一种烟气采样器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种烟气采样器，包括相互连通的烟气采样筒和射流泵，所述烟气采样筒通过连接件固定于烟囱测试输出口，所述烟气采样筒内设有过滤装置和声速孔，其中，过滤装置环绕而成采样腔，所述声速孔伸入于采样腔之中，烟囱导出的烟气经过滤装置过滤后，导入声速孔采样，在采样腔与射流泵之间设有标气采样通道，所述声速孔分别与标气采样通道和射流泵相连通，当对系统定标时，所述标准气体由标气采样通道引入至采样腔的声速孔中，与烟气相混合后，经射流泵导出至分析仪进行检测校准；当测定烟气时，烟气经过滤装置过滤，经由声速孔导入射流泵中进行稀释后，导出至分析仪进行烟气浓度检测。
【专利说明】一种烟气采样器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及环境监测技术，尤其是指一种对连续烟气浓度定量分析的采样器。
【背景技术】
[0002]目前CEMS系统中烟气采样的两种主流技术主要采用热管采样和稀释采样。其中，热管采样技术的原理为:烟气经除尘后，通过加热、保温的采样管，使温度维持在120°C左右，防止烟气中水份结露所造成二氧化硫溶解形成的损失，然后直接送往可以对高湿气体进行分析的分析仪，或经过多级除湿、降温后再送往分析仪分析。稀释采样技术的原理为:利用纯净的零空气与烟气按一定比例进行混合，使混合后的烟气的露点温度降至环境温度以下，待分析的烟气样气可以在不需加热的情况下传输至分析仪进行分析。目前国外普遍采用的采样方法为稀释采样法，约占欧美CEM系统市场的85%以上，其中声速孔稀释采样技术在连续烟气成分定量分析中得到广泛的应用。
[0003]在现有的烟气采样器结构中，烟气中含有大量腐蚀性较强的气体成分，过滤材料有被腐蚀的风险，稀释采样系统的寿命较短；另外，烟气中含有大量的烟尘，经采样管进入过滤系统，国内外大部分通过多级过滤及配套反吹系统防止探头堵塞。现有的石英过滤器，制作成本较高，需要配合粗过滤器一起使用。并且，标气入口与烟气采样口不一致，导致系统测试存在误差。过滤步骤繁琐，极不利于清洗及更换滤芯，因此不适用于长期连续使用。此外，用精过滤网附着在声速孔外，导致样气与声速孔之间存在一定的压差，影响了样气采样流量，不利于稀释探头恒定配比，影响分析结果。
实用新型内容
[0004]基于现有技术的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种结构紧凑、检测精度高、维护方便且低成本的烟气采样器，以适用于实时烟气浓度测定的需要。
[0005]本实用新型提供了一种烟气采样器，包括相互连通的烟气采样筒和射流泵，所述烟气采样筒通过连接件固定于烟?测试输出口，所述烟气采样筒内设有过滤装置和声速孔，其中，过滤装置环绕而成采样腔，所述声速孔伸入于采样腔之中，烟?导出的烟气经过滤装置过滤后，导入声速孔采样，在采样腔与射流泵之间设有标气采样通道，所述声速孔分别与标气采样通道和射流泵相连通，当对系统定标时，所述标准气体由标气采样通道引入至采样腔的声速孔中，与烟气相混合后，经射流泵导出至分析仪进行检测校准；当测定烟气时，烟气经过滤装置过滤，经由声速孔导入射流泵中进行稀释后，导出至分析仪进行烟气浓度检测。
[0006]优选地，所述过滤装置包括两层，其外层为过滤层，内层为透气层，过滤装置与连接件组成封闭的采样腔，所述声速孔伸入所述采样腔中，经过滤层过滤后的烟气，由透气层导入采样腔中的声速孔中进行取样。所述过滤层为陶瓷层，所述透气层为网孔层。通过双层的过滤装置对烟气进行净化，一层过滤，一层透气，两层相互包裹，提高了净化的效率，利用了陶瓷的耐腐蚀和多孔性，提高了声速孔的寿命，避免其因烟气杂质而发生堵塞的现象。
[0007]优选地，所述射流泵的一端设有混合气排出口，通过所述混合气排出口与分析仪相连通，以输出混合气体进行浓度检测；另一端设有零气进气口，通过零气进气口向射流泵导入高压纯净气体，使高压纯净气体与烟气相混合，稀释烟气的浓度。所述零气进气口与混合气排出口相对且相通。
[0008]优选地，所述声速孔与射流泵之间通过混合管道连通，烟气经声速孔导入混合管道，传输至射流泵中。所述混合管道的一端设有压力传感器，以测定混合管道中的真空度。
[0009]优选地，所述连接件为工字形法兰，所述连接件的一端安装于烟?上，所述连接件的另一端固定过滤装置和标气接入装置，所述混合管道由连接件的通孔中导入过滤装置之中，以将标准气体导入混合通道中。
[0010]优选地，所述声速孔两端的压力差为0.46倍以上。所述标准气体为去除粉尘后的烟气；所述高压纯净气体为零气发生器产生的零空气；所述真空度的范围是54.716-101.325KPa。
[0011]与现有技术相比，本实用新型烟气采样器具有以下优点:
[0012]I)将标气进气口与声速孔相连通，在系统标定时，将标准气体经声速孔直接导入混合通道中，与烟气相混合，标准气体的进入通道和采样烟气的进入通道相同，与采样烟气入口保持一致性，减少了烟气在不同管道中流通产生的误差；
[0013]2)声速孔设置于过滤装置之内，采样烟气与声速孔之间不存在压差，避免了烟气采样流量的偏差，降低了对声速孔稀释配比的影响，提高了检测的精密度。
[0014]3)同时，所述过滤装置采用双层结构，外层选用陶瓷材料作为过滤层，利用了陶瓷耐腐蚀，多孔性的特性，提高了过滤装置的使用寿命和过滤效率，大大降低了维护的成本，内层采用了多孔的网状结构，让过滤后的烟气通入采样腔中，也减少了过滤的步骤，提高了过滤的效率。
[0015]4)在混合通道上设置压力传感器，可根据当前射流泵的真空度实时调整导入高压纯净气体的流量。采用工字形法兰将烟?、烟气采样筒、标气接入装置和射流泵装配在一起，整体结构紧凑简洁，易于装配和拆卸，方便维护或更换滤芯。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型烟气采样器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]参照图1所示，本实用新型提供了一种烟气采样器，包括相互连通的烟气采样筒I和射流泵2，所述烟气采样筒I通过连接件3固定于烟? 200的测试输出端，所述烟气采样筒I用于收集并过滤由烟囱测试输出端导入的烟气。所述烟气采样筒I内设有过滤装置4和声速孔5，由过滤装置4环绕而成采样腔，所述声速孔5伸入于采样腔的中部，用于收集过滤后的烟气。在烟采样腔与射流泵2之间设有标气采样通道，所述声速孔5分别与标气采样通道和射流泵2相连通，经由烟?导出的烟气，由通孔进入烟气采样筒I之中，然后，在进入采样腔时，经过滤装置4滤除去烟气中的大部分杂质后，导入声速孔5之中采集烟气样品。当对系统定标时，所述标准气体由标气采样通道引入至采样腔的声速孔中，与烟气相混合后，经射流泵2导出至分析仪进行检测校准；当测定烟气时，烟气经过滤装置4过滤后，经由声速孔5导入射流泵2中进行稀释后，导出至分析仪进行烟气浓度检测。
