CN103364350B - 烟气在线检测装置 - Google Patents

烟气在线检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103364350B
CN103364350B CN201310273790.6A CN201310273790A CN103364350B CN 103364350 B CN103364350 B CN 103364350B CN 201310273790 A CN201310273790 A CN 201310273790A CN 103364350 B CN103364350 B CN 103364350B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tube
measuring device
line measuring
ceramic lining
transparent filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310273790.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103364350A (zh
Inventor
尚金瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ocean University of China
Original Assignee
Ocean University of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ocean University of China filed Critical Ocean University of China
Priority to CN201310273790.6A priority Critical patent/CN103364350B/zh
Publication of CN103364350A publication Critical patent/CN103364350A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103364350B publication Critical patent/CN103364350B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明涉及一种烟气在线检测装置，包括光学检测部件、检测探头和安装法兰，光学检测部件与检测探头通过安装法兰固定连接，并且能够可拆卸地固定在烟气通道上，其中所述检测探头包括圆柱状陶瓷衬管，所述陶瓷衬管的前端设置有Ar强制气体入口，所述陶瓷衬管前端的管壁上设置有烟气取样入口，所述陶瓷衬管沿着从前端到末端的长度方向依次设置有第一透明过滤片、第二透明过滤片和第三透明过滤片，并且所述陶瓷衬管的末端附近设置有光学玻片。本发明所述的在线检测装置不仅能够防止烟尘落在光学窗片上，而且可以降低装置对被测气体的分布的影响，可以精确地测量各种气氛下的烟气成分。

Description

烟气在线检测装置
技术领域
本发明涉及烟气在线检测的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于烟气在线检测装置。
背景技术
中国是产煤大国，也是燃煤大国。在中国的能源结构中，煤炭占了近70%，而且这种以煤炭为主的能源结构短期内不会发生重大改变。煤的主要成分为碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水。煤燃烧产生的烟气中含有大量的硫的氧化气体、氮的氧化气体、碳氢化合物、碳的氧化物以及飞灰等，这些气态、固态的燃烧尾气形成的酸雨、温室效应等对大气环境、生态环境以及人体造成了极其严重的危害。因此，针对上述煤炭资源的特点和高效洁净利用的重大需求，开展对燃煤污染物的控制，是实现煤炭资源与环境协调的必由之路。
在对燃煤污染物的减排研究中，燃煤烟气在不同的气氛下（温度、压力、流量），烟气中的成分及含量会发生变化，因此掌握燃煤烟气成分及含量、烟气成分的形态分布，是燃煤污染物排放控制的基础。
现有技术中通常采用光学吸收光谱法对烟气污染物的排放进行采样检测，传统的方法是将排放的污染气体抽取出来，然后送入到检测设备中进行检测，这需要长距离的采样加热管道、过滤器和冷凝器等复杂装置。为了简化结构，在烟气的在线监测过程中越来越多的采用原位式安装，即将检测设备直接插入到烟气排放的通道里，检测设备包括检测探头，在检测探头中通过光学窗片隔离光谱仪和烟道环境，并且能够让检测光通过，原位式安装方法提高了烟气监测的便捷性、连续性和实施性，而且结构更加简单。但是，烟道内的恶劣环境也给采用原位式安装方式的检测设备带来了严峻的考验。由于烟道内粉尘浓度很高，为了不会对检测设备带来影响，需要采取一定的防尘措施，避免粉尘落在光学窗片上给检测结果带来偏差。传统的防尘措施是吹扫防尘方法，以防止灰尘落在光学窗片上，达到除尘的效果；然而采用吹扫防尘方法时，形成气帘的洁净空气会继续在检测探头内向烟道内部的方向流动，有可能会对被测气体的分布带来一定的影响，从而影响检测结果的准确性。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种烟气在线检测装置。本发明所述的在线检测装置不仅能够防止烟尘落在光学窗片上，而且可以降低装置对被测气体的分布的影响，可以精确地测量各种气氛下的烟气成分。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种烟气在线检测装置，包括光学检测部件、检测探头和安装法兰，光学检测部件与检测探头通过安装法兰固定连接，并且能够可拆卸地固定在烟气通道上，其特征在于：所述检测探头包括圆柱状陶瓷衬管，所述陶瓷衬管的前端设置有Ar强制气体入口，所述陶瓷衬管前端的管壁上设置有烟气取样入口，所述陶瓷衬管沿着从前端到末端的长度方向依次设置有第一透明过滤片、第二透明过滤片和第三透明过滤片，并且所述陶瓷衬管的末端附近设置有光学玻片。
其中，所述光学检测部件包括光源和光谱仪。
其中，所述烟气取样入口沿着陶瓷衬管的圆周方向均匀开设有多个。
其中，从所述第一透明过滤片至第三透明过滤片上的过滤孔直径逐渐减少。
其中，所述光源为LED白色光源。
本发明的第二方面，还涉及一种方便拆卸的烟气在线检测装置。
一种烟气在线检测装置，包括光学检测部件、检测探头和安装法兰，光学检测部件与检测探头通过安装法兰固定连接，并且能够可拆卸地固定在烟气通道上，其特征在于：所述检测探头依次包括光学窗口模块、过滤模块、烟气取样模块和强制气体模块；所述光学窗口模块为包括光学玻片的第一陶瓷衬管，所述过滤模块包括依次设置有第一透明过滤片、第二透明过滤片和第三透明过滤片的第二陶瓷衬管，所述烟气取样模块为在管壁上设置有烟气取样入口的第三陶瓷衬管、和前端具有Ar强制气体入口的第四陶瓷衬管；并且所述相邻的陶瓷衬管之间通过螺纹可拆卸的固定连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）    本发明的烟气在线检测装置通过设置透明过滤片，并在Ar强制气体的强制气体的流动下可以将烟气中的灰尘过滤并沉积在陶瓷衬管的管壁上，从而能够在防止烟尘落在光学玻片上的同时，可以降低装置对被测气体的分布的影响，可以精确地测量各种气氛下的烟气成分。对光谱测量的结果，只要去除其中的Ar成分，并对气体组份的含量进行归一化处理，即可获得烟气的成分和含量信息。
（2）    通过模块化设计的检测探头，可以极大地方便检测探头的清洗吹扫工作。在中等烟灰含量的情形下，本发明所述的在线检测装置可以连续工作5-7天，当需要清洗吹扫时，只要取下其中的过滤模块单独进行清洗即可。
附图说明
图1为本发明实施例1所述的烟气在线检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例以及说明书附图对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1
如附图1所示，本实施例涉及的烟气在线检测装置，包括光学检测部件10、检测探头20和安装法兰30，光学检测部件10与检测探头20通过安装法兰30固定连接，并且能够可拆卸地固定在烟气通道上，所述光学检测部件10包括LED白色光源和光谱仪；所述检测探头20包括圆柱状陶瓷衬管，所述陶瓷衬管的前端设置有Ar强制气体入口26，所述陶瓷衬管前端的管壁上设置有烟气取样入口25，所述烟气取样入口25沿着陶瓷衬管的圆周方向均匀开设有多个；所述陶瓷衬管沿着从前端到末端的长度方向依次设置有第一透明过滤片24、第二透明过滤片23和第三透明过滤片22，并且所述陶瓷衬管的末端附近设置有光学玻片21，并且从所述第一透明过滤片至第三透明过滤片上的过滤孔直径逐渐减少。其中，所述光学玻片包括具有第一表面和第二表面的玻璃基片，并且所述第一表面和第二表面均依次沉积有硼掺杂的纳米ZnS1-XOX薄膜和氧化锌透明防护膜。其中，所述的硼掺杂的纳米ZnS1-XOX薄膜通过化学气相沉积方法制备得到，厚度为25-50 nm，反应体系为ZnCl2-H2S-BCl3-H2O-O2-H2，反应温度为380-420℃，工作压力为1000-1500Pa, 其中ZnCl2的流量为50 ml/min, H2S的流量为5-8 ml/min, BCl3的流量为1-3ml/min，H2O的流量为5-20 ml/min，O2的流量为5-10 ml/min，H2的流量为500 ml/min，沉积时间为3-10min, 其中硼的掺杂量为0.5-1at%, X=0.05-0.12；所述的氧化锌透明防护膜可以通过公知的沉积方法制备得到，例如磁控溅射、电弧离子镀等，厚度为50-100nm。本发明所述的光学玻片在可见光的波长范围内均具有超过98%的透过率。并且所述透明过滤片表面沉积有硼掺杂的SiN1-XOX透明自润滑涂层，厚度为50-100 nm，且X=0.75-0.90；所述透明自润滑涂层通过化学气相沉积方法制备得到，反应体系为SiCl4-NH3-BCl3-H2O-O2-H2，反应温度为450-480℃，工作压力为1000-1200Pa, 其中SiCl4的流量为50 ml/min, NH3的流量为10-15 ml/min, BCl3的流量为3-5ml/min，H2O的流量为20-30 ml/min，O2的流量为10-20 ml/min，H2的流量为500 ml/min，硼的掺杂量为2.5-3at%。通过涂覆所述透明自润滑涂层，使得透明过滤片表面具有低的表面能，使得烟尘粒子不能粘附在透明过滤片表面。

Claims (7)

1.一种烟气在线检测装置，包括光学检测部件、检测探头和安装法兰，光学检测部件与检测探头通过安装法兰固定连接，并且能够可拆卸地固定在烟气通道上，其特征在于：所述检测探头包括圆柱状陶瓷衬管，所述陶瓷衬管的前端设置有Ar强制气体入口，所述陶瓷衬管前端的管壁上设置有烟气取样入口，所述陶瓷衬管沿着从前端到末端的长度方向依次设置有第一透明过滤片、第二透明过滤片和第三透明过滤片，并且所述陶瓷衬管的末端附近设置有光学玻片；所述透明过滤片表面沉积有硼掺杂的SiN1-XOX透明自润滑涂层，厚度为50-100 nm，其中硼的掺杂量为2.5-3at%，且X=0.75-0.90。
2. 根据权利要求1所述的在线检测装置，其特征在于所述光学检测部件包括光源和光谱仪。
3. 根据权利要求1所述的在线检测装置，其特征在于所述烟气取样入口沿着陶瓷衬管的圆周方向均匀开设有多个。
4. 根据权利要求1所述的在线检测装置，其特征在于从所述第一透明过滤片至第三透明过滤片上的过滤孔直径逐渐减少。
5. 根据权利要求2所述的在线检测装置，其特征在于所述光源为LED白色光源。
6. 根据权利要求1所述的在线检测装置，其特征在于所述透明自润滑涂层通过化学气相沉积方法制备得到，反应体系为SiCl4-NH3-BCl3-H2O-O2-H2，反应温度为450-480℃，工作压力为1000-1200Pa, 其中SiCl4的流量为50 ml/min, NH3的流量为10-15 ml/min，BCl3的流量为3-5ml/min，H2O的流量为20-30 ml/min，O2的流量为10-20 ml/min，H2的流量为500 ml/min。
7. 根据权利要求1所述的在线检测装置，其特征在于所述光学玻片包括具有第一表面和第二表面的玻璃基片，并且所述第一表面和第二表面均依次沉积有硼掺杂的纳米ZnS1-XOX薄膜和氧化锌透明防护膜；其中，硼的掺杂量为0.5-1at%，硼掺杂的纳米ZnS1-XOX薄膜的厚度为25-50 nm，氧化锌透明防护膜的厚度为50-100 nm。
CN201310273790.6A 2013-07-02 2013-07-02 烟气在线检测装置 Expired - Fee Related CN103364350B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310273790.6A CN103364350B (zh) 2013-07-02 2013-07-02 烟气在线检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310273790.6A CN103364350B (zh) 2013-07-02 2013-07-02 烟气在线检测装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103364350A CN103364350A (zh) 2013-10-23
CN103364350B true CN103364350B (zh) 2015-10-28

Family

ID=49366188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310273790.6A Expired - Fee Related CN103364350B (zh) 2013-07-02 2013-07-02 烟气在线检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103364350B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104826682B (zh) * 2014-02-08 2017-04-12 北京慧荣和科技有限公司 润膜器用膜片放置台

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0243139A2 (en) * 1986-04-19 1987-10-28 Procal Analytics Limited Method and apparatus for gas analysis
CN101929947A (zh) * 2009-06-18 2010-12-29 安徽蓝盾光电子股份有限公司 可自动标定的插入式在线气体分析系统
CN201844967U (zh) * 2010-09-25 2011-05-25 北京牡丹联友电子工程有限公司 一种光学测量探头的过滤结构
CN102183476A (zh) * 2011-02-28 2011-09-14 北京雪迪龙科技股份有限公司 一种烟气在线监测仪中的检测设备
CN102221532A (zh) * 2011-06-03 2011-10-19 天津市蓝宇科工贸有限公司 具有在线校准光路的直插式烟气紫外差分探头

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57133339A (en) * 1981-02-10 1982-08-18 Shimadzu Corp Infrared rays system so2 analyzer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0243139A2 (en) * 1986-04-19 1987-10-28 Procal Analytics Limited Method and apparatus for gas analysis
CN101929947A (zh) * 2009-06-18 2010-12-29 安徽蓝盾光电子股份有限公司 可自动标定的插入式在线气体分析系统
CN201844967U (zh) * 2010-09-25 2011-05-25 北京牡丹联友电子工程有限公司 一种光学测量探头的过滤结构
CN102183476A (zh) * 2011-02-28 2011-09-14 北京雪迪龙科技股份有限公司 一种烟气在线监测仪中的检测设备
CN102221532A (zh) * 2011-06-03 2011-10-19 天津市蓝宇科工贸有限公司 具有在线校准光路的直插式烟气紫外差分探头

Also Published As

Publication number Publication date
CN103364350A (zh) 2013-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pratt et al. Mass spectrometry of atmospheric aerosols—Recent developments and applications. Part II: On‐line mass spectrometry techniques
Liu et al. Secondary organic aerosol formation from photochemical aging of light-duty gasoline vehicle exhausts in a smog chamber
Venkataraman et al. Size distributions of polycyclic aromatic hydrocarbons and elemental carbon. 1. Sampling, measurement methods, and source characterization
CN103336070B (zh) 一种定量检测六氟化硫电气设备中含硫故障气体组分的检测装置及方法
CN105911032A (zh) 基于紫外荧光检测sf6电气设备内so2的装置及方法
Liu et al. Characteristics of atmospheric single particles during haze periods in a typical urban area of Beijing: A case study in October, 2014
Xie et al. Contrasting mixing state of black carbon-containing particles in summer and winter in Beijing
CN109342284A (zh) 一种用于烟气中有害物质的检测系统及检测方法
Wu et al. Some insights into the condensing vapors driving new particle growth to CCN sizes on the basis of hygroscopicity measurements
CN103364350B (zh) 烟气在线检测装置
CN102141556A (zh) 气相色谱法反吹测定气体中总硫的分析方法
Li et al. TOF–SIMS surface analysis of chemical components of size–fractioned urban aerosols in a typical heavy air pollution event in Beijing
Grimonprez et al. Cloud condensation nuclei from the activation with ozone of soot particles sampled from a kerosene diffusion flame
Siegel et al. Insights into the molecular composition of semi-volatile aerosols in the summertime central Arctic Ocean using FIGAERO-CIMS
CN105717092A (zh) 一种dbd激发源、dbd-aes系统及其检测分析方法
Oyama et al. Chemical characterization of organic particulate matter from on-road traffic in São Paulo, Brazil
Petzold et al. Recommendations for the interpretation of" black carbon" measurements.
CN102353565B (zh) 烟气无灰取样装置
Urupina et al. Method development and validation for the determination of sulfites and sulfates on the surface of mineral atmospheric samples using reverse-phase liquid chromatography
Li et al. Development of an on-line measurement system for water-soluble organic matter in PM2. 5 and its application in China
CN104707816B (zh) 一种真空紫外灯的在线自清洁方法
CN107655728B (zh) 适用于对烟气中低挥发性痕量元素取样监测的装置及方法
EP2594921A1 (en) Electrothermal vaporization atomic fluorescence spectral method and spectrometer for determining cadmium
CN1313824C (zh) 一种便携式气态烃测定仪
Dočekal et al. Trace and minor element characterization of diesel soot

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151028

Termination date: 20170702

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee