CN104897534A - 湿烟气在线粉尘仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿烟气在线粉尘仪，其特征是，包括显示单元、测量模块、鼓风供气模块和供电模块；所述测量模块包括采样端口、探头加热器、电动执行器、测量气室、射流泵和稀释气体控制阀。本发明所达到的有益效果：1、使用散射光检测实现在线连续测量；2通过流速计和射流泵控制采样气压实现等速取样；3、使用光学方法检测，测量室内没有转动部件，工作寿命长，维护量小；4、流速计、流量计、空气净化器、鼓风机都集成在设备内部，只需在烟道单侧安装取样探头，安装简单；5、仪器定期自动进行零点标定，保证测量精准，测量数据稳定无漂移；6、使用了高精度的流量计测量每次检测的单位流量，使测量结果更精确。

Description

湿烟气在线粉尘仪

技术领域

本发明涉及一种湿烟气在线粉尘仪，属于工业排放环境检测专用设备技术领域。

背景技术

近年来，随着国家工业化的快速发展及化石燃料的大量使用，废气排放对大气环境造成了严重污染，大气中污染物的浓度不断增加，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，大气悬浮颗粒物是主要危害之一，其中工业排放的颗粒污染物占了很大比例。湿烟气在线粉尘仪是根据中国环保形势的需要而开发研制的。在烟气排放连续检测过程中，由于固定污染源大部分都进行了除尘和脱硫改造，排放的污染物具有低浓度、高湿、强腐蚀、脱硫副产物复杂、不稳定等特征，给实际测量造成一定的难度。无论是从烟道上取样，还是从烟囱上取样，一旦烟气离开烟道进入采样系统，如果不进行相应的技术处理，则会因烟气温度下降(由原来的150℃～300℃下降至100℃以下) ，将导致烟气中的水气凝结，烟尘与水气结合成粘稠状物质，堵塞采样探头和管道。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种在线连续监测粉尘含量的仪器，具有高灵敏度、安装简单、工作寿命长、维护量小等特点，采用抽取、加热、稀释技术，将湿烟气中的水滴或蒸汽气化，使之不受水滴或蒸汽干扰，通过散射光测量原理，在线连续测试粉尘浓度。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

湿烟气在线粉尘仪，其特征是，包括显示单元、测量模块、鼓风供气模块和供电模块；所述鼓风供气模块包括空气净化器和鼓风机；所述测量模块包括采样端口、探头加热器、电动执行器、测量气室、射流泵和稀释气体控制阀；所述采样端口、探头加热器、电动执行器、测量气室和射流泵顺次连接；所述稀释气体控制阀一端通过热交换器与鼓风机连接，另一端与探头加热器相连接；所述稀释气体控制阀与热交换器之间的通道和电动执行器与测量气室之间的通道通过两通电磁阀相连接。

前述的湿烟气在线粉尘仪，其特征是，所述测量气室设置有激光前散射法烟气分析模块。

前述的湿烟气在线粉尘仪，其特征是，所述采样端口包括若干组流速计；所述射流泵的负压压力与流速计相匹配。

前述的湿烟气在线粉尘仪，其特征是，所述激光前散射法烟气分析模块包括激光器、探测器和数据采集控制模块；所述激光器用于向气流发射激光束；所述探测器用于接收电信号并传送给所述数据采集控制模块。

前述的湿烟气在线粉尘仪，其特征是，所述测量模块与显示单元组合放置或单独放置。

本发明所达到的有益效果：1、使用散射光检测实现在线连续测量；2通过流速计和射流泵控制采样气压实现等速取样；3、使用光学方法检测，测量室内没有转动部件，工作寿命长，维护量小；4、流速计、流量计、空气净化器、鼓风机都集成在设备内部，只需在烟道单侧安装取样探头，安装简单；5、仪器定期自动进行零点标定，保证测量精准，测量数据稳定无漂移；6、使用了高精度的流量计测量每次检测的单位流量，使测量结果更精确。

附图说明

图1为本发明的结构原理示意图；

图2为本发明的测量气室光学示意图；

图3为本发明的测量气室吹扫气流流向图；

图4为本发明的采样气路吹扫气流流向图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本装置的工作思路是将含有水滴或者雾滴湿烟气利用射流泵引入至烟气加热腔，将烟气升温至120度以上，将烟气温度提升至露点以上，然后以等速取样方式进入测量室，在测量室安装有激光前散射法烟气分析单元，进行测量，然后采样后烟气直接排入至烟道中，数据采集与控制系统根据采集到的信号和流量计测得数据进行计算，最终得出颗粒物含量。

如图1所示，湿烟气在线粉尘仪，其特征是，包括显示单元、测量模块、鼓风供气模块和供电模块。其中，鼓风供气模块包括空气净化器和鼓风机。

测量模块包括采样端口、探头加热器、电动执行器、测量气室、射流泵和稀释气体控制阀。其中，采样端口、探头加热器、电动执行器、测量气室和射流泵顺次连接，稀释气体控制阀一端通过热交换器与鼓风机连接，另一端与探头加热器相连接。稀释气体控制阀与热交换器之间的通道和电动执行器与测量气室之间的通道通过两通电磁阀相连接。本装置中，采样端口由若干组流速计组成，射流泵的负压压力与流速计相匹配。

在进行工作时，空气净化器将外部空气净化后经由鼓风机，一部分输送给热交换器，热交换器把净化空气加热到120℃形成稀释气体，另一部分经开关阀进入射流泵形成负压，烟囱中的样气则会被负压吸入测量模块。在测量模块一端的采样口安装的流速计测量烟囱内样气的流速，射流泵根据流速计反馈的流速调整负压压力，使采样气的采样速度与烟囱内样气流速相同，实现等速取样。样气在经过流量计测量流量后进入探头加热器。在探头加热器中，样气被从稀释气体控制阀流入的稀释气体稀释，同时再次被加热并稳定到120℃。之后，在射流泵负压的作用下样气流入测量气室进行检测，检测合格后，排放回烟囱，不造成二次污染。

测量气室内设置有激光前散射法烟气分析模块，包括激光器、探测器和数据采集控制模块，如图2所示，激光器发出的激光束射向样气气流，在本实验中激光束采用650nm激光束。激光束与样气中的烟尘粒子作用产生散射光，探测器接收散射光产生电信号，电信号经过滤波放大、V/I转换后被采集处理，数据采集控制模块根据单位时间内积分得到的电信号和流量计测得的流量计算出样气中的粉尘含量，含量单位为毫克每立方米。

本装置在线使用一段时间后样气中的烟尘会附着到气路和测量气室中，这时就需要用净化的稀释气体进行吹扫，吹扫废气排放回烟囱中，同时在吹扫后对测量气室进行重新标定，即标零。如图3，在对测量气室进行吹扫时，首先控制系统关闭稀释气体控制阀和两通电磁阀，将电动执行器调整到吹扫测量气室位置，鼓风机送入的净化空气按照图中流向经过开关阀后分别进入射流泵和电动执行器，在射流泵端形成负压，在经过电动执行器后进入测量气室，然后再经过射流泵排回烟囱，由于其它气路都已关闭阀门，净化空气只能从这条气路通过，在测量气室持续一段时间的吹扫后，气室已经洁净，此时数据采集控制模块开始进行标零，由于测量气室中都是净化空气，激光束在射向净化空气时几乎没有散射效果，探测器上产生的信号极微弱，再经过滤波放大、V/I转换后被采集到的信号值极低，控制系统把这个极低的信号值作为零值，在以后的检测过程中都以这个零值为基础进行计算。当这个标定零值过大时，控制系统会认为探测器或激光器故障发出报警，本装置通过此方法器进行自检。

在对采样气路进行吹扫时，如图4，首先关闭稀释气体控制阀和两通电磁阀，将电动执行器调整到吹扫采样气路位置，鼓风机送入的净化空气按图中流向经过开关阀后分别进入射流泵和电动执行器，由于测量气室前端的电动执行器位置改变，从电动执行器到测量气室这段气路封闭，射流泵端无法形成负压，净化空气只从电动执行器到探头加热器这条气路流过，直接从采样口反吹回烟囱，在持续一段时间的吹扫后采样气路及探头加热器都被吹扫干净。

在图3和图4中所描述的吹扫，在吹扫结束后进行零点标定，同时进行自检，吹扫和标零周期均可以自定义。

此外，本装置自身包含正负压气体输送装置和净化装置，在使用时不需其它气源装置，方便安装和维护，且测量模块与显示单元可以组合放置或者单独放置，极大地提高了装置的灵活度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.湿烟气在线粉尘仪，其特征是，包括显示单元、测量模块、鼓风供气模块和供电模块；

所述鼓风供气模块包括空气净化器和鼓风机；

所述测量模块包括采样端口、探头加热器、电动执行器、测量气室、射流泵和稀释气体控制阀；所述采样端口、探头加热器、电动执行器、测量气室和射流泵顺次连接；所述稀释气体控制阀一端通过热交换器与鼓风机连接，另一端与探头加热器相连接；

所述稀释气体控制阀与热交换器之间的通道和电动执行器与测量气室之间的通道通过两通电磁阀相连接。

2.根据权利要求1所述的湿烟气在线粉尘仪，其特征是，所述测量气室设置有激光前散射法烟气分析模块。

3.根据权利要求1所述的湿烟气在线粉尘仪，其特征是，所述采样端口包括若干组流速计；所述射流泵的负压压力与流速计相匹配。

4.根据权利要求2所述的湿烟气在线粉尘仪，其特征是，所述激光前散射法烟气分析模块包括激光器、探测器和数据采集控制模块；所述激光器用于向气流发射激光束；所述探测器用于接收电信号并传送给所述数据采集控制模块。

5.根据权利要求1所述的湿烟气在线粉尘仪，其特征是，所述测量模块与显示单元组合放置或单独放置。