一种烟气预处理设备的制作方法

本实用新型属于烟气连续监测领域，具体地说，涉及一种烟气预处理设备。

背景技术：

CEMS是英文Continuous Emission Monitoring System的缩写，即烟气自动监控系统。 CEMS中经常使用的小量程红外分析仪时常出现数据波动漂移，回零现象。红外分析仪的工作原理是以非分散性IR辐射的吸收为基础，通过测量相关波段红外线的衰减率幅度来测量二氧化硫、氮氧化物气体的浓度。由于红外分析仪对水分子敏感，传统烟气预处理设备不能有效降低水汽含量，导致分析仪数据由于水分干扰而发生波动漂移的现象，使得无法准确测量二氧化硫的浓度。

有鉴于此特提出本实用新型。本实用新型使用了Nafion技术。Nafion是聚四氟乙烯和全氟-3，6-二环氧-4-甲基-7-癸烯-硫酸的共聚物。Nafion管除湿的驱动力是管内外的湿度差。Nafion管壁内的水分迁移是以Nafion材料中的高亲水性的磺酸基的化学亲和力为基础的。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种烟气预处理设备，该烟气预处理设备可有效去除待测烟气中的水分，将本实用新型中的烟气预处理设备应用到红外分析仪上，可解决烟气分析仪数据由于水分干扰而发生的波动漂移，使得红外分析仪可实时准确地测量二氧化硫的浓度。

具体地，本实用新型采用了如下的技术方案。

一种烟气预处理设备，包括干燥器，所述干燥器与分析仪连接，待测烟气进入所述分析仪前，使用所述干燥器去除待测烟气中的水分；所述干燥器包括内管和外管；所述干燥器的内管设置在所述干燥器外管内，成双层管状结构；所述干燥器内管的入口连接过滤器，出口连接分析仪；所述干燥器外管的入口连接气体压缩装置，出口连接大气环境；所述干燥器出口连接所述分析仪；所述分析仪是以非分散性IR辐射吸收为基础的红外分析仪。

进一步地，所述干燥器的内管为渗透干燥管；所述干燥器为渗透干燥器。

进一步地，所述待测烟气在干燥器内管中流动，因湿度差，水汽从干燥器内管内壁，传输至干燥器内管外壁，通过Nafion管的磺酸基。

进一步地，所述外管为反吹气管，反吹气为干燥、洁净、连续的空气或氮气，所述反吹气将内管外侧壁上的水汽带离内管外侧壁。

进一步地，所述反吹气的流速是内管湿烟气流速的两到三倍，且反吹气的流向与烟气的流向相反，使得所述反吹气有效地带走所述内管外侧壁上的水汽。

进一步地，所述外管与压缩空气供给装置或压缩氮气供给装置相连，用来保证反吹气的连续供给。

进一步地，所述过滤器包括，保护过滤器和模式过滤器；所述保护过滤器和所述模式过滤器通过管路连接。

进一步地，所述渗透干燥器与模式过滤器通过管路连接。

进一步地，所述保护过滤器与和酸式冷凝器相连接的采样泵相连接。

进一步地，所述烟气预处理设备安装在火力发电厂的脱硫出口处。

由于使用了渗透干燥器，在待测烟气进入分析仪前，对待测烟气进行有效地干燥，去除了对分析仪有较大干扰的水分，使得分析仪可实时稳定的测量二氧化硫等的浓度，避免了由水气干扰而产生的数据波动漂移。

渗透干燥器的内管有效地将待测烟气中的水分从内管内壁传递至外管外壁。由于渗透干燥器的内管由Nafion材料制成，Nafion材料去除烟气中水分的同时，保持待测烟气其他组分的不流失。因此，CEMS的红外分析仪可准确测量出二氧化硫的浓度。

渗透干燥器的外管，即反吹气管，反吹气的流速是内管湿烟气流速的两到三倍，且反吹气的流向与烟气的流向相反，使得所述反吹气有效地带走所述内管外侧壁上的水汽，保证了 Nafion管壁两侧的湿度差，更加有效地去除待测烟气中的水气。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1是本实用新型所公开的烟气预处理设备示意图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的一种烟气预处理设备进行详细描述。

如图1所示，在本发明的烟气预处理设备中，样气依次通过探头过滤器、采样探头、伴热管线、取样电磁阀、湿度仪、三通阀、冷凝器、采样泵、保护过滤器、模式过滤器和渗透干燥器，进入分析仪。

如图1所示，本发明的一种烟气预处理设备，包括干燥器，所述干燥器与分析仪连接，待测烟气进入所述分析仪前，使用所述干燥器去除待测烟气中的水分；所述干燥器包括内管和外管；所述干燥器的内管设置在所述干燥器外管内，成双层管状结构；所述干燥器内管的入口连接过滤器，出口连接分析仪；所述干燥器外管的入口连接气体压缩装置，出口连接大气环境；所述干燥器出口连接所述分析仪；所述分析仪是以非分散性IR辐射吸收为基础的红外分析仪。

本发明的所述干燥器的内管为渗透干燥管；所述干燥器为渗透干燥器。渗透干燥器的内管由Nafion材料构成。渗透干燥器的工作原理是利用湿度差，由于Nafion中的磺酸基有高亲水性，所以水气被作为渗透干燥器内管的Nafion管内壁吸收。只要Nafion管内外存在湿度差，水汽的迁移就会始终进行。

本发明的所述待测烟气在干燥器内管中流动；因湿度差，水汽从干燥器内管内壁，传输至干燥器内管外壁，通过Nafion管的磺酸基。由于磺酸基有很强的亲水性，水气会在Nafion 管管壁中，从一个磺酸基向另一个磺酸基传递，从内管内壁传递至内管外壁。

本发明的所述外管为反吹气管，反吹气为干燥、洁净、连续的空气或氮气，所述反吹气将内管外侧壁上的水汽带离内管外侧壁。由于反吹气是干燥的，干燥的反吹气与内管外壁上的水气充分接触，使得内管外壁上的水气快速蒸发，随反吹气一同进入大气。

本发明的所述反吹气的流速是内管湿烟气流速的两到三倍，且反吹气的流向与烟气的流向相反，使得所述反吹气有效地带走所述内管外侧壁上的水汽。如果内管外壁的水气蒸发速度慢，可以提高反吹气的流速。

本发明的所述外管与压缩空气供给装置或压缩氮气供给装置相连，用来保证反吹气的连续供给。因为反吹气的作用是加速蒸发干燥器内管外壁上的水汽，水不会与空气中的氧气反应，因此可以选用压缩空气供给装置。压缩空气供给装置要比压缩氮气供给装置有价格上的优势，优选地，可以使用压缩空气供给装置。

如图1所示，本发明的所述过滤器包括，保护过滤器和模式过滤器；所述保护过滤器和所述模式过滤器通过管路连接。过滤器过滤待测烟气中的固体，尤其是细小的固体颗粒。保护过滤器可以过滤烟气中小分子颗粒物，模式过滤器适用于更细小的固体颗粒。

本发明的所述渗透干燥器与模式过滤器通过管路连接。模式过滤器的滤管可以由不锈钢或玻璃构成，其可以直接和渗透干燥器的内管相连通。

本发明的所述保护过滤器与和酸式冷凝器相连接的采样泵相连接。酸式冷凝器比普通冷凝器有更好的除湿效果。

本发明的所述烟气预处理设备安装在火力发电厂的脱硫出口处，与所述红外分析仪连通。所述红外分析仪主要用于测量SO2的浓度，也可测量SO3、NO、NO2、HCl、HF、O2、CO等的浓度。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。