一种动态调节氢氧浓度的配气装置的制作方法

1.本实用新型涉及核电废气处理技术领域，更具体的说，特别涉及一种动态调节氢氧浓度的配气装置。


背景技术：

2.氢能源是一种燃烧热值高、存量丰富、对环境无污染的绿色可持续发展能源，是公认的清洁无污染(零碳)、可再生、储量丰富的新型二次能源。现有技术大多注重于氢氧气体的前处理，用于涉及氢气的各个领域，但是现有技术并未关注氢、氧浓度非恒定的连续流动气体中，氢氧浓度按比例调节的动态配气过程。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种动态调节氢氧浓度的配气装置，其结构简单、功能可靠也易于实现，并能实现氢氧浓度的动态调节。
4.为了解决以上提出的问题，本实用新型采用的技术方案为：
5.一种动态调节氢氧浓度的配气装置，用于对主管路内的气体进行配气；该配气装置包括气体取样泵、氢氧测量模块、信号处理模块、气体流量计和质量流量计；
6.所述气体取样泵与主管路并联设置，并联的管路上依次设置有连接所述气体取样泵的氢氧测量模块、连接所述氢氧测量模块的信号处理模块，所述氢氧测量模块连接所述主管路；所述主管路上还设置气体流量计，所述气体流量计连接所述信号处理模块；所述信号处理模块连接质量流量计，所述质量流量计分别连接所述主管路和外部气体管路。
7.进一步的，所述气体取样泵和氢氧测量模块之间设置气体干燥模块。
8.进一步的，所述气体取样泵与所述主管路之间设置第一阻火器。
9.进一步的，所述氢氧测量模块与所述主管路之间设置第二阻火器。
10.进一步的，所述质量流量计与主管路之间设置电动调节阀。
11.进一步的，所述质量流量计与外部气体管路之间还连接气体过滤器。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
13.本实用新型中通过气体取样泵抽取主管路中的待处理气体，通过氢氧测量模块测量得到氢浓度和氧浓度，气体流量计测量得到待处理气体中的气体流量，信号处理模块根据氢浓度、氧浓度和气体流量计算得到外部气体配入的质量流量，即通过质量流量计配入外部气体，从而实现对主管路内氢浓度和氧浓度进行调节，整个装置的结构简单、功能可靠也易于实现，并能实现氢氧浓度的动态调节。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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获得其他的附图。其中：
15.图1为本实用新型中动态调节氢氧浓度的配气装置的原理示意图。
具体实施方式
16.除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
17.本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。
18.此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
19.参阅图1所示，本实用新型提供一种动态调节氢氧浓度的配气装置，用于调节主管路100中的氢氧浓度。
20.所述配气装置包括气体取样泵1、气体干燥模块2、氢氧测量模块3、信号处理模块4、气体流量计5和质量流量计。
21.所述气体取样泵1与主管路100并联设置，并联的管路上依次设置有连接所述气体取样泵1的气体干燥模块2、连接所述气体干燥模块2的氢氧测量模块3、连接所述氢氧测量模块3的信号处理模块4，所述氢氧测量模块3连接所述主管路100。所述主管路100上还设置气体流量计5，所述气体流量计5连接所述信号处理模块4。所述信号处理模块4连接质量流量计，所述质量流量计分别连接所述主管路100和外部气体管路。
22.具体的，所述信号处理模块4分别连接第一质量流量计6、第二质量流量计7和第三质量流量计8，所述第一质量流量计6、第二质量流量计7和第三质量流量计8都与所述主管路100连接，并分别对应氢气管路、氧气管路和氮气管路。
23.进一步的，所述气体取样泵1与所述主管路100之间设置第一阻火器8。
24.进一步的，所述氢氧测量模块3与所述主管路100之间设置第二阻火器10。
25.本实施例中，所述气体取样泵1、氢氧测量模块3与主管路100之间分别设置第一阻火器8和第二阻火器10，即将待处理气体从主管路100抽出后、以及返回主管路100之前分别通过阻火器，能够避免主管路100内燃烧或爆燃，避免对氢氧测量模块3产生影响，从而保证配气装置工作的可靠性。
26.进一步的，所述质量流量计与主管路100之间设置电动调节阀，用于调节外部气体通入主管路100内的速度。具体的，所述第一质量流量计6、第二质量流量计7和第三质量流量计8分别与主管路100之间对应设置第一电动调节阀11、第二电动调节阀12和第三电动调
节阀13。
27.进一步的，所述质量流量计与外部气体管路之间还连接气体过滤器，用于过滤外部气体中的杂质颗粒或液滴。具体的，所述第一质量流量计6、第二质量流量计7和第三质量流量计8分别连接第一气体过滤器14、第二气体过滤器15和第三气体过滤器16。
28.本实施例中提供的动态调节氢氧浓度的配气装置的工作过程如下：
