CN106018703B - 一种烟气分析系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及烟气检测技术领域，尤其涉及一种烟气分析系统及方法。本发明提供了一种烟气分析系统，通过伴热管路与污染排放源连接，其包括控制装置及分别与控制装置可拆卸式连接的采样装置及分析装置，采样装置包括高温处理单元及常温处理单元，常温处理单元包括冷却除水子单元及采样泵，高温处理单元通过分析装置与冷却除水子单元连接。本申请通过冷却除水子单元与常规采样泵，避免了高成本高温采样泵或需引射气的射流泵的使用，提高了采样的稳定性及可控性，降低了成本。同时，本系统采用可拆卸分离式设计方式，不仅适用于在线监测，同时也适用于便携式监测，并通过对分析装置进行替换，即可实现不同成分的分析，增强了系统的通用性。
Description
技术领域
本发明涉及烟气检测技术领域，尤其涉及一种烟气分析系统及方法，具体涉及一种能提高采样的稳定性、可控性及通用性的高温热湿法烟气分析系统及方法。
背景技术
目前，在烟气连续在线监测系统的实现方法中，主要以冷干法为主，其存在损耗、冷凝器维护较大等缺点。
申请号为200810121503.9的发明专利提出了一种烟气排放连续监测方法及系统，该监测系统基于热湿法来实现，虽然避免了冷干法的缺点，但该全程高温在线监测系统采用射流泵存在如下几点不足：1、需要持续不断的污染排放源来维持其采样，通用性较差，也不利于设计成便携式烟气监测系统；2、若对待分析烟气进行稳定采样时，需要污染排放源的供应压力维持稳定，以达到较好的稳定采样效果，对污染排放源的要求较高；3、采样效率低，会造成污染排放源的浪费，同时增加了外部不干净气源的预处理维护成本。除此之外，因全程高温在线监测系统中的绝大部分部件都处于高温区，所以对部件的耐热性要求也很高，增加了制造成本。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是：提供一种能提高采样的稳定性、可控性及通用性的烟气分析系统及方法，以解决现有的烟气分析方法存在对采用外部环境要求高及运行、制造成本高的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种烟气分析系统，通过伴热管路与污染排放源连接，其包括控制装置及分别与所述控制装置可拆卸式连接的采样装置及分析装置，所述采样装置包括高温处理单元及常温处理单元，所述常温处理单元包括冷却除水子单元及采样泵，所述高温处理单元通过所述分析装置与所述冷却除水子单元连接。
其中，所述高温处理单元包括并联设置的第一子单元及第二子单元，所述第一子单元的进气口与所述伴热管路连接，出气口与所述冷却除水子单元连接；所述第二子单元的进气口与所述伴热管路连接，出气口通过所述分析装置与所述冷却除水子单元连接。
其中，所述第一子单元包括与所述伴热管路连接的流量反馈调节装置，所述流量反馈调节装置用于调节流入所述第一子单元的待分析气体的流量，进而控制流入所述第二子单元的待分析气体的流量；所述第二子单元包括预处理子单元及状态监控子单元。
其中，所述分析装置的进气口通过第一管路与所述状态监控子单元连接，出气口通过第二管路与所述冷却除水子单元连接；且所述第一管路与所述第二管路的外表面均设有保温棉。
其中，所述冷却除水子单元包括与所述分析装置出气口依次连接的气体管路及汽水分离器，所述汽水分离器的进气口与所述气体管路的出口连接，所述汽水分离器的出气口与所述采样泵连接；所述气体管路为盘状或蜿蜒状或螺旋状。
其中，所述冷却除水子单元还包括对应于所述气体管路设置的风扇，所述风扇用于对所述气体管路内的气体进行冷却。
其中，该烟气分析系统还包括与所述控制装置可拆卸式连接的探杆，且所述探杆通过所述伴热管路与所述采样装置连接，所述污染排放源内的待分析气体通过所述探杆流入所述伴热管路。
