一种烟气分析仪的气路采集系统、装置及方法与流程

本发明涉及烟气处理，特别涉及一种烟气分析仪的气路采集系统、装置及方法。

背景技术：

1、电化学气体传感器的检测过程大致可以简化为两个步骤，第一个步骤是被测气体接触到工作电极的反应区域，在工作电极上的固体催化剂、电解液和气体所形成的三相界面能够发生固定的化学反应，第二步骤是气体分子在工作电极发生相应的氧化/还原的半反应发生电子转移形成电流。被测气体以何种方式进入电化学传感器是影响烟气分析仪测量精度的关键点之一。

2、随着环境排放要求的日益严苛，固定污染源排放的烟气除含有一定量的粉尘以外，还饱含水份，而传统的处理方式为利用大功率空气泵从废气排放烟道抽取大量的被测废气，对固定污染源的湿烟气进行滤尘、加热、快速冷凝缩小的方式，常见的方法有：nafion管法、热湿法、冷干法等。传统的处理方式仅仅是简单的控制水份含量且处理装置体积较大，有些处理方式为了减少整体体积和重量，减少对被测气体在传送过程中的有效的处理，如仅考虑过滤和冷凝的前置预处理而忽视流速、流量、压力突变等各污染企业工况因素对电化学传感器监测数据的精确度及准确性的影响，亦未考虑各监测气体之间的交叉干扰，故而其测量结果与实际手工测量所的值大相径庭，且体积和重量都较大，不利于现场在烟囱操作平台的高空作业。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种烟气分析仪的气路采集系统、装置及方法，以克服现有技术中的不足。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明公开了一种烟气分析仪的气路采集系统，包括采样模块、冷凝模块、过滤模块、采样泵和气体分析模块；所述采样模块、冷凝模块、过滤模块、采样泵和气体分析模块之间通过采样管依次连接；所述采样模块用于烟道气体采集；所述冷凝模块用于在分析气体前对采样气体内的水分进行冷凝；所述过滤模块用于过滤采样气体内的杂质和水分；所述采样泵用于将经过冷凝模块和过滤模块处理后的采样气体抽取至气体分析模块；所述气体分析模块包括气路采集装置和前置气嘴，所述气路采集装置进口处安装所述前置气嘴，所述气路采集装置包括分流腔和若干个反应室，分流腔与反应室之间通过毛细管连通，采样气体以扩散的方式由分流腔通过毛细管进入反应室，所述反应室内安装有电化学传感器，所述电化学传感器用于反应气体并分析气体。

4、作为优选的，所述采样模块具体为采样枪，所述采样枪头部设有采样探管，所述采样枪尾部安装有帕尔贴装置。

5、作为优选的，所述冷凝模块具体为t型冷凝管，所述t型冷凝管包括一体化设计的金属冷凝管腔和颗粒物过滤器，所述采样气体依次通过所述金属冷凝管腔和颗粒物过滤器，对采样气体中的水分和杂质进行过滤。

6、作为优选的，所述过滤模块具体为截水过滤器，对经过冷凝模块后的采样气体进行进一步过滤。

7、作为优选的，所述采样泵出口与前置气嘴进口通过管路连接，在所述管路上设有支路，所述支路上设有清洗泵，用于抽取空气对气体分析模块内部进行清洗。

8、本发明公开了一种烟气分析仪的气路采集装置，包括壳体，所述壳体上部设有分流腔，所述分流腔两端分别连接有前置气嘴和尾气处理装置，所述壳体内部设有若干个反应腔，所述反应腔内均安装有电化学传感器，所述分流腔与反应腔通过毛细管连通，采样气体以扩散的方式由所述分流腔通过毛细管进入反应室。

9、作为优选的，所述反应腔为柱状腔，所述毛细管位于所述反应腔的中心，所述分流腔路径呈m型，且依次经过若干个毛细管的正上方，和/或，所述前置气嘴内设有稳压腔和连通口。

10、作为优选的，所述电化学传感器包括感应电极、负电极、参考电极和辅助电极，所述感应电极和负电极之间被一层电解质薄膜分离，并由一个低阻抗外部电路连通，通过扩散方式进入传感器内部的气体在感应电极表面发生氧化或还原反应产生电信号；所述参考电极用来稳定感应电极电动势，保持了各自电压的稳定；所述辅助电极通过与感应电极处于同一温度环境下且不参与气体反应，用于和感应电极获得的电信号值作比较来加强温度的稳定性。

11、本发明公开了一种基于上述任一项所述的气路采集系统的采集方法，包括如下步骤：

12、s1、通过采样模块采集烟道气体，采样气体在采样泵的作用依次经过冷凝模块和过滤模块进行预处理；

13、s2、经过预处理后的采样气体进入气体分析模块进行分析：采样气体进入前置气嘴，在前置气嘴的作用下，采样气体稳定的进入分流腔，控制电化学传感器的反应速度，使采样气体以扩散的方式通过毛细管进入反应室与电化学传感器表面反应；

14、s3、电化学传感器对采样气体进行分析并反映在烟气分析仪上。

15、作为优选的，所述步骤s1具体为：所述采样气体通过采样模块的采样探管进入到帕尔贴内部进行冷凝，采样气体经过帕尔贴后到达t型冷凝管，通过t型冷凝管内的金属冷凝管腔和颗粒物过滤器进行水分的进一步冷凝和杂质的过滤，最后经过截水过滤器进行进一步过滤采样气体内的杂质和水分。

16、本发明的有益效果：本发明一种烟气分析仪的气路采集系统、装置及方法，气路采集装置的反应室相对独立作用，不会产生互相的干扰影响；前置进气嘴起到防止外界气压突变的作用，进一步保证了气体能够以稳定的扩散速度进入电化学传感器内部，避免了外界气压突变导致的传感器输出电流大小突变，通过此种结构可使气路采集装置体积和重量明显小于传统的结构，便于拆装和维护，非常适用于便携式手持烟气分析仪。

技术特征：

1.一种烟气分析仪的气路采集系统，其特征在于：包括采样模块、冷凝模块、过滤模块、采样泵和气体分析模块；所述采样模块、冷凝模块、过滤模块、采样泵和气体分析模块之间通过采样管依次连接；所述采样模块用于烟道气体采集；所述冷凝模块用于在分析气体前对采样气体内的水分进行冷凝；所述过滤模块用于过滤采样气体内的杂质和水分；所述采样泵用于将经过冷凝模块和过滤模块处理后的采样气体抽取至气体分析模块；所述气体分析模块包括气路采集装置和前置气嘴，所述气路采集装置进口处安装所述前置气嘴，所述气路采集装置包括分流腔和若干个反应室，分流腔与反应室之间通过毛细管连通，采样气体以扩散的方式由分流腔通过毛细管进入反应室，所述反应室内安装有电化学传感器，所述电化学传感器用于反应气体并分析气体。

2.如权利要求1所述的一种烟气分析仪的气路采集系统，其特征在于：所述采样模块具体为采样枪，所述采样枪头部设有采样探管，所述采样枪尾部安装有帕尔贴装置。

3.如权利要求1所述的一种烟气分析仪的气路采集系统，其特征在于：所述冷凝模块具体为t型冷凝管，所述t型冷凝管包括一体化设计的金属冷凝管腔和颗粒物过滤器，所述采样气体依次通过所述金属冷凝管腔和颗粒物过滤器，对采样气体中的水分和杂质进行过滤。

4.如权利要求1所述的一种烟气分析仪的气路采集系统，其特征在于：所述过滤模块具体为截水过滤器，对经过冷凝模块后的采样气体进行进一步过滤。

5.如权利要求1所述的一种烟气分析仪的气路采集系统，其特征在于：所述采样泵出口与前置气嘴进口通过管路连接，在所述管路上设有支路，所述支路上设有清洗泵，用于抽取空气对气体分析模块内部进行清洗。

6.一种烟气分析仪的气路采集装置，其特征在于：包括壳体，所述壳体上部设有分流腔，所述分流腔两端分别连接有前置气嘴和尾气处理装置，所述壳体内部设有若干个反应腔，所述反应腔内均安装有电化学传感器，所述分流腔与反应腔通过毛细管连通，采样气体以扩散的方式由所述分流腔通过毛细管进入反应室。

7.如权利要求6所述的一种烟气分析仪的气路采集装置，其特征在于：所述反应腔为柱状腔，所述毛细管位于所述反应腔的中心，所述分流腔路径呈m型，且依次经过若干个毛细管的正上方，和/或，所述前置气嘴内设有稳压腔和连通口。

8.如权利要求1所述的一种烟气分析仪的气路采集装置，其特征在于：所述电化学传感器包括感应电极、负电极、参考电极和辅助电极，所述感应电极和负电极之间被一层电解质薄膜分离，并由一个低阻抗外部电路连通，通过扩散方式进入传感器内部的气体在感应电极表面发生氧化或还原反应产生电信号；所述参考电极用来稳定感应电极电动势，保持了各自电压的稳定；所述辅助电极通过与感应电极处于同一温度环境下且不参与气体反应，用于和感应电极获得的电信号值作比较来加强温度的稳定性。

9.一种基于权利要求1-5任一项所述的气路采集系统的采集方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.如权利要求9所述的一种烟气分析仪的气路采集装置，其特征在于：所述步骤s1具体为：所述采样气体通过采样模块的采样探管进入到帕尔贴内部进行冷凝，采样气体经过帕尔贴后到达t型冷凝管，通过t型冷凝管内的金属冷凝管腔和颗粒物过滤器进行水分的进一步冷凝和杂质的过滤，最后经过截水过滤器进行进一步过滤采样气体内的杂质和水分。

技术总结
本发明公开了一种烟气分析仪的气路采集系统、装置及方法，包括采样模块、冷凝模块、过滤模块、采样泵和气体分析模块；所述采样模块、冷凝模块、过滤模块、采样泵和气体分析模块之间通过采样管依次连接；本发明的气路采集装置的反应室相对独立作用，不会产生互相的干扰影响；前置进气嘴起到防止外界气压突变的作用，进一步保证了气体能够以稳定的扩散速度进入电化学传感器内部，避免了外界气压突变导致的传感器输出电流大小突变，通过此种结构可使气路采集装置体积和重量明显小于传统的结构，便于拆装和维护，非常适用于便携式手持烟气分析仪。

技术研发人员：郑浩威,鲍宗炜,戴争博
受保护的技术使用者：轻准（杭州）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13