CN105241729A

CN105241729A - 一种气体分析预处理装置及方法

Info

Publication number: CN105241729A
Application number: CN201510713440.6A
Authority: CN
Inventors: 熊友辉; 颜海涛; 黄文攀
Original assignee: WUHAN CUBIC OPTOELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: WUHAN CUBIC OPTOELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2016-01-13

Abstract

本发明属于气体检测领域，特别涉及一种气体分析预处理装置及方法,包括气泵、电磁控制阀，空气进口、样气进口、样气出口、排污出口，其特征是设置有一级过滤炉、二级过滤炉、反吹氮气进口。其一级过滤炉、二级过滤炉的内部设置有耐高温材料的多孔几何形状滤芯，并且由电磁控制阀控制样气、空气及氮气进入。一级过滤炉、二级过滤炉可同时交替工作。本发明无二次污染、安全环保、结构简单，使用方便，可完全清除掉工业气化焦油及灰飞颗粒，对提高煤/生物质化气体检测仪器的稳定性和寿命有良好的保障。

Description

一种气体分析预处理装置及方法

技术领域

本发明属于气体检测领域，特别涉及一种气体分析预处理装置及方法。

背景技术

能源的长期稳定可持续利用，是国家的一项重要战略任务，近年来国家大力提倡新能源开发与利用、制定新能源战略，煤/生物质气化技术是一种将固体燃料转换成可燃气体的新能源利用技术，转换后的可燃气需经气体检测仪对其进行监测和分析，可是煤/生物质气化技术在产生可燃气体的同时会产生焦油和飞灰颗粒，在气体分析仪监测、分析被测样气的同时，焦油和飞灰颗粒也会进入设备内部，污染设备探头、影响设备的精度，长时间还会损坏设备，影响设备的安全稳定运行。随着秸秆技术的推广应用，清除焦油技术的技术和方法越来越多，主要包括活性炭等带简易预处理功能的气体分析系统，主要清除方法是当样气通过吸附系统时，把其中通过的焦油粘附在滤料上，其缺点是经过一定时间的使用，焦油会越来越多，会影响检测设备的精度，当焦油量积累到达到一定程度时，气体分析系统就会出现故障，不能正常工作。因此，需要经常更换滤料，利用该方法除焦油可以除掉部分焦油，但是效果不佳，会导致测试精度差，稳定性差，并且浪费成本。另外还有一种物理除焦油方法是水洗除焦油系统，其主要方法是将含有焦油及灰飞的样气从水箱经过，利用水滴和颗粒物的惯性碰撞将焦油和灰飞从样气中脱离出来，主要利用合适的气流速度、适度的水量和喷水的方式，还需要另外配置废水处理装置，利用该水洗除焦油系统可以除去一定量的焦油，但是效果不好，净化不彻底；主要缺点是会浪费大量的水资源，除焦油废水会造成二次污染，大量焦油并没有实质意义的被去除，造成能源浪费，且除焦油效果不佳。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种可完全清除焦油及灰飞颗粒的装置及方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种气体分析预处理装置，包括一级过滤炉和二级过滤炉；反吹氮气进口、空气进口、样气进口通过若干三通阀以及电磁控制阀与一级过滤炉连通；反吹氮气进口、空气进口、样气进口还通过若干三通阀以及电磁控制阀与二级过滤炉连通；样气出口通过三通阀以及电磁控制阀与一级过滤炉连通；一级过滤炉和二级过滤炉分别通过电磁控制阀与排污出口连通。

在上述的一种气体分析预处理装置，所述一级过滤炉和二级过滤炉的内部均设置有耐高温材料的滤芯，并且由电磁控制阀控制样气、空气及氮气进入。

在上述的一种气体分析预处理装置，所述一级过滤炉和二级过滤炉内部的除焦油加热温度范围为500—800℃，利用电加热的方式给加热炉加热。

在上述的一种气体分析预处理装置，一级过滤炉和二级过滤炉滤芯材料由几种混合物经高温烧结而成，混合物包括：30—70％骨料颗粒；5—60％结合剂；5—40％的成孔剂；5—10％的稀土抗蚀剂。

在上述的一种气体分析预处理装置，其过滤炉和二级过滤炉滤芯由多种混合物经过高温烧结而成，混合物优选的包括30—50％的骨料颗粒；10—30％的结合剂；10—20的成孔剂，和最多10％的稀土抗蚀剂。

一种气体分析预处理方法，其具体工作步骤是：

步骤1，打开电磁控制阀13，样气经三通阀10进入一级过滤炉过滤，样气经过滤后打开电磁控制阀16进入样气出口；

步骤2，当焦油超过过滤炉重量的120—180％时，关闭电磁控制阀13、16，连通加热炉给一级过滤炉加热，同时打开电磁控制阀14、21，经三通11通入空气，焦油开始燃烧，焦油完全燃烧后，关闭电磁控制阀14，打开电磁控制阀15，经三通12反吹氮气，将燃烧产生的灰飞颗粒吹入排污出口，灰飞排除干净后，关闭电磁控制阀21；

步骤3，打开电磁控制阀17，样气经三通阀10进入二级过滤炉过滤，样气经过滤后打开电磁控制阀20进入样气出口；

步骤4，当焦油超过过滤炉重量的120—180％时，关闭电磁控制阀17、20，连通加热炉给一级过滤炉加热，同时打开电磁控制阀18、22，经三通11通入空气，焦油开始燃烧，焦油完全燃烧后，关闭电磁控制阀18，打开电磁控制阀19，经三通12反吹氮气，将燃烧产生的灰飞颗粒吹入排污出口，灰飞排除干净后，关闭电磁控制阀22。

在上述的一种气体分析预处理方法，步骤2与步骤3同时工作，步骤1与步骤4同时工作，经步骤2、步骤3与步骤1、步骤4交替工作，可将样气中携带的焦油彻底清除，将燃烧产生的灰飞颗粒经排污出口排出。

因此,本发明无二次污染、安全环保、结构简单，使用方便，可完全清除掉工业气化焦油及灰飞颗粒。对提高气体检测仪的检测稳定性和寿命有很好的保障。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明过滤炉的结构示意图。

具体实施方式

下面结合案例对本发明进行详细的说明：

图中,一号滤芯1、二号滤芯2、一级过滤炉3，二级过滤炉4，反吹氮气进口5、空气进口6、样气进口7、样气出口8、排污出口9、第一号三通阀10、第二号三通阀11、第三号三通阀12，电磁控制阀13-22、滤芯23、焦油24、气泵25。

案例1：测试环境温湿度(26.5℃，湿度80.6RH)下生物质气化6组分除焦油过滤分析系统测试数据对比，见表1：

将环境温度设置为：26.5℃，湿度80.6RH，通入样气，样气包含6组分气体，通过对比三组不同的除焦油气体分析系统进行二次对比测试，从测试数据中发现：本发明一种气体分析预处理装置及方法的示值误差值范围在0—0.6之间，明显的本发明比带简易预处理功能的气体分析系统及待水洗除焦油气体分析系统的测试精度高，通过现场测试检测发现，本发明的系统维护周期为67天，明显的本发明的使用寿命比其他两种系统的更长。

案例2：测试环境温湿度(28℃，湿度84RH)下生物质气化6组分除焦油过滤分析系统测试数据对比，见表2：

将环境温度设置为：28℃，湿度84RH，通入样气，样气包含6组分气体，通过对比三组不同的除焦油气体分析系统进行二次对比测试，从测试数据中发现：本发明一种气体分析预处理装置及方法的示值误差值范围在0—0.96之间，明显的本发明比带简易预处理功能的气体分析系统及待水洗除焦油气体分析系统的测试精度高，通过现场测试检测发现，本发明的系统维护周期为82天，明显的本发明的使用寿命比其他两种系统的更长。

案例3：测试环境温湿度(10℃，湿度60RH)下生物质气化6组分除焦油过滤分析系统测试数据对比，见表1：

将环境温度设置为：10℃，湿度60RH，通入样气，样气包含6组分气体，通过对比三组不同的除焦油气体分析系统进行二次对比测试，从测试数据中发现：本发明一种气体分析预处理装置及方法的示值误差值范围在0—0.45之间，明显的本发明比带简易预处理功能的气体分析系统及待水洗除焦油气体分析系统的测试精度高，通过现场测试检测发现，本发明的系统维护周期为57天，明显的本发明的使用寿命比其他两种系统的更长。

Claims

1.一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于，包括一级过滤炉和二级过滤炉；反吹氮气进口、空气进口、样气进口通过若干三通阀以及电磁控制阀与一级过滤炉连通；反吹氮气进口、空气进口、样气进口还通过若干三通阀以及电磁控制阀与二级过滤炉连通；样气出口通过三通阀以及电磁控制阀与一级过滤炉连通；一级过滤炉和二级过滤炉分别通过电磁控制阀与排污出口连通。

2.根据权利要求1所述的一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于，所述一级过滤炉和二级过滤炉的内部均设置有耐高温材料的滤芯，并且由电磁控制阀控制样气、空气及氮气进入。

3.根据权利要求1所述的一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于，所述一级过滤炉和二级过滤炉内部的除焦油加热温度范围为500—800℃，利用电加热的方式给加热炉加热。

4.根据权利要求1所述的一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于一级过滤炉和二级过滤炉滤芯材料由几种混合物经高温烧结而成，混合物包括：15—40%骨料颗粒；20—40%结合剂；15—30%的成孔剂；5—10%的稀土抗蚀剂。

5.根据权利要求4所述的一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于，所述混合物优选的包括30%的骨料颗粒；35%的结合剂；20%的成孔剂，和10%的稀土抗蚀剂。

6.根据权利要求1所述的一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于，具体步骤是：

步骤1，打开电磁控制阀(13)，样气经三通阀(10)进入一级过滤炉过滤，样气经过滤后打开电磁控制阀(16)进入样气出口；

步骤2，当焦油超过过滤炉重量的120—180%时，关闭电磁控制阀(13)、(16)，连通加热炉给一级过滤炉加热，同时打开电磁控制阀(14)、(21)，经三通(11)通入空气，焦油开始燃烧，焦油完全燃烧后，关闭电磁控制阀(14，打开电磁控制阀(15)，经三通(12)反吹氮气，将燃烧产生的灰飞颗粒吹入排污出口，灰飞排除干净后，关闭电磁控制阀(21)；

步骤3，打开电磁控制阀(17)，样气经三通阀(10)进入二级过滤炉过滤，样气经过滤后打开电磁控制阀(20)进入样气出口；

步骤4，当焦油超过过滤炉重量的120—180%时，关闭电磁控制阀(17)、(20)，连通加热炉给一级过滤炉加热，同时打开电磁控制阀(18)、(22)，经三通(11)通入空气，焦油开始燃烧，焦油完全燃烧后，关闭电磁控制阀(18，打开电磁控制阀(19，经三通(12)反吹氮气，将燃烧产生的灰飞颗粒吹入排污出口，灰飞排除干净后，关闭电磁控制阀(22)。

7.根据权利要求4一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于：步骤2与步骤3同时工作，步骤1与步骤4同时工作，经步骤2、步骤3与步骤1、步骤4交替工作，可将样气中携带的焦油彻底清除，将燃烧产生的灰飞颗粒经排污出口排出。