其中，该烟气分析系统还包括三个分别用于容纳所述控制装置、采样装置及分析装置的壳体。
本发明还提供了一种烟气分析方法，其包括如下操作步骤：
S1、待分析气体通过伴热管路进入高温处理单元；
S2、通过调节流量反馈调节装置，使得步骤S1中的一部分气体流入第一子单元，剩余气体流入第二子单元；
S3、流入第一子单元的待分析气体经过冷却除水子单元处理后，通过采样泵排出；
S4、流入第二子单元的待分析气体经过预处理子单元、状态监控子单元、分析装置及冷却除水子单元处理后，并通过采样泵排出。
其中，在进行步骤S3的同时进行步骤S4。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种烟气分析系统，通过伴热管路与污染排放源连接，其包括控制装置及分别与控制装置可拆卸式连接的采样装置及分析装置，采样装置包括高温处理单元及常温处理单元，常温处理单元包括冷却除水子单元及采样泵，高温处理单元通过分析装置与冷却除水子单元连接。本申请通过采用冷却除水子单元与常规采样泵，避免了高成本高温采样泵或需引射气的射流泵的使用，提高了采样的稳定性及可控性，增强了系统的环境适应性，并降低了成本。同时，本系统采用可拆卸分离式设计方式，不仅适用于在线监测，同时也适用于便携式监测，并通过对分析装置进行替换，即可实现不同成分的分析，增强了系统的通用性。
附图说明
图1是本发明一种烟气分析系统及方法实施例的烟气分析系统主要组成部件间连接方式的结构框图；
图2是本发明一种烟气分析系统及方法实施例的采样模块与分析模块连接方式的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图2所示，本发明实施例提供了一种烟气分析系统，通过伴热管路与污染排放源连接，包括一种烟气分析系统，通过伴热管路与污染排放源连接，其包括控制装置及分别与控制装置可拆卸式连接的采样装置及分析装置；其中，在本实施例中，控制装置、采样装置及分析装置均为可分离式模块，不仅适用于在线监测，同时也适用于便携式监测，并通过对分析装置进行替换，即可实现适用于绝大部分抽取式烟气成分分析仪表，增强了本申请中烟气分析系统的通用性；采样装置包括高温处理单元及常温处理单元，常温处理单元包括冷却除水子单元及采样泵，高温处理单元通过分析装置与冷却除水子单元连接。本申请通过采用冷却除水子单元与常规的采样泵，避免了污染排放源的使用，提高了采样的稳定性及可控性，增强了系统的环境适应性。
进一步地，高温处理单元包括并联设置的第一子单元及第二子单元，第一子单元的进气口与伴热管路连接，出气口与冷却除水子单元连接；第二子单元的进气口与伴热管路连接，出气口通过分析装置与冷却除水子单元连接。其中，在高温处理单元，只存在管接头、金属件或玻璃件等高温耐受件，大大减少了高温区的装配件的维护量，有利于节约运行成本。
具体地，第一子单元包括与伴热管路连接的流量反馈调节装置，流量反馈调节装置用于调节流入第一子单元的待分析气体的流量，进而控制流入第二子单元的待分析气体的流量；第二子单元包括预处理子单元及状态监控子单元，且第二子单元通过分析装置与冷却除水子单元连接。其中，流量反馈调节装置可以为设有电磁阀的三通接头，结合状态监控子单元的气体流量参数，以实现第二子单元对特定流量的气体进行分析。特别的，流量反馈调节装置既可以手动控制，也可以自动控制，根据实际实施条件需要选择相应的调节方式。除此之外，本申请通过采用冷却除水子单元与常规的采样泵，避免了污染排放源的使用，提高了采样的稳定性及可控性，增强了系统的环境适应性。
特别的，第二子单元中的预处理子单元及状态监控子单元的设置位置可互换，即待分析气体既可先进入预处理子单元再通过状态监控子单元，进而进入分析装置；待分析气体又可进入状态监控子单元再通过预处理子单元，进而进入分析装置。预处理子单元及状态监控子单元的设置方式可根据具体的待分析气体处理需要及实际实施条件来进行相应的调整。
特别的，在本实施例中，控制装置均通过快插式电气连接头分别与探杆、采样装置及分析装置进行连接。拆装方便，便于及时更换所述分析装置，以快速实现不同成分的分析。
具体地，分析装置的进气口通过第一管路与状态监控子单元连接，出气口通过第二管路与冷却除水子单元连接。进一步地，为避免管路内气体的热量损失，第一管路与第二管路的外表面均设有保温棉。除了设有保温棉之外，也可设有其它保温材料，如岩棉或玻璃丝棉或橡塑或聚苯或聚氨酯等材料，若不考虑经济性，也可在第一管路及第二管路内设有加热装置或伴热带。具体地，可根据实际实施条件，选择相应的保温材料及保温方式。
为使高温气体进入到常温区后，能够进行充分冷却并除水，在本实施例中，冷却除水子单元包括与分析装置出气口依次连接的气体管路及汽水分离器，汽水分离器的进气口与气体管路的出口连接，汽水分离器的出气口与采样泵连接；气体管路为盘状或蜿蜒状或螺旋状。在本实施例中，为提高冷却效果，气体管路采用导热性能优异的铜材料制成。除了采用铜制成，也可采用导热性能较好的材质制成，如不锈钢或铝等。本申请通过采用冷却除水子单元与常规的采样泵，对经过分析装置分析后的高温气体进行快速冷却除水处理，以防止冷凝水的形成，避免对采样泵造成损坏。
为进一步地提高冷却效果，冷却除水子单元还包括对应于气体管路设置的大功率风扇，风扇用于对气体管路内的气体进行冷却，同时能带走大部分的水汽，进而，被风扇冷却后的气体通过汽水分离器进行进一步地分离，最终通过采样泵自排气口排出。
具体地，状态监控子单元用于监控流入第二子单元内的待分析气体的气体参数，气体参数包括气体温度、气体压力、气体流量及气体湿度。其中，气体温度可通过温度传感器获得，类似的，气体压力、气体流量及气体湿度可分别通过压力传感器、流量传感器及湿度传感器获得。特别的，上述传感器均需满足能在高温区使用的条件。
进一步地，该烟气分析系统还包括与控制装置可拆卸式连接的探杆，污染排放源内的待分析气体通过探杆流入伴热管路。其中，探杆内还设有过滤网，对污染排放源内的待分析气体进行首次过滤，防止颗粒状杂质进入采样装置及分析装置内，从而对采样装置及分析装置造成损伤，也不利于监测及分析结果的准确性。
具体地，该烟气分析系统还包括三个分别用于容纳控制装置、采样装置及分析装置的壳体。通过设置壳体，适用于便携式监测，并便于对分析装置进行替换，拆装方便，即可实现不同成分的分析。同时，也有助于外观整洁、美观。其中，不同的分析装置与采样装置之间的匹配，只需要将两者之间的进出气口匹配对接即可。
本发明还提供了一种烟气分析方法，其包括如下操作步骤：
S1、经由探杆采集到的待分析气体，通过伴热管路进入高温处理单元；
S2、通过调节流量反馈调节装置，使得步骤S1中的一部分气体流入第一子单元，剩余气体流入第二子单元；流量反馈调节装置用于调节流入第一子单元的待分析气体的流量，进而控制流入第二子单元的待分析气体的流量；
S3、流入第一子单元的待分析气体经过冷却除水子单元处理后，通过采样泵排出；
S4、流入第二子单元的待分析气体经过预处理子单元、状态监控子单元、分析装置及冷却除水子单元处理后，并通过采样泵排出；其中，为适用不同组分的分析需求，设置的预处理子单元可以是简单的滤尘处理，也可以是做干扰扣除处理。
优选地，为提高分析效率，在进行步骤S3的同时进行步骤S4。