29.所述气体取样泵1从主管路100中将待处理气体抽出，经气体干燥模块2除去待处理气体中的水蒸气。干燥后的待处理气体输送至氢氧测量模块3进行分析，分析后的待处理气体再返回主管路100。所述氢氧测量模块3能够实时测定待处理气体中的氢浓度和氧浓度，所述气体流量计5能够测定待处理气体的气体流量，所述信号处理模块4接收所述氢浓度、氧浓度和气体流量并进行判断。
30.所述信号处理模块4判断氢浓度与氧浓度的比例关系，若氢浓度与氧浓度比值大于2，那么说明主管路100中的氢气过量，根据氢浓度、氧浓度以及气体流量计算需要配入的氧气的流量；若氢浓度与氧浓度比值小于2，那么说明主管路100中的氧气过量，计算需要配入的氢气的流量；若氢浓度与氧浓度比值等于2，那么主管路100中的氢气与氧气的比例正好满足复合反应要求，此时无须配入氢气或氧气。若氧气过量并且氧浓度超过2％，配入氢气后氢浓度将超过4％，那么输入氮气将氧气稀释至2％以下再配入氢气；若氢浓度超过(包含)4％，那么主管路100内的气体存在燃烧或爆燃风险，那么配入氮气，将氢气稀释至3.5％以下。
31.信号处理模块4将判断结果及时通过信号传输至质量流量计(包括第一质量流量计6、第二质量流量计7和第二质量流量计8)，并将相应氢气、氧气或氮气通过对应的气体管路输入至主管路100内。氢气、氧气、氮气在通过质量流量计之前通过相应气体过滤器，将气体中的杂质颗粒或液滴过滤掉。
32.本实用新型中通过气体取样泵1抽取主管路100中的待处理气体，通过氢氧测量模块3测量得到氢浓度和氧浓度，气体流量计5测量得到待处理气体中的气体流量，信号处理模块4判断氢氧浓度与2:1的关系，并根据氢浓度、氧浓度和气体流量计算得到外部气体配入的质量流量，即通过对应的质量流量计配入合适的外部气体(即氢气、氧气和氮气)，从而实现对主管路100内氢浓度和氧浓度进行调节，将氢浓度和氧浓度调节为2:1关系，整个装置的结构简单、功能可靠也易于实现，并能实现氢氧浓度的动态调节。
33.下面通过具体实例来进一步说明本实施例中配气装置的工作过程：
34.若所述主管路100中的气体流量为125nm3/h，通过气体流量计5测定得到。在所述主管路100中预先配入氢气，使得氢浓度达到2.1％，其它气体成分为氮气。气体取样泵1以4.8l/min流量，将待处理气体经第一阻火器9从主管路100中抽出，待处理气体经气体干燥模块2冷凝其中的水蒸气后，输送至氢氧测量模块3中，实时测定待处理气体中的氢浓度和氧浓度。通过信号处理模块4根据接收到的氢浓度、氧浓度和气体流量并进行分析处理后，自动启动氧气管路对应的第二质量流量计7，并经第二电动调节阀12进行调节配入22l/min氧气，配气后的氢浓度和氧浓度比值为1.98。
35.若所述主管路100中气体流量为125nm3/h，通过气体流量计5测定得到。在所述主管路100中预先配入氧气，使得氧浓度达到1.5％，其它气体成分为氮气。气体取样泵1以4.8l/min流量，将待处理气体经第一阻火器9从主管路100中抽出，待处理气体经气体干燥
模块2冷凝其中的水蒸气后，输送至氢氧测量模块3中，实时测定待处理气体中的氢浓度和氧浓度。通过信号处理模块4根据接收到的氢浓度、氧浓度和气体流量并进行分析处理后，自动启动氢气管路对应的第一质量流量计6，并经第一电动调节阀11进行调节，配入63l/min氢气，配气后的氢浓度和氧浓度比值为2.03。
36.若所述主管路100中气体流量为125nm3/h，通过气体流量计5测定得到。在所述主管路100中预先配入氢气，使得氢浓度达到4.5％，其它气体成分为氮气。气体取样泵1以4.8l/min流量，将待处理气体经第一阻火器9从主管路100中抽出，待处理气体经气体干燥模块2冷凝其中的水蒸气后，输送至氢氧测量模块3中，实时测定待处理气体中的氢浓度和氧浓度。通过信号处理模块4根据接收到的氢浓度、氧浓度和气体流量并进行分析处理后，自动启动氮气管路对应的第三质量流量计8，并经第三电动调节阀13进行调节，配入380l/min氮气，配气后氢浓度降低至3.8％。
37.若所述主管路100中气体流量为125nm3/h，通过气体流量计5测定得到。在所述主管路100中预先配入氢气和氧气，使得氢浓度和氧浓度达到2.8％和0.9％，其它气体成分为氮气。气体取样泵1以4.8l/min流量，将待处理气体经第一阻火器9从主管路100中抽出，待处理气体经气体干燥模块2冷凝其中的水蒸气后，输送至氢氧测量模块3中，实时测定待处理气体中的氢浓度和氧浓度。通过信号处理模块4根据接收到的氢浓度、氧浓度和气体流量并进行分析处理后，自动启动氧气管路对应的第二质量流量计7，并经第二电动调节阀12进行调节，配入11l/min氧气，配气后的氢浓度和氧浓度比值为1.95。
38.本实施例中，在主管路100内的气体压力为-0.04～0.01mpa范围内，温度为10～60℃范围内，将气体中氢浓度设定为0～4％任意值、氧浓度设定为0～2％任意值时，通过所述配气装置完成自动配气，配气后氢浓度与氧浓度比值为2
±
0.2，即整个配气装置的结构简单、功能可靠，也易于实现，并能实现可靠配气。
39.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。