管(121)为聚氯乙烯管。
8.根据权利要求6所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述伴热取样管内管(122)为聚四氟乙烯管。
9.根据权利要求2所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述取样探头(11)具有耐腐蚀的合金层。
10.根据权利要求2所述的 烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述储气罐(15)内为压缩空气。
【文档编号】G01N33/00GK203587579SQ201320735703
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】李林, 兰涛 申请人:中国神华能源股份有限公司, 北京国华电力有限责任公司, 中国神华能源股份有限公司国华惠州热电分公司