一种烟气在线监测装置及烟气在线监测方法与流程

本发明涉及环境监测，特别涉及一种烟气在线监测装置。

背景技术：

1、工业生产，带来了产生大量的烟气，这些烟气包含有一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等有害成分，危害着环境与人体安全，因此，为评价有害烟气的危害程度及寻找降低有害烟气排放方法，对有害烟气进行在线分析及采集是必不可少的环节。

2、目前，有害烟气的在线监测系统（参考中国发明授权公告号cn105510088b），其取样流程为：取样管道引入烟道中的烟气，而后烟气从采样杆的进气斜口进入盘管中进行风冷降温，实现气水分离，接着烟气进入采样箱，通过传感器探头（气体监测探头）进行分析检测，最后烟气从背向气流流向的背压回气口流回取样管道。

3、上述的专利方案中，烟气中的水分通过盘管的风冷降温，凝结在管壁上，以实现气水分离，但是随着长时间的使用，盘管的管壁所凝结的水分会越多，如不进行处理，烟气的湿度难以得到解决，在线监测数据的准确性以及稳定性难以得到保证。

技术实现思路

1、本发明目的之一是解决现有技术中的烟气在气水分离后，不能对水分处理，进而影响在线监测数据准确性的问题。

2、本发明目的之二是提供一种烟气在线监测方法。

3、为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：一种烟气在线监测装置，包含用于与烟道连通的取样管道，所述取样管道上具有采样管与多个不同高度的聚液管，所述采样管下端伸入所述取样管道中，所述采样管与所述取样管道连通，所述聚液管的管径大于所述采样管的管径，所述采样管上端伸入最下方位置的聚液管中，所述采样管与所述聚液管连通，且所述取样管的上端管口高度高于所述聚液管的内腔底面。

4、两所述聚液管之间设有引流管，所述聚液管的管径大于所述引流管的管径，所述引流管下端与下方的所述聚液管连通，所述引流管的上端伸入上方的所述聚液管中，且所述引流管的上端管口高度高于上方所述聚液管的内腔底面。

5、所述烟气在线监测装置还包含有采样箱，所述采样箱通过导气管连通最上方的所述聚液管，所述采样箱上设有气体监测探头。

6、所述采样箱下连通有导出管，所述导出管伸入所述取样管道中，所述导出管与所述取样管道连通。

7、在上述技术方案中，本发明实施例在使用时，采用风冷或水冷的方式对聚液管与引流管进行冷却降温，取样管道与烟道连通后，烟气通过取样管道流入到采样管中，接着烟气沿采样管进入到聚液管与引流管中，通过冷却的聚液管与引流管对烟气降温进行气水分离。

8、进行气水分离后，水分凝结在聚液管与引流管的内管壁上，聚液管的管径大于引流管与采样管的管径，且引流管与采样管的上端管口高度聚液管的内腔底面，当烟气从采样管与引流管的上端管口吹入聚液管时，采样管与引流管的上端管口压强大于聚液管的内腔底面处压强，致使采样管内管壁上水分在烟气的压力推动下，汇聚在聚液管的内腔底面，不与后续的烟气进行接触。

9、经过降温的烟气通过导气管流入到采样箱中，通过气体监测探头对烟气进行分析监测，最后烟气通过采样箱下的导出管流回到取样管道中。

10、本发明将现有的管道分割成管径不同的聚液管与引流管，且引流管采用插入聚液管中的方式，使引流管上端管口的高度聚液管的内腔底面，这样当烟气从采样管吹入聚液管时，采样管上端管口压强会大于聚液管的内腔底面区域处压强，有利于凝结在采样管内管壁上的水分在烟气的压力推动下，汇聚在聚液管的内腔底面，不与后续的烟气进行接触。这样烟气就能够更好且充分的与引流管的内管壁接触进行降温，凝结烟气中的水分，实现气水分离，更好的保持在线监测数据的准确性。

11、进一步地，在本发明实施例中，所述烟气在线监测装置还包含有冷却管，所述采样管穿过所述冷却管的下密封面，所述导气管穿过所述冷却管的上密封面，所述冷却管包围所述聚液管与所述引流管，所述聚液管与所述引流管容纳于所述冷却管的冷却腔中。

12、所述冷却腔上开设有进液口，所述冷却腔的底部侧面开设有出液口。

13、从冷却管的进液口向冷却腔通入足够的冷却液后，再打开出液口排出，同时从进液口通入与出液口同等量的冷却液，实现冷却腔的换液工作。这样就能够有效的对聚液管与引流管进行水冷却。

14、进一步地，在本发明实施例中，所述采样管的下端面为迎风面切口，所述导出管的下端面为背风面切口。这里的迎风面指的是迎着烟气流动的方向，背风面则是背对烟气流动的方向。通过这种结构，采样管的迎风面切口能够引入流动的烟气，而导出管的背风面切口则能使排出采样箱中的烟气。这种结构与方式在现有技术中是常见的（参考cn105510088b与cn108007734a）。

15、进一步地，在本发明实施例中，所述采样管的上端倒有第一圆倒角，所述引流管的上端倒有第二圆倒角。第一圆倒角与第二圆倒角能够使得采样管与引流管外边缘圆润，这样，水分凝结的小水珠就能轻易沿圆倒角流落到聚液管的内腔底面了。

16、进一步地，在本发明实施例中，所述聚液管的上端由圆锥结构构成。

17、进一步地，在本发明实施例中，所述采样箱中设有过滤膜，所述过滤膜位于所述气体监测探头之下。过滤膜过滤水和尘，能够提高了分析检测的精准度。

18、进一步地，在本发明实施例中，所述取样管道连接有烟气排放接管。烟气排放接管可将烟气排返到烟道下游位置，实现闭环检测。

19、更进一步地，在本发明实施例中，所述冷却腔中设有出液管，所述出液管通过连接管从所述聚液管的内腔底面与所述聚液管连通，所述冷却管一侧设有积水箱，所述出液管通过排液管与所述积水箱连通。

20、所述积水箱具有上腔体与下腔体，所述出液管与所述上腔体连通，所述上腔体通过中腔体与所述下腔体连通。

21、所述下腔体下设有排液口，所排液口与所述中腔体同轴，所述中腔体设有中轴，所述中轴上安装有上封塞，所述上封塞与所述中腔体形状相适应，所述上封塞位于所述中腔体上方，所述上封塞与所述上腔体顶壁之间设有复位弹件，所述中轴下安装有下封塞，所述下封塞与所述排液口动密封连接。

22、所述排液口的纵向深度大于所述上封塞与所述中腔体上端口之间的距离，所述排液口的纵向深度小于所述上封塞与所述中腔体下端口之间的距离。

23、汇聚在聚液管内腔底面的水分通过出液管排放到积水箱中进行储存。

24、水分进入积水箱中后，先从上腔体流入中腔体，再从中腔体流入到下腔体进行储存。

25、当需要将积水箱中的水分进行排放时，拉动积水箱下方的下封塞沿排液口滑动，带动上封塞密封中腔体，此时下封塞与排液口保持密封，使得上腔体与聚液管保持压力平衡，外界空气不会混入到聚液管中，聚液管中的空气也不会通过积水箱直接排放到外界。

26、而后继续拉动下封塞，使得下封塞移出排液口，排放下腔体中的水分，此时上封塞与中腔体保持密封。最后松开下封塞，使得下封塞与上封塞在复位弹件的作用下复位。

27、本发明的有益效果是：

28、本发明将现有的管道分割成管径不同的聚液管与引流管，且引流管采用插入聚液管中的方式，使引流管上端管口的高度聚液管的内腔底面，这样当烟气从采样管吹入聚液管时，采样管上端管口压强会大于聚液管的内腔底面区域处压强，有利于凝结在采样管内管壁上的水分在烟气的压力推动下，汇聚在聚液管的内腔底面，不与后续的烟气进行接触。这样烟气就能够更好且充分的与引流管的内管壁接触进行降温，凝结烟气中的水分，实现气水分离，更好的保持在线监测数据的准确性。

29、为达到上述目的之二，本发明采用以下技术方案：一种烟气在线监测方法，应用于上述发明目的之一中所述的烟气在线监测装置，所述烟气在线监测方法包括以下步骤：

30、采用风冷或水冷的方式对聚液管与引流管进行冷却降温，取样管道与烟道连通后，烟气通过取样管道流入到采样管中，接着烟气沿采样管进入到聚液管与引流管中，通过冷却的聚液管与引流管对烟气降温进行气水分离。

31、进行气水分离后，水分凝结在聚液管与引流管的内管壁上，聚液管的管径大于引流管与采样管的管径，且引流管与采样管的上端管口高度聚液管的内腔底面，当烟气从采样管与引流管的上端管口吹入聚液管时，采样管与引流管的上端管口压强大于聚液管的内腔底面处压强，致使采样管内管壁上水分在烟气的压力推动下，汇聚在聚液管的内腔底面，不与后续的烟气进行接触。

32、经过降温的烟气通过导气管流入到采样箱中，通过气体监测探头对烟气进行分析监测，最后烟气通过采样箱下的导出管流回到取样管道中。

33、进一步地，在本发明实施例中，汇聚在聚液管内腔底面的水分通过出液管排放到积水箱中进行储存。

34、水分进入积水箱中后，先从上腔体流入中腔体，再从中腔体流入到下腔体进行储存。

35、当需要将积水箱中的水分进行排放时，拉动积水箱下方的下封塞沿排液口滑动，带动上封塞密封中腔体，此时下封塞与排液口保持密封，使得上腔体与聚液管保持压力平衡（外界空气不会混入到聚液管中，聚液管中的空气也不会通过积水箱直接排放到外界），而后继续拉动下封塞，使得下封塞移出排液口，排放下腔体中的水分，此时上封塞与中腔体保持密封。

36、最后松开下封塞，使得下封塞与上封塞在复位弹件的作用下复位。