CN101042409A - 一种用于气体在线分析的一体化探头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于气体在线分析的一体化探头，包括测量头以及与之相连接的采样管，所述测量头内设有测量室以及与之相连通的进气通道和出气通道，所述测量室的两侧安装光学器件；所述出气通道上安装射流装置，所述射流装置包括吸入气通道、喷射气通道和入射气通道，所述吸入气通道和喷射气通道设在所述出气通道内，所述入射气通道与所述吸入气通道间的夹角为锐角。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体测量装置，更具体地说，涉及一种用于气体在线分析的一体化探头。
背景技术
在工业生产过程中，会产生或使用很多气体，对这些气体进行在线分析对于实现生产工艺优化、安全控制或环保排放控制至关重要。例如在克劳斯硫磺回收工艺中，为了使硫磺回收过程达到最佳效果，需要测量管道内硫化氢和二氧化硫气体的摩尔比，并反馈到DCS对进气量进行控制，使所述摩尔比为2∶1。常用的测量方法为，如Brimstone公司采用的方式，如图1所示，使用探头52从被测管道51中取样，然后经过较长的气体管线通入到复杂的预处理系统53去除其中的硫蒸气，然后再通入测量室54中测量，测量室54的两侧安装光学器件。所述系统中是在测量室54的下游安装射流泵6，从而抽出被测管道51内的气体。所述射流泵6包括吸入气通道61、喷射气通道63和入射气通道62，所述入射气通道62和喷射气通道63同线，而吸入气通道61和喷射气通道63的夹角为90°。为了减少气路冷凝硫堵塞的危险，还需要把气路(包括气体管线、预处理系统、测量室、射流泵等)加热到较高温度，如150℃，包括系统中的调零和标定用气体管线。
上述技术方案具有以下缺点：1)利用分离器件实现被测气体采样、管线传输、硫蒸气过滤、浓度分析、最后排回管道，系统采用全程伴热，结构复杂，可靠性低；2)被测管道内的气体要经过较长的气体管道才能通入测量室，响应速度慢；3)射流泵的吸入气通道与喷射气通道的夹角为90°，气体中残留的硫易堵塞射流泵，造成系统无法正常采样；4)测量室的光学器件上易沉积硫粉，无法清除，需要定期清洗，维护工作量大。
发明内容
为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了一种结构简单紧凑、可靠性高、响应速度快、不易堵塞、系统维护量小的用于气体在线分析的一体化探头。
本发明的目的是通过下述技术方案得以实现的：
一种用于气体在线分析的一体化探头，包括测量头以及与之相连接的采样管，所述测量头内设有测量室以及与之相连通的进气通道和出气通道，所述测量室的两侧安装光学器件；所述出气通道上安装射流装置，所述射流装置包括吸入气通道、喷射气通道和入射气通道，所述吸入气通道和喷射气通道设在所述出气通道内，所述入射气通道与所述吸入气通道间的夹角为锐角。
作为优选，所述测量头包括第一装配体和与之相连接的第二装配体，所述测量室设在所述第二装配体内，所述射流装置设在所述第一装配体内，所述进气通道、出气通道设在第一装配体和第二装配体内。
作为优选，所述进气通道和出气通道是直通的。
作为优选，所述测量室上还安装吹扫装置，所述吹扫装置具有进气口和出气口，所述出气口对准所述光学器件。
作为优选，在所述测量室的上部设有分别与所述进气通道、出气通道连通的除污通道。
作为优选，所述进气通道的一端还连接安装在采样管内的进气管，所述进气管是弯曲或倾斜的。
作为优选，在所述进气通道和出气通道上安装气流截止阀。
作为优选，所述测量室的侧部还设有加热流体通道。
作为优选，所述采样管的一端设有倾斜的切口，所述切口背对被测气体管道内气体的流向。
作为优选，所述进气通道上还安装过滤器。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：1)系统简单，结构紧凑的一体化探头直接安装在被测管道上，无需复杂的预处理系统，同时也不需要全程伴热，而只需对测量室进行伴热，以避免气体中的水分冷凝在光学器件上；2)响应速度快，被测管道内的气体只需经过很短的采样管即可到达测量室；3)射流泵的吸入气通道与喷射气通道间的锐角设计保证了气体流通顺畅，气体中的残留颗粒物如硫不易堵塞出气通道；4)系统维护量小，进气通道上的过滤器将大部份残留颗粒物如硫滤除，少量进入测量室的残留颗粒物如硫由吹扫装置自动吹扫去除，还可以通过关闭气流截止阀、拆下装配体进行维护。
附图说明
图1是一种现有技术的结构示意图；
图2是本发明的一种用于气体在线分析的一体化探头的结构示意图；
图3是图2一体化探头中的吹扫装置的结构示意图；
图4是另一种射流装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图2所示，一种用于气体在线分析的一体化探头，应用在克劳斯硫回收工艺尾气硫比值分析中，包括采样管1、测量头，所述测量头包括第一装配体2以及与之装配在一起的第二装配体3。所述第一装配体2与所述采样管1相连接，而所述采样管1安装在被测管道11上。
所述第二装配体3内设有测量室38以及与之相连通的进气通道31、出气通道32。所述测量室38的两侧安装光学器件35、36。测量室38的侧部还设有加热流体通道39。所述第二装配体3内还设有分别与所述进气通道31、出气通道32贯通的除污通道33、34，所述除污通道33、34的进口平时封闭。如图3所示，在第二装配体3的侧部还安装有吹扫装置4，所述吹扫装置4具有进气口41和出气口42、43。所述出气口42斜对着所述光学器件35，所述出气口43斜对着光学器件36。
如图2，所述第一装配体2内设有与所述进气通道31相贯通的进气通道21、与所述出气通道32相贯通的出气通道22。其中，在所述进气通道21上还设有气流截止阀23，在出气通道22上还设有气流截止阀24。所述第一装配体2内还设有射流装置，所述射流装置包括吸入气通道26、喷射气通道27和入射气通道25，所述吸入气通道26和喷射气通道27设在直通的出气通道22内，利于气体的畅通，避免弯曲的气体流路导致硫堵塞流路。所述入射气通道25与所述吸入气通道26间的夹角为锐角。所述入射气通道25的进气口37设在第二装配体3上。所述进气通道21上还设有便于取出的过滤器29，用于过滤掉气体中的硫。
所述采样管1内安装末端弯曲的进气管28，所述进气管28与所述进气通道21连通。进气管28末端的弯曲有利于避免气体中的硫被气流直接带入进气通道21、31。所述采样管1的一端设有倾斜的切口，所述切口背对被测管道内气体的流向12，避免被测管道11中的粉尘进入采样管1。
上述一体化探头的工作过程为：当需要测量管道11内硫化氢和二氧化硫的摩尔比时，所述气流截止阀23、24打开，所述射流装置工作，高压空气从所述进气口37进入入射气通道25内。此时，被测管道11内的气体在射流装置的作用下进入到所述采样管1内，气体中的大部份硫蒸气被冷凝并在重力作用下落回被测管道，然后气体通过末端弯曲的进气管28进入到进气通道21内，经所述过滤器29过滤后由进气通道31进入到所述测量室38内，所述加热流体通道39内的流体加热所述测量室38内的气体。测量光束穿过光学器件36、测量室38内的被测气体、光学器件35后被接收，通过分析被被测气体吸收后的光谱从而测得测量室38内硫化氢和二氧化硫的摩尔比，测量室38内的气体通过出气通道22、32排回到所述采样管1内，进而流回被测管道内。
所述一体化探头工作一段时间后，所述光学器件35、36上会沉积少量的硫粉，此时，所述吹扫装置4工作，吹扫气从所述出气口42、43斜吹扫所述光学器件35、36，从而吹掉附着在光学器件35、36上的硫粉。当测量室38或进气通道21、31或出气通道22、32内沉积有较多量硫粉而无法使用上述吹扫方式彻底清除时，可关闭所述气流截止阀24，然后吹扫进气通道21、31；然后关闭所述气流截止阀23，吹扫出气通道22、32。如果上述方式还是无法完全清除时，可打开所述除污通道33、34，使用除污件清除内部的硫粉或硫液。当第二装配体3需要维护时，关闭所述气流截止阀23、24，此时拆下第二装配体3进行维护，被测管道11中的气体也不会泄漏。当所述过滤器29需要清洗时，关闭所述气流截止阀23、24，抽出所述过滤器29进行清洗。
实施例2：
一种用于气体在线分析的一体化探头，应用在PVC行业中，用于在线测量管道中的HCl浓度。与实施例1不同的是，所述测量头内的出气通道不是直通的；如图4所示，射流装置内的喷射气通道53与入射气通道51之间的夹角仍是锐角，但吸入气通道52与喷射气通道53不再同线，而是有一个钝角。
需要指出的是，上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。如在实施例中，本发明是应用在克劳斯硫回收工艺尾气硫比值分析、PVC行业中的HCl的测量中，当然还可以应用在其它领域中，如烟气排放连续监测中二氧化硫、NOx的测量等。本发明的关键是，用于气体在线分析的一体化探头包括测量头以及与之相连接的采样管，所述测量头内设有测量室以及与之相连通的进气通道和出气通道，所述测量室的两侧安装光学器件；所述出气通道上安装射流装置，所述射流装置包括吸入气通道、喷射气通道和入射气通道，所述吸入气通道和喷射气通道设在所述出气通道内，所述入射气通道与所述吸入气通道间的夹角为锐角。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明作出的任何形式的改变均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种用于气体在线分析的一体化探头，其特征在于：所述一体化探头包括测量头以及与之相连接的采样管，所述测量头内设有测量室以及与之相连通的进气通道和出气通道，所述测量室的两侧安装光学器件；所述出气通道上安装射流装置，所述射流装置包括吸入气通道、喷射气通道和入射气通道，所述吸入气通道和喷射气通道设在所述出气通道内，所述入射气通道与所述吸入气通道间的夹角为锐角。
2、根据权利要求1所述的一体化探头，其特征在于：所述测量头包括第一装配体和与之相连接的第二装配体，所述测量室设在所述第二装配体内，所述射流装置设在所述第一装配体内，所述进气通道、出气通道设在第一装配体和第二装配体内。
3、根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于：所述进气通道和出气通道是直通的。
4、根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于：所述测量室上还安装吹扫装置，所述吹扫装置具有进气口和出气口，所述出气口对准所述光学器件。
5、根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于：在所述测量室的上部设有分别与所述进气通道、出气通道连通的除污通道。
6、根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于：所述进气通道的一端还连接安装在采样管内的进气管，所述进气管是弯曲或倾斜的。
7、根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于：在所述进气通道和出气通道上安装气流截止阀。
8、根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于：所述测量室的侧部还设有加热流体通道。
9、根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于：所述采样管的一端设有倾斜的切口，所述切口背对被测气体管道内气体的流向。
10、根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于：所述进气通道上还安装过滤器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JUGUANG SCIENCE AND TECHNOLOGY (HANGZHOU) CO., LTD Free format text: FORMER OWNER: WANG JIAN Effective date: 20090605 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20090605 Address after: Hangzhou City, Zhejiang Province, Binjiang District Binhu road 760 Patentee after: Focused Photonics (Hangzhou) Inc. Address before: Hangzhou City, Zhejiang Province, Binjiang District Lake Road 1180 No. 3 Building 2 floor Patentee before: Wang Jian |
|
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: FOCUSED PHOTONICS (HANGZHOU), LTD. Free format text: FORMER NAME: JUGUANG SCIENCE AND TECHNOLOGY (HANGZHOU) CO., LTD. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Hangzhou City, Zhejiang province Binjiang District 310052 shore road 760 Patentee after: Focused Photonics (Hangzhou) Inc. Address before: Hangzhou City, Zhejiang province Binjiang District 310052 shore road 760 Patentee before: Juguang Sci. & Tech. (Hangzhou) Co., Ltd. |