一种污物吸附量的检测方法、检测系统和应用与流程

1.本发明涉及煤化工领域，具体涉及一种污物吸附量的检测方法、检测系统和应用。


背景技术：

2.在煤化工领域中，处理对象多为粉体，处理过程中粉体的堵塞是最令人头疼的问题之一。在气体除尘过程中，有很多用瓷球对气体进行过滤除尘的颗粒床除尘器。
3.在颗粒床除尘器中，瓷球作为固体滤料，当含尘气体通过瓷球时，气体中夹带的污物(例如焦油和灰分)就会吸附在瓷球上，对气体进行脱附处理。颗粒床除尘器中的固体滤料是不断在移动的，例如，其中的瓷球是在不断向下行移动的，使得吸附了脏污焦油和灰分的瓷球能够移动出过滤区，去再生区进行再生。同时，干净的瓷球再移动到过滤区进行吸附过滤。然而，当处于过滤区的瓷球吸附过量的焦油和灰分后，瓷球的外表面会变得脏污而粘稠，导致瓷球与瓷球之间发生黏连，这也是造成阻塞的主要原因之一。
4.为了避免除尘器发生堵塞，需要保证瓷球表面吸附的污物量不会过量，尤其是不能达到互相黏连的程度。同时，瓷球表面的污物吸附量的检测有助于了解和监测瓷球外表面的脏污程度，进而控制瓷球之间的黏连，避免除尘器发生堵塞，也有利于了解和检测再生瓷球的干净程度，帮助控制瓷球再生器的工艺参数，进而达到最好的再生效果。
5.本发明旨在提出一种在粉体吸附过程中，如何更加精准的控制吸附载体的表面污物吸附量不会过量，且不会达到相互黏连的程度，进而避免装置的堵塞。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种污物吸附量的检测方法、检测系统和应用，本发明提供的污物吸附量的检测方法既能在线又能离线测量，且检测时间极短，有利于现场应用。
7.本发明第一方面提供了一种污物吸附量的检测方法，所述检测方法包括步骤：
8.s1、在标定模式下测定吸附载体的颜色；
9.s2、测定所述载体的污物吸附量；
10.s3、根据所述吸附载体的颜色和污物吸附量，绘制标准曲线；
11.s4、在测量模式下测定待测吸附载体的颜色；
12.s5、根据所述标准曲线和所述待测吸附载体的颜色，得到待测污物吸附量。
13.本发明提供的污物吸附量的检测方法，既能够在线实时测量污物吸附量，又能离线检测，且检测分析速度极快，可以实现在1秒之内实现检测分析，有利于工业现场应用。
14.对于煤化工气体过滤而言，本发明中的污物为包括焦油、灰渣、未反应完全的煤粉或杂质等物质的混合物。
15.根据本发明所述的检测方法的优选实施方式，在现场直接实时检测到吸附载体的颜色后，再将吸附载体取出后使用离线分析方法，检测分析吸附载体表面的污物吸附量，然后将污物吸附量数值输入到仪器中，绘制吸附载体的颜色和污物吸附量的标准曲线。获得
该标准曲线的过程，吸附载体的颜色是现场实时检测得到的，吸附载体的污物吸附量也是现场实时检测得到的，属于实测对应实测，所得到的标准曲线的准确度高，能够精确定义吸附载体的颜色和污物吸附量之间的对应关系，有利于本发明的检测方法在工业现场进行高精度实时在线检测。
16.在本发明的不同实施方式中，并不限定对吸附载体进行离线分析测定其表面污物吸附量的方法，例如，可以采用热失重法加振动法进行测定。测定过程包括：通过高温焙烧后去掉焦油组分和煤粉组分，然后通过振动筛去掉灰分和其他杂质，最后称量吸附载体的重量，用总重量减去吸附载体的重量后，即可得到吸附载体的污物吸附量。
17.根据本发明所述的检测方法的一些实施方式，所述吸附载体和所述待测吸附载体为瓷球。
18.根据本发明所述的检测方法的优选实施方式，所述瓷球为氧化铝瓷球，所述瓷球的直径为1mm～100mm。
19.根据本发明所述的检测方法的一些实施方式，所述待测污物吸附量与所述待测吸附载体的实际污物吸附量之间的误差≤
±
5％。
20.在本发明中，测定待测污物吸附量与待测吸附载体的实际污物吸附量之间的误差采用称重的方法进行。
21.根据本发明所述的检测方法的一些实施方式，当所述待测吸附载体表面的污物吸附量会导致装置堵塞时，将吸附载体送去再生区进行再生。
22.在本发明的具体实施方式中，该检测方法可用于煤化工领域中，用于吸附粉体污染的瓷球表面污物吸附量的检测。其中，在标准光源下，不同的污物吸附量的瓷球的颜色不同，干净的瓷球颜色为白色，随着瓷球表面污物吸附量的增多，瓷球表面的颜色从白色依次变化为灰白、灰色、深灰、墨绿直至最后过渡到黑色。并且，不同煤质下的焦油性质和灰渣性质下的颜色变化稍有不同，但是颜色变化和污物吸附量都是呈单值对应关系，瓷球表面污物吸附量越多，瓷球的颜色就越深，进而通过颜色变化和污物吸附量的该种单调变化关系来检测瓷球表面的污物吸附量。
23.本发明提供的污物吸附量的检测方法，通过检测工业管道或设备中的吸附载体的颜色，并同时取样，利用现有的离线分析测定所测吸附载体上的污物吸附量，得到污物吸附量和颜色对应关系的标准曲线，将标准曲线存储在相关设备中，然后检测待测吸附载体表面的颜色，将得到的实测颜色与标准曲线进行对照，得到待测瓷球实际的污物吸附量。
24.进一步地，通过直接在工业现场在线检测吸附载体的颜色，并迅速计算出吸附载体表面的污物吸附量的具体数值，然后将该具体数值反馈给工业现场供监视和控制，具有精度高、速度快的特点，且更为先进和实用。
25.本发明第二方面提供了一种污物吸附量检测系统，所述检测系统包括探头、信号控制装置和颜色传感器；
26.所述探头用于探测所述吸附载体表面的颜色；
27.所述信号控制装置用于接收所述探头的颜色信号，并对该颜色信号进行处理后传输给所述颜色传感器，经由所述颜色传感器输出。
28.根据本发明所述的检测系统的一些实施方式，所述探头上设置有第一标定口，所述控制装置上设置有第二标定口，所述第一标定口和所述第二标定口用于输送所述吸附载
体和/或标准物质。
29.根据本发明所述的检测系统的优选实施方式，第一标定口用于接收或输出吸附载体来实测吸附载体的污物吸附量，第二标定口用于接收或输出标准物质来进行对比和标定。
30.具体的，标定过程是对污物吸附量和颜色值的对应关系进行标定。由于污物是混合物，组分可能会发生变化，即使吸附量没变也可能发生颜色的改变。为了最高精度地测量出污物吸附量，当生产条件改变时最好重新进行一次标定。一般情况下，当污物中焦油含量高时，颜色普遍较深较重，比如煤热解产生的热解气过滤出的污物中焦油含量就较高。同时，当焦油含量较少或没有焦油组分时，颜色较浅，如煤气化的合成气的气体过滤，颜色较浅，几乎全是灰渣。
31.根据本发明所述的检测系统的一些实施方式，所述探头上设置有视镜自检装置和清洁装置，所述视镜自检装置能够对所述探头上的视镜进行自检，并控制所述清洁装置对所述视镜进行清洁。
32.根据本发明所述的检测系统的优选实施方式，所述清洁装置为设置在所述探头和所述信号控制装置之间的吹扫气通道。
33.根据本发明所述的检测系统的优选实施方式，所述吹扫气通道中的气体为惰性气体。
34.根据本发明所述的检测系统的具体实施方式，所述惰性气体为氮气。即本发明实施例中的吹扫气通道可以采用吹扫氮气通道，利用高压氮气脉冲来进行清洁。
35.根据本发明所述的检测系统的一些实施方式，所述信号控制装置为光源及光路切换装置。
