CN103575659B - 一种用于对烟道中烟气进行检测的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于对烟道中烟气进行检测的装置，其包括分置于烟道A相对应两侧侧壁上的第一、二管体，第一、二管体沿同一光束路径顺延布置，该光束路径与烟道A内烟气的流动路径成交叉布置，第一、二管体位于烟道A外围的管体分别设置有用于分隔第一、二管体内腔与外部环境的透光片，两透光片的外侧分别设置激光发射组件和激光接收组件，第一、二管体延伸至烟道A内部的管端管口处分别设置用于喷出气幕防止烟气中灰尘进入第一、二管体管腔的气嘴，气嘴喷出的气体流向与第一、二管体的轴向交叉布置。通过采取上述方案，其不需要进行人工取样和对取样气体进行复杂的预处理，因此其检测快速，避免了测量的滞后，同时测量的精准度高。

Description

一种用于对烟道中烟气进行检测的装置

技术领域

本发明涉及铜冶炼烟道中烟气成份检测领域，具体涉及一种用于对烟道中烟气进行检测的装置。

背景技术

通过对烟道中的烟气成分进行检测，可以判断出铜冶炼的各阶段是否到达终点。目前对烟道中的烟气的检测方法为：通过操作人员将烟气采样管插入烟道中，开启气体采样泵进行抽取采样，然后将抽取的气体经过滤、加热、冷凝(或管路伴热)等预处理后进入气体测试仪主机对气体进行成分检测。该方案中气体取样及预处理操作过程复杂，而且由于气体取样的误差以及测量时间滞后的问题，导致测量结果的偏差较大。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于对烟道中烟气进行检测的装置，其不需要进行人工取样和对取样气体进行复杂的预处理，因此其检测快速，避免了测量的滞后，同时测量的精准度高。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种用于对烟道中烟气进行检测的装置，其包括分置于烟道A相对应两侧侧壁上的第一、二管体，第一、二管体沿同一光束路径顺延布置，该光束路径与烟道A内烟气的流动路径成交叉布置，第一、二管体位于烟道A外围的管体分别设置有用于分隔第一、二管体内腔与外部环境的透光片，两透光片的外侧分别设置激光发射组件和激光接收组件，第一、二管体延伸至烟道A内部的管端管口处分别设置用于喷出气幕防止烟气中灰尘进入第一、二管体管腔的气嘴，气嘴喷出的气体流向与第一、二管体的轴向交叉布置。

本发明中通过激光测量技术对烟道中的烟气进行检测分析，实现烟气的快速检测，避免测量滞后和保证测量的精准度。激光测量技术已在各领域普遍应用，本发明所要解决的难点是如何使得激光能够对烟道中高温、高粉尘的烟气进行实时监测，亦即，如何使得激光能够有效的投射至烟气中，同时避免高温、高粉尘烟气对激光测量组件的影响，因此，本发明中在第一、二管体插入烟道内的端部设置气嘴，气嘴喷出气幕对第一、二管体管腔与烟道内腔进行分隔，在第一、二管体的另一端设置分别设置激光发射组件和激光接收组件，这样激光发射组件发射的激光就经由管道内腔投射至另一端的激光接收组件被接收，通过对发射和接收的光信号进行分析，即可实现对烟气的快速实时检测。本发明中喷嘴喷出的气幕，即可防止烟道中灰尘进入第一、二管体对激光测量产生影响，又可避免了对激光的投射产生影响，保证激光的透过率，从而实现对烟道内烟气的检测。

附图说明

图1为本发明的使用状态示意图；

图2为第一、二管体的结构示意图；

图3为第一、二连接管的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式来对本发明作进一步的说明，不同烟道A中烟气温度变化较大，对于温度较低的烟气，主要是防止灰尘对激光投射的影响。因此，本发明采取的方案如图1所示，一种用于对烟道中烟气进行检测的装置，其包括分置于烟道A相对应两侧侧壁上的第一、二管体10、10’，第一、二管体10、10’沿同一光束路径顺延布置，该光束路径与烟道A内烟气的流动路径成交叉布置，第一、二管体10、10’位于烟道A外围的管体分别设置有用于分隔第一、二管体10、10’内腔与外部环境的透光片41，两透光片41的外侧分别设置激光发射组件20和激光接收组件30，第一、二管体10、10’延伸至烟道A内部的管端管口处分别设置用于喷出气幕防止烟气中灰尘进入第一、二管体10、10’管腔的气嘴11，气嘴11喷出的气体流向与第一、二管体10、10’的轴向交叉布置。透光片41主要防止气嘴11喷出的气幕不够强时，烟道A中烟气进入第一、二管体10、10’溢出造成污染。气嘴11喷出的气体流向最好与第一、二管体10、10’的轴线相垂直布置，避免对待测量烟气的影响。

对于较高温度的烟气，除了需防止烟尘进入第一、二管体10、10’的管腔，还需要考虑高温烟气与第一、二管体10、10’之间热传递对激光测量的影响，第一、二管体10、10’被加热后会使得位于第一、二管体10、10’两外端的光学仪器变形以及激光的传播发生漂移，影响测量精度。因此本发明中，第一、二管体10、10’为双层管壁结构，双层管壁结构形成的夹腔中设置有对第一、二管体10、10’进行冷却的冷却组件15。具体操作时，冷却组件15为第一、二管体10、10’夹腔内螺旋状布置的冷却水管构成，第一、二管体10、10’的外管壁上分别设置与冷却水管相连通的进、出水管口14，进、出水管口14设置在烟道A的外部。通过冷却组件15的冷却作用，消除高温烟气的影响，保证测量的准确性。

如图2所示，进一步的方案为，气嘴11为一夹层遮板构成，遮板将第一、二管体10、10’位于烟道A内的管口遮挡成弧形或半圆形，气嘴11的出气口沿围合构成弧形或半圆形管口的遮板边部设置，出气口与气源相连通连接。两遮板内部的内腔分别与第一、二管体10、10’的夹腔相连通为一体，第一、二管体10、10’的外管壁上设置连通夹腔与气源的气接口13，第一、二管体10、10’的内管壁上设置连通第一、二管体10、10’管腔与夹腔的通孔12。气接口13设置在烟道A的外部，将第一、二管体10、10’管口遮挡成弧形或半圆形，主要是保证气嘴11吹出的气幕能够有效的防止灰尘进入第一、二管体10、10’的内腔。由于在具体实施时，气幕不应设置的太强，避免气幕对烟道A内烟气组分的影响，烟道A内烟气压力以及流动状态的变化，还是可能存在部分烟气中的灰尘冲破气幕进入第一、二管体10、10’管道内，因此通过开设的通孔12连通第一、二管体10、10’的夹腔和管腔，这样进入第一、二管体10、10’管腔形成一个局部正压，进一步防止灰尘进入第一、二管体10、10’内。

由于长时间运行后，必然还是在第一、二管体10、10’内滞留一定的灰尘附着在透光镜41或者管道内，对激光的投射产生影响，因此，第一、二管体10、10’的管腔还分别与压力气源相连通连接。通过压力气源的高压气体将管道内滞留的灰尘清除以及对各组件，如透光镜进行清洁，避免对测量精度的影响。具体操作时，可按照如图1、3中所示方案进行实时，激光发射组件20和激光接受组件30与第一、二管体10、10’之间还分别设置有第一、二连接管40、40’，第一、二连接管40、40’的一端分别与第一、二管体10、10’相连通连接为一体，第一、二连接管40、40’的另一端分别设置隔绝第一、二连接管40、40’内腔与外部环境的透光片41，第一、二连接管40、40’的管壁上分别设置连通第一、二连接管40、40’管腔与压力气源的管接口42。

本发明中的激光发射组件20和激光接收组件30都可从现有的市场上购买得到，具体操作时激光发射组件20包括保护外罩21、L型支架22、位置调整架23、激光自准直发射器和固定法兰盘，L型支架22固定在固定法兰盘上，位置调整架23固定在L型支架22上，激光自准直发射器固定在位置调整架23的中心，保护外罩21上固定了光纤法兰接口24，光纤法兰接口24内侧与激光自准直发射器的尾纤相连。激光接受组件30包括保护外罩21、L型支架22、位置调整架23、红外光电探测器和固定法兰盘，L型支架22固定在固定法兰盘上，位置调整架23固定在L型支架22上，红外光电探测器固定在位置调整架22的中心，保护外罩上固定了航空插头25，航空插头25内侧与红外光电探测器通过电缆相连，保护外罩21为一管体构成。激光自准直发射器输出的激光由红外光电探测器接收。第一、二管体10、10’的外端以及第一、二连接管40、40’两端分别通过设置连接法兰盘连接为一体。

总之，本发明可有效实现烟道A中烟气成分的快速检测，避免了测量的滞后，同时测量的精准度高。

Claims (7)

1.一种用于对烟道中烟气进行检测的装置，其包括分置于烟道A相对应两侧侧壁上的第一、二管体(10、10’)，第一、二管体(10、10’)沿同一光束路径顺延布置，该光束路径与烟道A内烟气的流动路径成交叉布置，第一、二管体(10、10’)位于烟道A外围的管体分别设置有用于分隔第一、二管体(10、10’)内腔与外部环境的透光片(41)，两透光片(41)的外侧分别设置激光发射组件(20)和激光接收组件(30)，第一、二管体(10、10’)延伸至烟道A内部的管端管口处分别设置用于喷出气幕防止烟气中灰尘进入第一、二管体(10、10’)管腔的气嘴(11)，气嘴(11)喷出的气体流向与第一、二管体(10、10’)的轴向交叉布置。

2.如权利要求1所述的用于对烟道中烟气进行检测的装置，其特征在于：气嘴(11)为一夹层遮板构成，遮板将第一、二管体(10、10’)位于烟道A内的管口遮挡成弧形或半圆形，气嘴(11)的出气口沿围合构成弧形或半圆形管口的遮板边部设置，出气口与气源相连通连接。

3.如权利要求2所述的用于对烟道中烟气进行检测的装置，其特征在于：第一、二管体(10、10’)为双层管壁结构，双层管壁结构形成的夹腔中设置有对第一、二管体(10、10’)进行冷却的冷却组件(15)。

4.如权利要求3所述的用于对烟道中烟气进行检测的装置，其特征在于：两遮板内部的内腔分别与第一、二管体(10、10’)的夹腔相连通为一体，第一、二管体(10、10’)的外管壁上设置连通夹腔与气源的气接口(13)，第一、二管体(10、10’)的内管壁上设置连通第一、二管体(10、10’)管腔与夹腔的通孔(12)。

5.如权利要求3所述的用于对烟道中烟气进行检测的装置，其特征在于：第一、二管体(10、10’)的管腔还分别与压力气源相连通连接。

6.如权利要求5所述的用于对烟道中烟气进行检测的装置，其特征在于：激光发射组件(20)和激光接收组件(30)与第一、二管体(10、10’)之间还分别设置有第一、二连接管(40、40’)，第一、二连接管(40、40’)的一端分别与第一、二管体(10、10’)相连通连接为一体，第一、二连接管(40、40’)的另一端分别设置隔绝第一、二连接管(40、40’)内腔与外部环境的透光片(41)，第一、二连接管(40、40’)的管壁上分别设置连通第一、二连接管(40、40’)管腔与压力气源的管接口(42)。

7.如权利要求4所述的用于对烟道中烟气进行检测的装置，其特征在于：冷却组件(15)为第一、二管体(10、10’)夹腔内螺旋状布置的冷却水管构成，第一、二管体(10、10’)的外管壁上分别设置与冷却水管相连通的进、出水管口(14)，进、出水管口(14)和气接口(13)分别设置在烟道A的外部。