[0018]其中，所述连接件3为工字形法兰，其设有两个固定底盘，第一固定底盘301和第二固定底盘302，两者通过环形臂连接组成封闭的烟气采样筒1，所述烟气采样筒I为封闭的腔体。在第一固定底盘301的中部开设有第一通孔301a，通过所述第一通孔301a将第一固定底盘301套接于烟囱200的测试输出口，将连接件3与烟囱200装配为一体，同时，由烟囱200导出的烟气通过通孔301a导入烟气采样筒I之中，所述第一通孔301a既起到连接装配的作用，又起到了贯通烟气的作用。所述第二固定底盘302设于烟气采样筒I的另一端，其中部亦开设有第二通孔302a，所述第二通孔302a与第一通孔301a相对设置成一条直线。所述过滤装置4内置于烟气采样筒I之中，外周设有一定间隙的空腔，以让烟气具有一定的空间收容。所述声速孔两端的压力差为0.46倍以上。
[0019]所述过滤装置4包括两层，其外层为过滤层40，内层为透气层42，过滤装置4与连接件3组成封闭的采样腔44。在本实施例中，所述过滤层40为陶瓷层，所述透气层42为网孔层。所述过滤层40包裹于透气层42的外周壁，过滤装置4的底部由封闭金属板制成。烟气由烟?的第一通孔301a导入烟气采样筒I之中，经过滤装置4的过滤层40进行过滤，陶瓷材料吸附烟气中的大颗粒杂质后，烟气经透气层42的网孔进入采样腔44中，由声速孔5导入至射流泵2进行稀释取样检测。采用多空陶瓷作为过滤层的材料，通过陶瓷中的孔隙多烟气中的大颗粒杂质进行吸附，吸附效率高，且具有抗腐蚀的性能，耐腐蚀性强，避免了烟气对声速孔5的腐蚀，延长了其使用寿命，减少了维护的工作量。
[0020]所述连接件3的第二固定底盘302上固定过滤装置4和标气接入装置6，所述过滤装置4收纳于烟气采样筒I之中。标气接入装置6装配于第二固定底盘302的另一侧，其设有相互连通的标气进气口 60和标气导入通道62，标气进气口 60与标气输送装置62连通，用于标定采样系统的标准气体由标气进气口 60中导入至标气导入通道62，所述标气导入通道62与过滤装置4和声速孔5相通。当进行系统标定时，标准气体经标气导入通道62进入采样腔44中，由声速孔5经混合通道进入射流泵2中，导出至分析仪进行标气与烟气混合气体的浓度测定，将测定的浓度值作为标准参考值，将测定的烟气浓度值与标准参考值的差值为实际的烟气浓度值，通过标准气体对系统进行标定，减小测量误差，提高测量的准确性。此时，标准气体通过标气导入通道62直接通入声速孔5的前端，保持与所采样的烟气入口一直的原则，对系统进行标定，提高了烟气测量的精确度。所述标准气体为去除粉尘后的烟气。
[0021]所述射流泵2固定于标气接入装置6上，射流泵2呈筒状结构，其两端设有相通且相对的混合气排出口 20和零气进气口 22，所述混合气排出口 20与分析仪相连通，零气进气口 22与零气传输装置相连通，在射流泵2与声速孔5之间通过混合管道24相连，烟气由声速孔5进入混合管道24，然后，经混合气排出口 20导出至分析仪，以测定烟气浓度。通过零气进气口 22向射流泵2导入高压纯净气体，使高压纯净气体与烟气相混合，稀释烟气的浓度。烟气在射流泵2中与高压纯净气体混合稀释，降低了烟气的浓度，测定当前烟气的浓度，结合通入高压纯净气体的量，计算得出烟气的实际浓度值。在混合通道24的中部设有压力传感器26，所述压力传感器26设于混合通道的压力接口处，用于实时测定射流泵2的真空度。射流泵2通过混合通道与采样腔44连通，烟气和高压纯净气体在混合通道中混合稀释，降低烟气的浓度后再输出值分析仪进行浓度检测。所述高压纯净气体为零气发生器产生的零空气。所述真空度的最佳范围是54.716-101.325KPa。测试真空度的目的和意义是保证声速孔两端的压力差为0.46以上，这样流速趋于恒定。
[0022]本实用新型的烟气采样器，将标气进气口与声速孔相连通，在系统标定时，将标准气体经声速孔直接导入混合通道中，与烟气相混合，标准气体的进入通道和采样烟气的进入通道相同，与采样烟气入口保持一致性，减少了烟气在不同管道中流通产生的误差，系统测量过程中，首先通过探头根据实际情况按一定的比例稀释，然后测量稀释后的气体浓度，根据测得的浓度与稀释比例计算出实际烟气的浓度；系统的准确性与稀释探头有直接的联系，行业中往往只针对稀释后的分析仪表进行校正，而忽视了稀释探头可能引入的测量误差，本系统通过巧妙的设计解决了这一问题，在校准过程中标气入口与烟气入口保持一致，使整个测量系统的更加准确可靠。声速孔设置于过滤装置之内，采样烟气与声速孔之间不存在压差，避免了烟气采样流量的偏差，降低了对声速孔稀释配比的影响，提高了检测的精密度。同时，所述过滤装置采用双层结构，外层选用陶瓷材料作为过滤层，利用了陶瓷耐腐蚀，多孔性的特性，提高了过滤装置的使用寿命和过滤效率，大大降低了维护的成本，内层采用了多孔的网状结构，让过滤后的烟气通入采样腔中，也减少了过滤的步骤，提高了过滤的效率。另外，在混合通道上设置压力传感器，可根据当前射流泵的真空度实时调整导入高压纯净气体的流量。采用工字形法兰将烟?、烟气采样筒、标气接入装置和射流泵装配在一起，整体结构紧凑简洁，易于装配和拆卸，方便维护或更换滤芯。
【权利要求】
1.一种烟气采样器，包括相互连通的烟气采样筒和射流泵，所述烟气采样筒通过连接件固定于烟?测试输出口，所述烟气采样筒内设有过滤装置和声速孔，其特征在于:过滤装置环绕而成采样腔，所述声速孔伸入于采样腔之中，烟?导出的烟气经过滤装置过滤后，导入声速孔采样，在采样腔与射流泵之间设有标气采样通道，所述声速孔分别与标气采样通道和射流泵相连通，当对系统定标时，标准气体由标气采样通道引入至采样腔的声速孔中，与烟气相混合后，经射流泵导出至分析仪进行检测校准；当测定烟气时，烟气经过滤装置过滤，经由声速孔导入射流泵中进行稀释后，导出至分析仪进行烟气浓度检测。
2.根据权利要求1所述的烟气采样器，其特征在于:所述过滤装置包括两层，其外层为过滤层，内层为透气层，过滤装置与连接件组成封闭的采样腔，所述声速孔伸入所述采样腔中，经过滤层过滤后的烟气，由透气层导入采样腔中的声速孔中进行取样。
3.根据权利要求2所述的烟气采样器，其特征在于:所述过滤层为陶瓷层，所述透气层为网孔层。
4.根据权利要求2所述的烟气采样器，其特征在于:所述射流泵的一端设有混合气排出口，通过所述混合气排出口与分析仪相连通，以输出混合气体进行浓度检测；另一端设有零气进气口，通过零气进气口向射流泵导入高压纯净气体，使高压纯净气体与烟气相混合，稀释烟气的浓度。
5.根据权利要求4所述的烟气采样器，其特征在于:所述零气进气口与混合气排出口相对且相通。
6.根据权利要求4所述的烟气采样器，其特征在于:所述声速孔与射流泵之间通过混合管道连通，烟气经声速孔导入混合管道，传输至射流泵中。
7.根据权利要求6所述的烟气采样器，其特征在于:所述混合管道的一端设有压力传感器，以测定混合管道中的真空度。
8.根据权利要求6所述的烟气采样器，其特征在于:所述连接件为工字形法兰，所述连接件的一端安装于烟?上，所述连接件的另一端固定过滤装置和标气接入装置，所述混合管道由连接件的通孔中导入过滤装置之中，以将标准气体导入混合通道中。
9.根据权利要求2所述的烟气采样器，其特征在于:所述声速孔两端的压力差为0.46倍以上。
10.根据权利要求7所述的烟气采样器，其特征在于:所述标准气体为去除粉尘后的烟气；所述高压纯净气体为零气发生器产生的零空气；所述真空度的范围是.54.716-101.325KPa。
【文档编号】G01N1/24GK203719968SQ201320658093
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】尹彪, 杨希, 李艳丽 申请人:中兴仪器（深圳）有限公司