36.在本发明的一些实施方式中，光源采用标准光源，例如可以采用cie标准照明体光源。其中，在本发明的一些实施方式中，该cie标准照明体光源内置在信号控制装置内。该光源发出的光先通过透镜组后，变为一束合适宽度的光束，再通过折射镜等光学部件照射到被测物上，反射光经过折射镜等光学部件后最后照射到颜色传感器中，产生电信号。本发明中并不限制光源的具体型号，只要能实现上述效果即可。但是，在进行标定和测量时要保证使用的是同一个光源。
37.根据本发明所述的检测系统的一些实施方式，该系统中采用cie标准照明体固定光源，能够保证光源本身的一致性，减小了可能由光源导致的测量误差，能够使得所检测到的颜色符合国内和国际标准，并且，在密闭环境下也能够直接在线检测吸附载体的颜色，不会受到设备周围的振动、噪声和电磁场的干扰，抗干扰能力极佳，便于生产和应用。进一步地，标准光源还方便使用标准色卡来进行校验、标定，以及对被测吸附载体的颜色进行简单对比，进而容易得知其吸附量的大致范围。
38.在本发明的一些实施方式中，其中的光路切换装置能够使得光源发出的光经过折光部件进行光路的改变，最后以合适的角度照射到被测物上。当第二标定口中放置标准物质进行标定时，需要将光路从照射第一标定口切换到照射第二标定口，故需要一个切换过程，通过把手控制在装置内部移动一个折光部件进行操作。
39.根据本发明所述的检测系统的一些实施方式，所述检测系统还包括显示装置，所述显示装置用于接收由所述颜色传感器输出的颜色信号，以及所述吸附载体的污物吸附量
信号，得到所述颜色信号和所述污物吸附量信号的标准曲线，并根据所述标准曲线和待测吸附载体的颜色信号，得到所述待测吸附载体的污物吸附量。
40.本发明提供的检测系统，在进行离线检测时，可以将检测系统安装在实验室中，将吸附载体自第一标定口和/或第二标定口装入检测系统的测量光路中；当该检测系统安装在现场时，也可通过打开第二标定口进行装样检测或者标定。在进行实时在线检测时，直接将该检测系统安装在管道或相关设备适当位置处，通过高温视镜或插入式探头设备，就可以直接对管道内的吸附载体的颜色进行在线检测，并根据其中存储的标准曲线实时给出吸附载体表面的污物吸附量信号，可以控制本发明的检测方法运行在最佳值上。
41.进一步地，本发明的检测系统中，探头部分第一标定口兼维护口，并且通过设置吹扫氮气通道并控制吹扫氮气压力来保证视镜的清洁。一旦在高温视镜结垢或出现脏污时，探头部分可以通过计算反光强度和视镜自检装置的自检查程序进行自动判别，进而自动控制清洁装置对视镜部位进行除垢和清洁作业，实现在线进行自动维护工作，能够较好的适用于工业现场的高温环境。
42.本发明第三方面提供了一种根据上述的污物吸附量的检测方法或上述的污物吸附量检测系统在瓷球表面污物吸附量测定中的应用。尤其是在煤化工粉体吸附过程中瓷球表面污物吸附量测定中的应用。特别是瓷球对焦油和灰渣进行吸附时，瓷球表面污物吸附量的测定。但并不限于此。
43.本发明的有益效果：
44.本发明提供的污物吸附量的检测方法，既能够在线实时测量污物吸附量，又能离线检测，且检测分析速度极快，可以实现在1秒之内实现检测分析，有利于工业现场应用。
45.本发明的检测方法中，吸附载体的颜色是现场实时检测得到的，吸附载体的污物吸附量也是现场实时检测得到的，属于实测对应实测，所得到的标准曲线的准确度高，能够精确定义吸附载体的颜色和污物吸附量之间的对应关系，有利于在工业现场进行高精度实时在线检测。
46.本发明提供的检测系统中，通过设置吹扫氮气通道并控制吹扫氮气压力来保证视镜的清洁，探头部分可以通过计算反光强度和视镜自检装置的自检查程序进行自动判别，自动控制清洁装置对视镜部位进行除垢和清洁作业，实现在线进行自动维护工作，能够较好的适用于工业现场的高温环境。
附图说明
47.图1为本发明实施例1提供的瓷球表面污物吸附量的检测方法流程示意图。
48.图2为本发明实施例1中不同颜色瓷球的吸附量对比图。
49.图3为根据图2得到的标准曲线图。
50.图4为本发明实施例2提供的污物吸附量检测系统的装置连接示意图。
51.图5为本发明实施例2提供的污物吸附量检测系统的结构示意图。
52.附图标记说明：
53.100、三防探头；200、光源及光路切换装置；300、颜色传感器；
54.400、第一标定口；500、第二标定口；600、吹扫氮气通道。
具体实施方式
55.为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例和附图来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。
56.本发明的测试方法以及测试中所用设备如下：
57.(1)瓷球购自江西八六三实业有限公司的普通氧化铝瓷球，铝的重量含量为17％～18％，瓷球直径为6mm。
58.【实施例1】
59.如图4和图5所示，本实施例提供的瓷球上污物吸附量的检测系统包括三防探头100、光源及光路切换装置200、颜色传感器300以及智能控制计算机(图中未示出)。
60.三防探头100用于探测瓷球表面的颜色。并且，三防探头100上设置有视镜自检装置(图中未示出)和吹扫氮气通道600。其中，视镜自检装置能够对三防探头100上的视镜进行自检，利用吹扫氮气通道600，通过控制吹扫氮气压力来保证视镜的清洁。
61.光源及光路切换装置200用于接收三防探头100的颜色信号，并对该颜色信号进行处理后传输给颜色传感器300，经由颜色传感器300输出。
62.智能控制计算机用于接收由颜色传感器300输出的颜色信号，以及瓷球的污物吸附量信号，得到颜色信号和污物吸附量信号的标准曲线，并根据标准曲线和待测瓷球的颜色信号，得到待测吸附载体的污物吸附量。
63.三防探头100上设置有第一标定口400，光源及光路切换装置200上设置有第二标定口500，第一标定口400用于接收或输出瓷球对其进行离线分析，第二标定口500用于接收或输出标准物质来进行标定。其中，第一标定口400还兼做维护口。
64.【实施例2】
65.本实施例提供了基于实施例1所示的检测系统进行的检测方法，其利用瓷球吸附煤化工生产过程中产生的粉体污染，包括焦油和灰渣，并检测瓷球表面的污物吸附量。如图1所示，该过程包括如下步骤
66.s100、将工作模式设定为标定模式；
67.s200、在实际现场测定瓷球的颜色；
68.s300、将测定完颜色的瓷球取样进行离线分析，测定瓷球表面的污物吸附量；
69.s400、将离线分析测定的瓷球表面的污物吸附量数据输入并存储在智能控制计算机中，并绘制瓷球颜色和污物吸附量对应关系的标准曲线；
70.s500、将工作模式设定为测量模式；
71.s600、实际测定未知的待测瓷球的颜色；
72.s700、根据步骤s400得到的标准曲线，将步骤s600测定的待测瓷球的颜色值对应标准曲线上的颜色值，得到待测瓷球的污物吸附量；
73.s800、输出待测瓷球的污物吸附量数值。
74.由图2和图3所示，本实施得到例的标准曲线，瓷球表面的实际污物吸附量和经离线分析测定的污物吸附量之间的误差在
±
5％以内，准确度较高。
75.以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。