综上所述，本发明提供了一种烟气分析系统，通过伴热管路与污染排放源连接，其包括控制装置及分别与控制装置可拆卸式连接的采样装置及分析装置，采样装置包括高温处理单元及常温处理单元，常温处理单元包括冷却除水子单元及采样泵，高温处理单元通过分析装置与冷却除水子单元连接。本申请通过采用冷却除水子单元与常规采样泵，避免了高成本高温采样泵或需引射气的射流泵的使用，提高了采样的稳定性及可控性，增强了系统的环境适应性，并降低了成本。同时，本系统采用可拆卸分离式设计方式，不仅适用于在线监测，同时也适用于便携式监测，并通过对分析装置进行替换，即可实现不同成分的分析，增强了系统的通用性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种烟气分析系统，通过伴热管路与污染排放源连接，其特征在于：包括控制装置及分别与所述控制装置可拆卸式连接的采样装置及分析装置，所述采样装置包括高温处理单元及常温处理单元，所述常温处理单元包括冷却除水子单元及采样泵，所述高温处理单元通过所述分析装置与所述冷却除水子单元连接；
所述高温处理单元包括并联设置的第一子单元及第二子单元，所述第一子单元的进气口与所述伴热管路连接，出气口与所述冷却除水子单元连接；所述第二子单元的进气口与所述伴热管路连接，出气口通过所述分析装置与所述冷却除水子单元连接；
所述第一子单元包括与所述伴热管路连接的流量反馈调节装置，所述流量反馈调节装置用于调节流入所述第一子单元的待分析气体的流量，进而控制流入所述第二子单元的待分析气体的流量；所述第二子单元包括预处理子单元及状态监控子单元。
2.根据权利要求1所述的烟气分析系统，其特征在于：所述分析装置的进气口通过第一管路与所述状态监控子单元连接，出气口通过第二管路与所述冷却除水子单元连接；且所述第一管路与所述第二管路的外表面均设有保温棉。
3.根据权利要求2所述的烟气分析系统，其特征在于：所述冷却除水子单元包括与所述分析装置出气口依次连接的气体管路及汽水分离器，所述汽水分离器的进气口与所述气体管路的出口连接，所述汽水分离器的出气口与所述采样泵连接；所述气体管路为盘状或蜿蜒状或螺旋状。
4.根据权利要求3所述的烟气分析系统，其特征在于：所述冷却除水子单元还包括对应于所述气体管路设置的风扇，所述风扇用于对所述气体管路内的气体进行冷却。
5.根据权利要求1所述的烟气分析系统，其特征在于：还包括与所述控制装置可拆卸式连接的探杆，且所述探杆通过所述伴热管路与所述采样装置连接，所述污染排放源内的待分析气体通过所述探杆流入所述伴热管路。
6.根据权利要求1所述的烟气分析系统，其特征在于：还包括三个分别用于容纳所述控制装置、采样装置及分析装置的壳体。
7.一种采用权利要求1所述的烟气分析系统的烟气分析方法，其特征在于：包括如下操作步骤：
S1、待分析气体通过伴热管路进入高温处理单元；
S2、通过调节流量反馈调节装置，使得步骤S1中的一部分气体流入第一子单元，剩余气体流入第二子单元；
S3、流入第一子单元的待分析气体经过冷却除水子单元处理后，通过采样泵排出；
S4、流入第二子单元的待分析气体经过预处理子单元、状态监控子单元、分析装置及冷却除水子单元处理后，并通过采样泵排出。
8.根据权利要求7所述的烟气分析方法，其特征在于：在进行步骤S3的同时进行步骤S4。
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- 2016-06-30 CN CN201610504155.8A patent/CN106018703B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101387603A (zh) * | 2008-10-09 | 2009-03-18 | 聚光科技（杭州）有限公司 | 一种烟气排放连续监测方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106018703A (zh) | 2016-10-12 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |