CN102156065A - 一种气体分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体分析系统，所述气体分析系统沿着样气的传输方向依次包括：采样探头、外部伴热采样管线、采样泵、内部伴热采样管线和气体分析仪；所述采样探头内部含有能够去除样气中粉尘的样气过滤器；所述采样泵伴有加热器，能够保持样气的温度；所述气体分析仪适应分析检测高达200℃的高温样气。在样气经采样探头采集后，通过外部伴热采样管线、采样泵、内部伴热采样管线传输给气体分析仪，样气在进入气体分析仪时与采样探头采集到的样气成分一致，提高了样气中各成分含量的测量准确性的高温样气。

Description

一种气体分析系统

技术领域

本发明涉及气体分析技术，特别是涉及一种气体分析系统。

背景技术

气体分析系统通常包括：采样探头、电伴热采样管线、过滤器、制冷器、除湿器、采样泵、气体分析仪等。目前，工业气体监测一般采用直接抽取法。直接抽取法是利用专用的加热采样探头将样气从烟道或排放口抽取出来，使用电伴热采样管线对样气进行伴热传输，使样气在传输中不发生冷凝；当样气被传输到分析柜(包括一部分电伴热采样管线、过滤器、制冷器、除湿器、采样泵、气体分析仪等)后，进行除尘、降温、除湿等预处理，之后进入气体分析仪进行分析检测。

但是，上述气体分析系统仅在采样探头及电伴热采样管线加入伴热装置，且温度较低(120℃左右)。当样气进入过滤器和制冷器时，由于样气失去伴热，温度下降非常快，导致一些极易溶于水的气体(如HF，NH3，HCl等)迅速与冷凝出来的液态水结合形成酸/碱液流走，这样会使一些成分的测量值偏小，直接影响检测准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体分析系统，以提高样气中各成分含量测量的准确性。

本发明提供了一种气体分析系统，所述气体分析系统沿着样气的传输方向依次包括：采样探头、外部伴热采样管线、采样泵、内部伴热采样管线和气体分析仪；

所述采样探头内部含有能够去除样气中粉尘的样气过滤器；所述采样泵伴有加热器，能够保持样气的温度；所述气体分析仪适应分析检测高达200℃的高温样气。

优选的，所述采样探头可以采用不锈钢材料，所述不锈钢能够耐腐蚀并耐受不低于200℃的高温。

优选的，所述采样探头还伴有加热器，采样探头的温度维持在185～200℃。

优选的，所述采样探头中的探杆与水平面可以呈5～10°的倾角，且探杆探入烟道或排放口的一端较低。

优选的，所述采样泵的压头材料可以为不锈钢，采样泵的膜片和阀片材料可以为聚四氟乙烯。

优选的，所述外部伴热采样管线和内部伴热采样管线的材料可以为聚四氟乙烯。

优选的，外部伴热采样管线和内部伴热采样管线可以保持恒温180℃。

优选的，所述采样探头还可以包括沿着样气传输方向位于样气过滤器之后、用于吹扫样气过滤器的吹扫装置。

具体的，所述吹扫装置可以包括过滤减压阀、储气罐和电磁阀；所述过滤减压阀用于对引入的压缩空气进行过滤和降压，所述储气罐用于存储经过滤减压阀处理后的压缩空气，所述电磁阀用于控制开关储气罐中的压缩空气吹向样气过滤器。

优选的，所述储气罐存储的压缩空气的气压为0.4～0.7MPa。

本发明的气体分析系统，所使用的气体分析仪能够适应分析检测高达200℃的高温样气，能够省略制冷器、除湿器等预处理设备，减少了接头数量，降低了设备维护成本。样气经采样探头采集后，通过外部伴热采样管线、采样泵、内部伴热采样管线传输给气体分析仪，样气在进入气体分析仪时与采样探头采集到的样气成分一致，提高了样气中各成分含量的测量准确性。

