一种高温高粉尘的烟气取样监测的装置的制作方法

本实用新型涉及高温烟气取样监测领域，特别涉及一种高温高粉尘的烟气取样监测的装置。
背景技术：
：空气的污染途径主要有工厂废气的任意排放和大量燃料的燃烧,其中有害气体有一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等，温室效应气体温室气体有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等，如何对源头的排放气体进行研究，以控制有害气体的排放已经迫在眉睫。但在实际工业生产中，排放烟气一般是高温并伴有大量粉尘，如果要进行准确的气体分析就必须对烟尘进行净化和除尘处理，这对烟尘取样系统有着较高的要求。现有技术中也存在大量的烟气取样技术，但能用来进行高温高粉尘烟气取样监测的技术并不多，而能够将高温高粉尘的烟气进行降温提纯取样技术就更少了。目前对高温高粉尘的烟气进行降温提纯取样技术还存在如下现象：对烟气的除尘及降温效果不佳，根本无法适用于超过1000℃的高粉尘烟气。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提出一种高温高粉尘的烟气取样监测的装置，旨在为高温高粉尘的烟气的取样监测提供降温提纯处理后的取样烟气。为实现上述目的，本实用新型提出了一种高温高粉尘的烟气取样监测的装置，包括：取样探头组件、取样管组件、监测系统和动力组件，所述取样探头组件的一端伸入烟气管道内提取烟气，另一端与所述取样管组件的一端相连；所述取样管组件连接取样探头组件和监测系统；所述动力组件并联连接于所述监测系统的出口段，以驱动取样烟气流动，其中，所述取样探头组件用于提取烟气，对其进行一次降温提纯后提供给取样管组件；所述取样管组件用于将取样烟气二次降温提纯后，将其传送至监测系统；所述监测系统用于将传送来的取样烟气进行实时监测。优选地，所述取样探头组件包括高温取样管、制冷单元及取样探头，所述高温取样管的进气口伸入烟气管道内，所述高温取样管的出气口与所述制冷单元的热风入口相连，所述制冷单元的冷风出口与所述取样探头的取样端相连，所述取样探头的出样端与所述取样管组件的一端相连。优选地，所述制冷单元为旋风冷阱装置，所述的旋风冷阱装置包括涡流盘管、外套管和控制阀，所述涡流盘管的热气入口与所述高温取样管的出气口相连通，所述涡流盘管的冷气出口与所述取样探头的取样端相连通，所述外套管设有三个开口段，所述外套管的第一开口段横向环绕高温取样管组成夹套管结构，所述第一开口段的下开口延伸至所述烟气管道，且与所述烟气管道内腔相通，所述第一开口段的上开口与外套管的第二开口段的下开口相连通；所述外套管的第二开口段横向环抱所述涡流盘管组成夹套管结构，所述第二开口段的上开口延伸至与所述涡流盘管的冷气出口平齐的位置，且与所述取样探头的取样端密封连接；所述外套管的第三开口段横向设置在接近所述第二开口段上开口处的管壁上，且沿横向方向向外延伸出一延伸部；在所述延伸部中中设置所述控制阀，以控制低温压缩气体的供给。优选地，所述高温取样管采用刚玉质材料制成。优选地，所述取样探头设置有粒子过滤器，所述料子过滤器的滤芯采用耐高温碳化硅滤芯。优选地，所述取样管组件包括取样管、取样控制阀、过滤减压阀和过滤器，所述取样管连接所述取样探头和所述监测系统，沿该连接方向在所述取样管上依次设置取样控制阀、过滤减压阀和过滤器。优选地，所述取样管采用散热管。优选地，所述动力组件包括射流泵、射流控制阀、射流减压阀和动力管道，所述动力管道并联连接所述监测系统的出口段，从所述动力管道与所述监测系统的并联连接处到动力管道的出/入口依次设置有射流泵，射流控制阀和射流减压阀。优选地，它还包括反吹控制箱及在防护罩式壳体的输出端设置的反吹口，所述反吹控制箱包括内反吹管、外反吹管及反吹气体管路，所述内反吹管和所述外反吹管并联连接；所述内反吹管的一端与所述取样管连接，其另一端与所述反吹气体管路连接；所述外反吹管的一端与所述反吹口的连接，其另一端与所述反吹气体管路连通，其中，所述反吹气体管路用于提供吹扫气体。优选地，所述反吹控制箱还包括：内反吹控制阀、外反吹控制阀和吹扫减压阀，所述内反吹控制阀设置在所述内反吹管上，以控制内反吹管内吹扫气体的流量；所述外反吹控制阀设置在所述外反吹管上，以控制外反吹管内吹扫气体的流量；所述吹扫减压阀设置在所述内反吹管与所述外反吹管的并联节点和所述反吹气体管路的连接段上，以控制反吹气体管路中吹扫气体的气流压力。本实用新型技术方案通过取样探头组件和取样管组件对高温高粉尘的烟气进行二次降温提纯处理，为监测系统输送低温高纯度的取样烟气，提高监测分析的精准性。本装置结构简单、节能环保、操作安全可靠，为高温高粉尘的烟气取样监测提供了一种能降温提纯的实时监测装置。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型高温高粉尘的烟气取样监测的装置一实施例的结构示意图；图2为图1中旋风冷阱装置的剖视示意图；图3为本实用新型高温高粉尘的烟气取样监测的装置另一实施例的结构示意图，附图标号说明：标号名称标号名称10取样探头组件20取样管组件30监测系统11高温取样管12制冷单元13取样探头12旋风冷阱装置121涡流盘管122外套管123控制阀1221第一开口段1222第二开口段1223第三开口段21取样管22取样控制阀23过滤减压阀24过滤器40动力组件41射流泵42射流控制阀43射流减压阀44动力管道50反吹控制箱51内反吹管52外反吹管53反吹气体管路54内反吹控制阀55外反吹控制阀56吹扫减压阀57反吹口本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提出一种高温高粉尘的烟气取样监测的装置，旨在为高温高粉尘的烟气的取样监测提供降温提纯处理后的取样烟气。如图1所示，本实用新型提出一种高温高粉尘的烟气取样监测的装置，本装置包括：取样探头组件10、取样管组件20、监测系统30及动力组件40，所述取样探头组件10的一端伸入烟气管道内提取烟气，其另一端与所述取样管组件20的一端相连；所述取样管组件20的另一端与所述监测系统30相连，所述动力组件40并联连接于所述监测系统30的出口段，以驱动取样烟气流动，其中，所述取样探头组件10用于提取烟气，对其进行一次降温提纯后，将其提供给取样管组件20；所述取样管组件20用于将取样烟气二次降温提纯后，将其传送至监测系统30；所述监测系统30用于将传送来的取样烟气进行实时监测。在本实施例中，在所述动力组件40的驱动下，取样烟气从烟气管道内提取到取样探头组件10，再经过取样管组件20流向监测系统30进行实时监测。在此，所述取样探头组件10不仅用于取样烟气的探测，还对高温高粉尘的烟气进行第一次降温提纯；所述取样管组件20不仅用于输送取样烟气，还对取样的高温高粉尘的烟气进行二次降温提纯。应该理解地是，这里所说的“二次”应该是隐含在整个取样烟气输送到监测系统30的途径中多次给高温高粉尘的烟气进行降温提纯处理，而不仅限于具体的“二次”。需要说明的是，所述监测系统30应做广义理解，泛指能对取样烟气进行一系列监测的元器件，有且不限于：量程标定装置、流量计和气体分析室。所述动力组件40设置于监测系统30的出口段，且并联相连，以提供足够的驱动力驱动取样烟气流动，协助对取样烟气的实时监测。本装置结构简单、节能环保、操作安全可靠，对高温高粉尘的烟气进行取样监测提供了一种实时监测装置。进一步地，所述取样探头组件10包括高温取样管11、制冷单元12及取样探头13，所述高温取样管11的进气口伸入烟气管道内，所述高温取样管11的出气口与所述制冷单元12的热风入口相连，所述制冷单元12的冷风出口与所述取样探头13的取样端相连，所述取样探头13的出样端与所述取样管组件20的一端相连。在本实施例中，具体讲述了一实施例中取样探头组件10的结构，在所述动力组件40的驱动下，取样烟气从烟气管道提取进入高温取样管11，再由高温取样管11流向制冷单元12进行降温后，流入取样探头13的取样端，从取样探头的出样端流出，完成所述取样探头组件10对取样烟气的第一次降温提纯。所述高温取样管11伸入待取样的烟气管道，所述高温取样管11伸入烟气管道内的进气端口设置为进气斜口，所述进气斜口的斜面朝向烟气气流的相反方向，以便于取样；所述制冷单元12连接所述高温取样管11的出气口，对取样的高温高粉尘的烟气的进行第一次降温；所述取样探头13连接所述制冷单元12的冷风出口，将第一次降温后的取样烟气进行第一次的提纯后送到它所连接的所述取样管组件20的一端。请参照图2，进一步地，在本实施例中，所述制冷单元12采用旋风冷阱装置12，所述的旋风冷阱装置12包括涡流盘管121、外套管122和控制阀123，所述涡流盘管121的热气入口与高温取样管11的出气口相连通，所述涡流盘管121的冷气出口与所述取样探头13的取样端相连通，所述外套管122设有三个开口段，所述外套管122的第一开口段1221横向环绕高温取样管11组成夹套管结构，所述第一开口段1221的下开口延伸至所述烟气管道，且与所述烟气管道内腔相通，所述第一开口段1221的上开口与外套管122的第二开口段1222的下开口相连通；所述外套管122的第二开口段1222横向环抱所述涡流盘管121组成夹套管结构，该开口段的上开口延伸至与所述涡流盘管121的冷气出口平齐的位置，且与所述取样探头13的取样端密封连接；所述外套管122的第三开口1223段横向设置在接近所述第二开口段1222上开口处的管壁上，且沿横向方向向外延伸出一延伸部；在所述延伸部中设置有控制阀123，以控制低温压缩气体的供给。在本实施施例中，具体地描述了所述制冷单元12的结构，所述制冷单元12采用夹套式旋风冷阱装置，通过该旋风冷阱装置的结构将高温取样烟气的温度可降至300℃以下，所述旋风冷阱制冷的原理：压缩气体通过所述外套管122的第三开口1223段沿涡流盘管外壁切线方向喷射入外套管122的第二开口段1222，形成自由涡流，压缩气体在外套管122的第二开口段1222内沿着涡流盘管121的外壁高速旋转着流经外套管122的第二开口段1222的下开口，再通过与外套管122的第二开口段1222相连通的第一开口段1221的上开口，从外套管122的第一开口段1221的下开口流入烟气管道内。在此过程中，由于自由涡流的旋转角速度不同，在自由涡流的层与层之间产生了摩擦，摩擦结果是将能量传递给外层部分角速度较低的气流，外层部分气流温度升高，中心层部分的气流失去能量，温度降低，同时，中心层部分分的气流又不断从涡流盘管121壁吸取涡流盘管121内的高温取样烟气的热量传递给外层部分气流，涡流盘管121内高温气流与中心层部分分的低温气流发生热交换，涡流盘管121内的高温气体得到快速降温，从涡流盘管121的冷气出口流出。而涡流外层部分的气流温度升高，形成热气流，流出烟气管道内。虽然经过热交换后流出烟气管道的气流温度有所提高，但与烟气管道内的烟气温度相比，相对来说还是低温气流，这样，流出烟气管道的所述低温压缩气流进一步地对烟气管道的取样烟气热交换，完成取样烟气的初始降温。值得一提地是，通过供给的低温压缩气体流出烟气管道时对高温取样管11将产生压力A，而从有一定气流流速的烟气管道内抽取取样烟气时对高温取样管11将产生压力B，为了平衡压力A与压力B之间的压力差，在所述第三开口1223段向外延伸出一段位置中设置有控制阀，通过控制低温压缩气体的供给，以平衡压力A与压力B之间的压力差，减缓烟气管道内的烟气对高温取样管11的冲刷，提高高温取样管11的使用寿命。进一步地，所述高温取样管11采用刚玉质材料制成。在本实施例中，为了进一步缓减烟气管道内的烟气对高温取样管11的冲刷，高温取样管11采用刚玉质材料制成，有效地抵抗烟气对高温取样管11的冲刷。进一步地，所述取样探头13内设置有粒子过滤器，所述粒子过滤器的滤芯采用耐高温碳化硅滤芯。在本实施例中，所述取样探头13采用一体化设计，其包括防护罩式壳体、内置于防护罩式壳体内腔的温控件、伸入防护罩式壳体内腔的采样管及与所述采样管连接的粒子过滤器，所述粒子过滤器纵向延伸至所述防护罩式壳体的输出口。取样烟气在所述取样探头的流经通道为：在动力组件的作用下，取样烟气从所述涡流盘管流入采样管的采样端，再由采样管进入所述防护罩式壳体内腔，经过粒子过滤器从所述防护罩式壳体的输出口流出。由此可知，采样管的采样端为所述取样探头的取样端，所述防护罩式壳体的输出口为所述取样探头的出样端；所述温控件设置于所述壳体的内腔，其具体位置不受限定，所述温控件为取样探头的常规配置，以保证取样烟气中的水气不冷凝成液态，有效地防止粒子过滤器滤芯的滤孔被封堵；所述粒子过滤器的滤芯采用耐高温碳化硅滤芯，该滤芯精度为小于或等于2μm，即可将取样烟气中2μm以下的液体或固体颗粒滤出滤芯，所述防护罩式壳体有效地集合滤出的颗粒于其腔内；所述碳化硅滤芯不仅耐高温、防硫、防腐，而且过滤通透率高，对取样烟气阻力小，承受压力的能力强。进一步地，所述取样管组件20包括取样管21、取样控制阀22、过滤减压阀23和过滤器24，所述取样管21连接所述取样探头13和所述监测系统30，沿该连接方向在所述取样管21上依次设置取样控制阀22、过滤减压阀23和过滤器24。进一步地，所述取样管21采用散热管。在本实施例中，所述取样管组件20不仅是连接取样探头组件10与监测系统30的桥梁，而且还对高温高粉尘的取样烟气进行二次降温提纯。取样管组件20通过取样控制阀22控制取样烟气的提供，通过取样管21的散热特性对取样烟气进行降温，通过过滤减压阀23和过滤器24的配合对取样烟气进行过滤。所述取样管21采用散热管有且不限于以下三种：钢管、不锈钢管和铜管，在本实施例中，采用厚度为8mm的不锈管。经测试，该段不锈钢管即便裸露在空气中，也可对取样烟气进一步降温至50℃以下或常温。所述过滤器24采用精密过滤器24，该过滤器24的滤芯精度小于或等于1μm，可进一步地过滤细小粉尘，保证取样烟气的纯净度。参照图1或图3，进一步地，所述动力组件40包括射流泵41、射流控制阀42、射流减压阀43和动力管道44，所述动力管道44并联连接所述监测系统30的出口段，从所述动力管道44与所述监测系统30的并联连接处到动力管道44的出/入口依次设置有射流泵41，射流控制阀42和射流减压阀43。在本实用新型中，所述动力组件40为驱动取样烟气流动的元器件组，为了提供取样烟气足够的驱动力，在本实施例中，通过射流控制阀42开启射流泵41，利用射流泵41的超强抽吸能力，将取样烟气向监测系统30的输出口抽出，再在所述动力管道44引入压缩空气作为驱动气体，将所抽出的取样烟气排出，所述射流减压阀43用于平衡压缩空气与取样烟气间的压力，以提高动力组件40的使用寿命。在本实用新型的另一较佳实施例中，本实用新型还提出第二种高温高粉尘的烟气取样监测的装置，该高温高粉尘的烟气取样监测的装置除了上述所述一种高温高粉尘的烟气取样监测的装置的特征外，还包括反吹控制箱50及在所述防护罩式壳体的输出端设置反吹口57，上述所述一种高温高粉尘的烟气取样监测的装置的具体结构参照上述实施例，由于第二种高温高粉尘的烟气取样监测的装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述反吹控制箱50为一集成箱体，它包括内反吹管51、外反吹管52及反吹气体管路53，所述内反吹管51和所述外反吹管52并联连接；所述内反吹管51的一端与所述取样管21连接，其另一端与所述反吹气体管路53连接；所述外反吹管52的一端与所述反吹口57的连接，其另一端与所述反吹气体管路53连通，其中，所述反吹气体管路53用于提供吹扫气体。在本实用新型的另一较佳实施例中，通过增设的反吹控制箱50来完成对取样探头13由内至外的吹扫任务。具体地，所述反吹控制箱50通过反吹气体管路53向内反吹管51提供吹扫气体，将粒子过滤器停留在滤芯的取样烟气颗粒吹扫出滤芯，集合于防护罩式壳体内腔；所述反吹控制箱50通过反吹气体管路53向外反吹管52提供吹扫气体，将所述防护罩式壳体内腔的滤出颗粒沿着取样烟气流向的反方向吹出，最终吹进烟气管道。所述反吹气体管路44上设置有吹扫减压阀56，所述吹扫减压阀56通过控制吹扫气体压力，进而控制内反吹管51和/或外反吹管52的吹扫强度。应该说明地是，在本实施例中，所述取样管21的一端与所述内反吹管51的水平段的连接点和第二竖直段的连接点相连通，其另一端与监测系统30相连接。进一步地，所述反吹控制箱还包括：内反吹控制阀54、外反吹控制阀55和吹扫减压阀56，所述内反吹控制阀54设置在所述内反吹管51上，以控制内反吹管51内吹扫气体的流量；所述外反吹控制阀55设置在所述外反吹管52上，以控制外反吹管52内吹扫气体的流量；所述吹扫减压阀56设置在所述内反吹管51与所述外反吹管52的并联节点和所述反吹气体管路53的连接段上，以控制反吹气体管路53中吹扫气体的气流压力。在本实施例中，通过内反吹控制阀54、外反吹控制阀55和吹扫减压阀56的间隔操作来实现对取样探头13的吹扫。所述间隔操作的实际操作如下：需要吹扫时，先打开吹扫减压阀56，然后打开内反吹控制阀54进行吹扫，吹扫一定时间后，关闭，然后开启外反吹控制阀55吹扫，吹扫一定时间后关闭，完成吹扫任务。采用本实用新型的装置在对取样烟气进行取样监测的较佳实验结果：至少可以得到常温高纯度的气体；从现场使用情况看，通过本装置可对1400℃、80～200g/nm3的高温高粉尘烟气进行取样监测。本实用新型技术方案通过所述取样探头组件10对所取样烟气进行一次降温提纯；通过所述取样管组件20对所取样烟气进行二次降温提纯，为所述监测系统30提供降温提纯后的取样烟气，以进行监测。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3