专利名称：一种气体预处理方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体的处理，特别涉及一种去除气体中水分的方法和装置。
背景技术：
为了有效地监控各地有害气体的排放情况，目前多采用气态组分监测系统监测管 道内各种有害气体的浓度，并将所述测得参数输送到环保监控部门，以便根据测得参数采 取相应策略措施。目前，广泛使用的气态组分监测系统都包括采样装置、伴热管线、冷凝除水装置以 及红外监测装置。具体的工作方式为被测烟气经过取样装置采样后，经全程伴热管通到冷 凝装置(比如压缩机制冷器)中去除烟气中的水分，然后应用红外测量装置测得冷凝后气 体的各组分如二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物、氧气等浓度。上述监测系统有以下不足1、烟气中通常含一定量的粉尘、腐蚀性气体(如氟化氢、氯化氢等气体)、有机物 (苯、芳香烃、高碳聚合物)、无机盐等，在冷凝处理时，这些气体会溶于冷凝水而形成具有 较强腐蚀性的酸性溶液或是形成污垢或是沉淀，对预处理管路和接头产生损伤和堵塞。特 别是在具有高湿、强腐蚀和成分复杂的烟气环境下，对预处理流路影响非常严重。2、由于烟气中的二氧化硫、氮氧化物、氯化氢等气体易溶于水，采用冷凝方法将导 致二氧化硫等气体监测时数据误差较大。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提出了一种可有效去除气体中水分的预处理 方法及装置，以及应用上述方法和装置的气态组分监测方法和系统。一种气体预处理方法，包括以下步骤a、气体被通入密封容器内的水中，气体中的部分水分停留在水中，气体中溶于水 的气体成分也溶解于密封容器内的水中；b、对从水中排出的气体进行汽水分离，分离出的水流入所述密封容器内，分离出 的气体流向下游；在上述过程中，密封容器内的水量逐步增多；当水面超出设定的液位后，高于所述 液位的水被排出密封容器。本发明还提出了一种应用上述预处理方法的气态组分监测方法，包括以下步骤a、取样步骤取样管道内的烟气，取得的烟气经过伴热后传输到加热气体室；b、测量步骤测量出加热气体室内至少一种第一类气态组分的浓度；C、除水步骤除去从加热气体室排出烟气中的水分，具体为
Cl、烟气被通入密封容器内的水中，烟气中的部分水分停留在水中，烟气中溶于水 的气体成分溶解于密封容器内的水中；c2、对从水中排出的气体进行汽水分离，分离出的水流入所述密封容器内，分离出 的气体流向下游；在上述过程中，密封容器内的水量逐步增多；当水面超出设定的液位后，高于所述 液位的水被排出密封容器；d、测量出除水后气体中至少一种第二类气态组分的浓度。进一步，所述第一类被测气态组分是易溶于水的气体。进一步，所述第二类被测气态组分是难溶于水的气体。作为优选，所述第一类、第二类被测气态组分浓度使用吸收光谱技术或拉曼光谱 技术或荧光光谱技术或电化学技术或顺磁技术测量。进一步，在所述步骤c、d之间还有一过滤步骤，以过滤掉烟气中的固态/液态颗粒 物。为了实现上述预处理方法，本发明还提出了这样一种气体的预处理装置，包括密 封的容器、进气通道、排水通道和汽水分离单元；所述进气通道的一端开口于密封的容器外，另一端开口于密封的容器内；所述排水通道的一端开口于密封容器内，另一端开口于密封容器外；在密封容器 内，排水通道的开口端位置高于进气通道的开口端；所述气液分离单元具有进气端、出气端和排水端，所述进气端、排水端分别与密封 容器内连通。本发明还提出了一种应用上述预处理装置的气态组分监测系统，包括取样装置，用于取样管道内的烟气；伴热管线，用于将取样后的烟气伴热输送到加热气体室；加热气体室；第一测量装置，用于测量加热气体室内至少一种第一类被测气态组分的浓度；除水装置，用于除去从加热气体室排出的烟气中的水分；所述除水装置包括密封 的容器、进气通道、排水通道和汽水分离单元；所述进气通道的一端开口于密封的容器外， 另一端开口于密封的容器内；所述排水通道的一端开口于密封容器内，另一端开口于密封 容器外；在密封容器内，排水通道的开口端位置高于进气通道的开口端；所述气液分离单 元具有进气端、出气端和排水端，所述进气端、排水端分别与密封容器内连通；第二测量装置，测量除水后气态物质中的至少一种第二类被测气态组分浓度的第 二测量装置。作为优选，所述第一测量装置、第二测量装置分别包括吸收光谱或拉曼光谱或荧 光光谱或电化学或顺磁分析装置。进一步，在除水装置和第二测量装置之间设置过滤装置，用于滤掉烟气中的固态 和/或液态颗粒物。与现有技术比较，本发明具有以下有益效果1、预处理中利用密封容器内的水对样气进行冷凝，解决了原有冷凝装置中一些不 溶于水，但在低温下析出的物质沉积在水中，后续和水一起排放。同时易溶于水的气体也会溶于水中，这样就能减少后端的腐蚀和堵塞情况。2、该除水装置利用烟气中的本身冷凝水进行水循环，解决了利用外来水带来的烟 气样气污染。对排出密封容器的气体作进一步的汽水分离，把一定温度下挥发的水汽分离 回流。
图1是本发明的除水装置的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。实施例—种气态组分监测系统，包括取样装置、伴热管线、加热气体室、第一测量装置、除 水装置及第二测量装置。所述取样装置设置在管道上，伴热管线的两端分别连接取样装置和加热气体室。所述第一测量装置安装在仪表柜中，是一套应用紫外差分吸收光谱技术的测量装 置，具体包括光源、第一和第二光纤、分光器件、探测器和分析模块。光源发出的测量光通过 第一光纤输出到加热气体室，穿过加热气体室内烟气的测量光再通过第二光纤传输，之后 被分光器件分光，并被探测器转换为电信号，分析模块分析所述电信号即可得到至少一种 第一类被测气态组分的浓度。如图1所示，所述除水装置包括密封的容器40、进气通道、排水通道和汽水分离单 元42 ；所述进气通道的一端410开口于密封的容器外，另一端411开口于密封的容器内；所 述排水通道的一端430开口于密封容器内，另一端开口于密封容器外；在密封容器内，排水 通道的开口端430位置高于进气通道的开口端411 ；所述气液分离单元42具有进气端420、 出气端421和排水端422，所述进气端420、排水端422分别与密封容器内连通。所述第二测量装置11是一套应用半导体激光吸收光谱技术的测量装置，包括激 光器、探测器和分析单元。激光器发出的测量光穿过除水后的气体，之后被探测器接收并转 换为电信号，分析单元通过分析测量光在通过气体时的衰减，从而得出除水后气态物质中 的至少一种第二类被测气态组分浓度。本发明还揭示了一种气态组分监测方法，包括如下步骤a、取样步骤取样装置取样管道内的烟气，取得的烟气经过伴热管线传输到加热气体室；b、测量步骤利用第一测量装置测量加热气体室内至少一种第一类气态组分的浓度，具体方式 为光源发出的测量光通过第一光纤输出到加热气体室，穿过加热气体室内烟气的测 量光再通过第二光纤传输，之后被分光器件分光，并被探测器转换为电信号，分析模块分析 所述电信号即可得到至少一种第一类被测气态组分的浓度；所述第一类被测气态组分主要 是那些如果不在所述加热气体室内测量，其测量结果可能会失真的气态组分，比如氨气、二 氧化硫、三氧化硫、二氧化氮、氯化氢、氟化氢等一些易溶于水的气体和温度降低后其浓度会发生变化的气态金属(如锌、铅或汞等)以及气态金属化合物(如氯化汞或氯化银等)；C、除水步骤利用上述除水装置去除从加热气体室排出烟气中的水分，具体为Cl、烟气通过进气通道被通入密封容器内的水中，烟气中的部分水分(气态水)留 在水中，烟气中溶于水的气体成分(如氨气、二氧化硫、三氧化硫、二氧化氮、氯化氢、氟化 氢等气体)也溶解于密封容器内的水中，而且烟气中的气态金属(如锌、铅或汞等)以及气 态金属化合物(如氯化汞或氯化银等)也会由于温度降低而留在水中；c2、利用汽水分离单元对从水中排出的气体进行汽水分离，分离出的水流入所述 密封容器内，分离出的气体流向下游以待进一步分析；d、利用第二测量装置测量出除水后气体中至少一种第二类气态组分的浓度，具体 方式为激光器发出的测量光穿过除水后的气体，之后被探测器接收并转换为电信号，分 析单元通过所述电信号从而得知除水后气体中至少一种第二类气态组分的浓度，如一氧化 碳等一些难溶于水的气体的浓度；在上述过程中，密封容器内的水量逐步增多；当水面超出设定的液位后，高于所述 液位的水被排出密封容器。上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。实施例中列举了两种气态组 分的测量技术，当然还可以是其它形式，如电化学技术、荧光光谱分析技术、顺磁分析技术 等。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明做出的任何形式的改变均应落入本发明的保 护范围之内。
权利要求
一种气体的预处理方法，包括以下步骤a、气体被通入密封容器内的水中，气体中的部分水分停留在水中，气体中溶于水的气体成分也溶解于密封容器内的水中；b、对从水中排出的气体进行汽水分离，分离出的水流入所述密封容器内，分离出的气体流向下游；在上述过程中，密封容器内的水量逐步增多；当水面超出设定的液位后，高于所述液位的水被排出密封容器。
2.一种气态组分监测方法，包括以下步骤a、取样步骤取样管道内的烟气，取得的烟气经过伴热后传输到加热气体室；b、测量步骤测量出加热气体室内至少一种第一类气态组分的浓度； C、除水步骤除去从加热气体室排出烟气中的水分，具体为Cl、烟气被通入密封容器内的水中，烟气中的部分水分停留在水中，烟气中溶于水的气 体成分也溶解于密封容器内的水中；c2、对从水中排出的气体进行汽水分离，分离出的水流入所述密封容器内，分离出的气 体流向下游；在上述过程中，密封容器内的水量逐步增多；当水面超出设定的液位后，高于所述液位 的水被排出密封容器；d、测量出除水后气体中至少一种第二类气态组分的浓度。
3.如权利要求2所述的监测方法，其特征在于所述第一类被测气态组分是易溶于水 的气体。
4.如权利要求2所述的监测方法，其特征在于所述第二类被测气态组分是难溶于水 的气体。
5.如权利要求2所述的监测方法，其特征在于所述第一类、第二类被测气态组分浓度 使用吸收光谱技术或拉曼光谱技术或荧光光谱技术或电化学技术或顺磁技术测量。
6.如权利要求2所述的监测方法，其特征在于在所述步骤c、d之间还有一过滤步骤， 以过滤掉烟气中的固态/液态颗粒物。
7.一种气体的预处理装置，包括密封的容器、进气通道、排水通道和汽水分离单元； 所述进气通道的一端开口于密封的容器外，另一端开口于密封的容器内；所述排水通道的一端开口于密封容器内，另一端开口于密封容器外；在密封容器内，排 水通道的开口端位置高于进气通道的开口端；所述气液分离单元具有进气端、出气端和排水端，所述进气端、排水端分别与密封容器 内连通。
8.一种气态组分监测系统，包括 取样装置，用于取样管道内的烟气；伴热管线，用于将取样后的烟气伴热输送到加热气体室； 加热气体室；第一测量装置，用于测量加热气体室内至少一种第一类被测气态组分的浓度； 除水装置，用于除去从加热气体室排出的烟气中的水分；所述除水装置包括密封的容 器、进气通道、排水通道和汽水分离单元；所述进气通道的一端开口于密封的容器外，另一 端开口于密封的容器内；所述排水通道的一端开口于密封容器内，另一端开口于密封容器 外；在密封容器内，排水通道的开口端位置高于进气通道的开口端；所述气液分离单元具 有进气端、出气端和排水端，所述进气端、排水端分别与密封容器内连通；第二测量装置，测量除水后气态物质中的至少一种第二类被测气态组分浓度的第二测 量装置。
9.如权利要求8所述的监测系统，其特征在于所述第一测量装置、第二测量装置分别 包括吸收光谱或拉曼光谱或荧光光谱或电化学或顺磁分析装置。
10.如权利要求8所述的监测系统，其特征在于在除水装置和第二测量装置之间设置 过滤装置，用于滤掉烟气中的固态和/或液态颗粒物。
全文摘要
本发明涉及一种气体的预处理方法，包括以下步骤a、气体被通入密封容器内的水中，气体中的部分水分停留在水中，气体中溶于水的气体成分也溶解于密封容器内的水中；b、对从水中排出的气体进行汽水分离，分离出的水流入所述密封容器内，分离出的气体流向下游；在上述过程中，密封容器内的水量逐步增多；当水面超出设定的液位后，高于所述液位的水被排出密封容器。本发明还公开了一种实现上述方法的装置。
文档编号G01N1/28GK101949789SQ20101025574
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月16日 优先权日2010年8月16日
发明者李科, 翁兴彪, 黄德承 申请人:聚光科技(杭州)股份有限公司