附图说明

图1是本发明气体分析系统的第一实施例的构造示意图；

图2是本发明气体分析系统的第二实施例的构造示意图；

图3是本发明气体分析系统的第三实施例的构造示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。

本实施例提供了一种气体分析系统，如图1所示，所述气体分析系统沿着样气的传输方向依次包括：采样探头1、外部伴热采样管线2、采样泵3、内部伴热采样管线4和气体分析仪5。

采样探头1内部含有能够去除样气中粉尘的样气过滤器11，样气过滤器11可以将粒径大于等于2μm的颗粒物阻拦下来，避免大的颗粒物进入外部伴热采样管线2。采样泵3伴有加热器，能够保持样气的温度，加热器可以位于采样泵3内部，也可以作为采样泵3的附属装置。采样泵3的压头材料可以为不锈钢，采样泵3的膜片和阀片材料可以为聚四氟乙烯。气体分析仪5适应分析检测高达200℃的高温样气，当然，气体分析仪5也能够分析检测低于200℃的样气。

外部伴热采样管线2和内部伴热采样管线4可以如现有技术中的电伴热采样管线一样，采用120℃左右的伴热温度，也可以是按照优选实施例，外部伴热采样管线2和内部伴热采样管线4保持恒温180℃，由于HF等酸性气体的露点为180℃，因此当外部伴热采样管线2和内部伴热采样管线4保持恒温180℃、且采样泵3保温时，能够确保样气在传送给气体分析仪5的过程中不会发生冷凝。由此，样气在被采样探头1采集进入外部伴热采样管线2后，被外部伴热采样管线2加热到180℃，经过采样泵3的保温传输，进入内部伴热采样管线4，内部伴热采样管线4再次将样气加热到180℃，之后样气进入气体分析仪5进行分析检测。外部伴热采样管线2和内部伴热采样管线4的材料可以为聚四氟乙烯。

在样气传输的过程中，由于外部伴热采样管线2和内部伴热采样管线4的伴热温度很高(达180℃)，且采样泵3能够保持样气的温度，样气通过采样泵3后，经内部伴热采样管线4的再次加热，温度会保持在100℃以上，其中即使有水蒸气也不会冷凝，样气中易溶于水的气体会保留进入气体分析仪5，从而使样气在进入气体分析仪5时，与采样探头1采集到的样气成分一致，使得对样气中各成分含量的测量更准确。

采样探头1优选采用不锈钢材料，所述不锈钢能够耐腐蚀并耐受不低于200℃的高温，由此，采样探头1能够适应长期工作在恶劣的环境中。如图2所示，采样探头1还可以伴有加热器12，这样采样探头的温度能够维持在185～200℃，对采集的样气进行加热，避免水蒸气冷凝，更好的保护样气中各成分的含量和比例。加热器12可以位于采样探头1内部，也可以作为采样探头1的附属装置。

采样探头1可以包括采样探头箱、探杆、安装法兰(图中未示出)、样气过滤器11等，优选的，探杆与水平面呈5～10°的倾角，且探杆探入烟道或排放口的一端较低，这样，即使有水蒸气冷凝形成水，或进一步吸收样气中的气体形成酸/碱液，由于探杆探入烟道或排放口的一端较低，水或酸/碱液会回流到烟道或排放口中，从而避免水或酸/碱液等冷凝物进入外部伴热采样管线2。若冷凝物进入外部伴热采样管线2，一方面难于从外部伴热采样管线2中清除，另一方面，冷凝物可能具有腐蚀性，对外部伴热采样管线2造成腐蚀损伤，因此会尽量避免冷凝物进入外部伴热采样管线2。

上述采样探头1中的加热器、采样泵3的加热器、外部伴热采样管线2和内部伴热采样管线4的加热装置，其加热温度都可以通过各自的外部温控器或PLC(可编程控制器)等进行精细控制调节。

如图3所示，采样探头1还可以包括沿着样气传输方向位于样气过滤器11之后、用于吹扫样气过滤器11的吹扫装置13。在气体分析系统工作了一段时间后，由于样气过滤器11会拦截下样气中的粉尘，这些粉尘无法通过样气过滤器11，由于样气的不断推动，会积聚在样气过滤器11前，影响样气过滤器11的通透效果，吹扫装置13可以将积聚的粉尘反向吹回到烟道或排放口中，达到清洁样气过滤器11的目的。吹扫装置13可以在气体分析系统工作一段时间后定期进行吹扫，也可以在气体分析系统每次使用结束后进行吹扫。

吹扫装置13可以是通过气阀连接的高于一个大气压的空气气源(例如0.4～0.7MPa)，当气阀打开时，空气气源吹向样气过滤器11。

吹扫装置13也可以是包括过滤减压阀、储气罐和电磁阀的结构；吹扫装置13的过滤减压阀可以外接一个压缩空气源，所述过滤减压阀用于对引入的压缩空气进行过滤和降压，所述储气罐用于存储经过滤减压阀处理后的压缩空气，所述电磁阀用于控制开关储气罐中的压缩空气吹向样气过滤器。所述储气罐存储的压缩空气的气压可以为0.4～0.7MPa。

现有技术的带制冷器的气体分析系统，由于其中的气体分析仪仅能测试低温(如室温)条件下的气体成分和含量，因此气体分析系统需要包含很多预处理设备(如制冷器、除湿器等)，导致整个气体分析系统接头过多，因漏气所产生的设备维护成本较高，还会因排水不及时导致气体分析仪进水损坏。

本实施例的气体分析系统，其气体分析仪能够适应分析检测高达200℃的高温样气，因此可以省略制冷器、除湿器等预处理设备，减少了接头数量，需要维护的设备就剩下采样泵，降低了设备维护成本。在外部伴热采样管线、采样泵、内部伴热采样管线中，样气都是以气态形式传输，不需担心排水的问题。样气经采样探头采集后，通过外部伴热采样管线、采样泵、内部伴热采样管线传输给气体分析仪，样气不会降温出现冷凝水，从而使样气在进入气体分析仪时与采样探头采集到的样气成分一致，提高了样气中各成分含量的测量准确性。本实施例的气体分析系统可以用于垃圾焚烧烟气的在线分析等应用场景。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气体分析系统，其特征在于，所述气体分析系统沿着样气的传输方向依次包括：采样探头、外部伴热采样管线、采样泵、内部伴热采样管线和气体分析仪；

所述采样探头内部含有能够去除样气中粉尘的样气过滤器；所述采样泵伴有加热器，能够保持样气的温度；所述气体分析仪适应分析检测高达200℃的高温样气。

2.如权利要求1所述的气体分析系统，其特征在于，所述采样探头采用不锈钢材料，所述不锈钢能够耐腐蚀并耐受不低于200℃的高温。

3.如权利要求2所述的气体分析系统，其特征在于，所述采样探头伴有加热器，采样探头的温度维持在185～200℃。

4.如权利要求1所述的气体分析系统，其特征在于，所述采样探头中的探杆与水平面呈5～10°的倾角，且探杆探入烟道或排放口的一端较低。

5.如权利要求1所述的气体分析系统，其特征在于，所述采样泵的压头材料为不锈钢，采样泵的膜片和阀片材料为聚四氟乙烯。

6.如权利要求1所述的气体分析系统，其特征在于，所述外部伴热采样管线和内部伴热采样管线的材料为聚四氟乙烯。

7.如权利要求1所述的气体分析系统，其特征在于，外部伴热采样管线和内部伴热采样管线保持恒温180℃。

8.如权利要求1-7任一项所述的气体分析系统，其特征在于，所述采样探头还包括沿着样气传输方向位于样气过滤器之后、用于吹扫样气过滤器的吹扫装置。

9.如权利要求8所述的气体分析系统，其特征在于，所述吹扫装置包括过滤减压阀、储气罐和电磁阀；所述过滤减压阀用于对引入的压缩空气进行过滤和降压，所述储气罐用于存储经过滤减压阀处理后的压缩空气，所述电磁阀用于控制开关储气罐中的压缩空气吹向样气过滤器。

10.如权利要求9所述的气体分析系统，其特征在于，所述储气罐存储的压缩空气的气压为0.4～0.7MPa。

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