CN109813593A - 用于船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统及方法，该预处理系统包含：采用组件；分析仪预处理单元；及，连接采样探头和分析仪预处理单元的伴热管路；其中，采用组件包含：采样探头，样本容纳腔，及，加热元件；分析仪预处理单元包含快速冷凝装置及过滤装置，该过滤装置的气体出口连接到分析仪。本发明通过带有加热功能的采样组件，采取待分析样本并将其加热，使水汽化，再通过伴热管路输入至冷凝器迅速冷凝，除去水分，再经过滤去除待细小杂质颗粒，确保待分析样本在送至分析仪前的有效性和客观性。本发明提供的预处理系统结构简单，操作方便，可以快速有效地预处理待分析样本，适用于高温及高湿度的尾气的二氧化碳检测。
Description
技术领域
本发明涉及气体分析技术领域，具体涉及一种用于船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统及方法。
背景技术
分析气体混合物中二氧化碳含量的方法很多，如，CN102998406A公开了一种检测天然气中二氧化碳含量的方法，其技术方案是：利用被测组分二氧化碳含量在GDX-502填充柱上能得到很好的分离效果而呈现特殊的信号，而这些信号被氦离子检测器(HID)检测到同时形成明显的吸收峰，实践表明形成的二氧化碳含量的峰面积与其含量成正比例关系；故将标气中二氧化碳的峰面积与含量制作成标准工作曲线，然后将取好的天然气样品钢瓶，用专用的不锈钢管和针型阀接到气相色谱进行检测而得到相应的峰面积，最后调用制作好的二氧化碳标准曲线，仪器会通过外标法直接读取并计算出天然气样品中CO2的含量。
但对于像船舶尾气这样高湿度和高温的气体混合物，传统的传感器不能直接测量或者无法准确测量。
发明内容
本发明的目的是提供一种船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理方法，以克服传统的传感器不能直接测量高温和高湿度的尾气的二氧化碳含量。
为了达到上述目的，本发明提供了一种船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统，该预处理系统包含：
采用组件；
分析仪预处理单元；
及，连接采样探头和分析仪预处理单元的伴热管路；
其中，所述的采用组件包含：采样探头，样本容纳腔，及，用于对样本容纳腔进行加热的加热元件；所述的分析仪预处理单元包含通过管道连通的快速冷凝装置及过滤装置，该过滤装置的气体出口连接到分析仪。
较佳地，所述的采用组件还包含：用于控制待分析样本加热温度的温度控制器。
较佳地，所述的采用组件还管道连接有冲洗装置，其包含控制压缩空气进入管道的手动阀门，过滤网，及控制进入采用组件的进向冲洗阀。
较佳地，所述的伴热管路设置有伴热带。
较佳地，所述的伴热管路中还设置有温度控制器。
较佳地，所述的快速冷凝装置为压缩机冷凝机组。
较佳地，所述的快速冷凝装置为串联设置的至少两个冷凝器。
本发明还提供了一种船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理方法，该预处理方法包含以下步骤：
步骤1，提供如权利要求1-5中任意一项所述的船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统；
步骤2，使用采用探头取样，获得待分析样本，并同时加热该待分析样本至180-200℃；
步骤3，通过伴热管路将加热后的待分析样本输送至快速冷凝装置；
步骤4，通过快速冷凝装置快速冷却分离除去待分析样本中的水分；
步骤5，除去水分的待分析样本经过滤装置过滤，去除待分析样本中的细小杂质颗粒；
步骤6，经过滤后的待分析样本输送至分析仪中，进行二氧化碳含量检测。
较佳地，所述的待分析样本取自船舶尾气。
较佳地，步骤4中，冷却时间不超过1秒。
本发明提供的预处理系统，通过带有加热功能的采样组件，采取待分析样本并将其加热(该加热温度根据温控器设置调节，不同地区压力不一样，设置温度也不一样)，使水汽化，抽出到伴热管路，再进行预处理(包含冷凝和过滤)，通过冷凝器迅速冷凝(1秒内快速冷凝)，保证二氧化碳不被水吸收，使二氧化碳含量不受损失；然后，通过过滤去除待分析样本中的细小杂质颗粒，保证待分析样本在送至分析仪前的有效性和客观性。本发明提供的预处理系统及预处理方法，结构简单，操作方便，可以快速有效地预处理待分析样本，适用于高温及高湿度的尾气的二氧化碳检测。
附图说明
图1为本发明的一种用于船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统的结构示意图。
图2为本发明的一种用于船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，为本发明提供了一种船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统，其包含：采用组件10，分析仪预处理单元，及，连接采用组件10和分析仪预处理单元的伴热管路20；其中，该分析仪预处理单元包含通过管道连通的快速冷凝装置及过滤装置，该过滤装置的气体出口连接到分析仪。
所述的采用组件10包含：采样探头11，样本容纳腔12，用于对样本容纳腔进行加热的加热元件13，及，温度控制器14，用于控制加热温度。采样探头11采集待分析样本于样本容纳腔12中，通过加热元件13加热，温度控制器14控制温度为180-200℃。
一些较佳的实施例中，所述的采用组件10还管道连接有冲洗装置，该冲洗装置包含控制压缩空气(6-8bar)进入管道的手动阀门151，清洁过滤压缩空气的过滤网152，及控制进入采用组件的进向冲洗阀153。所述的采用组件在采样前可根据需要，通过上述冲洗装置，使用清洁的压缩空气冲洗，避免采用探头可能的堵塞以及采样组件可能的被污染。
所述的伴热管路20用于保护经采样组件的加热元件13加热后的高温待分析样本，维持其恒温，以防止水汽凝结。所述的伴热管路20可采用伴热带进行加热，维持恒温。
一些较佳的实施例中，所述的伴热管路20中还设置有温度控制器(图中未示)，用于控制伴热管路20的温度。
一些较佳的实施例中，所述的快速冷凝装置为压缩机冷凝机组。
一些较佳的实施例中，所述的快速冷凝装置为串联的压缩机冷凝器。高温的待分析样本经第一冷凝器311冷凝分离，水通过泵抽出，待分析样本气体进入第二冷凝器312再次冷凝分离，水通过泵抽出，待分析样本气体经过滤装置进一步过滤。
所述的过滤装置包含膜过滤器321及疏水过滤器322。所述的膜过滤器321用于过滤待分析样本，使得气体能通过，而细小杂质固体颗粒不能通过，从而将细小杂质颗粒与待分析样本分离。所述的疏水过滤器322进一步过滤待分析样本中的水汽，然后，彻底清洁的待分析样本进入分析仪，分析更加准确、客观。
如图2所示，本发明提供的一种船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理方法包含以下步骤：
S1，使用采用探头取样，获得待分析样本，并同时加热该待分析样本至180-200℃；所述的待分析样本取自船舶尾气；
S2，通过伴热管路将加热后的待分析样本恒温输送至快速冷凝装置；
S3，通过快速冷凝装置快速冷却分离待分析样本与水，除去待分析样本中的水分，冷却时间不超过1秒，以保证二氧化碳不会被水吸收，从而确保分析仪进样的客观性和准确性；
S4，分离除水的待分析样本经过滤装置过滤，去除待分析样本中的细小杂质颗粒；
S5，经过滤后的待分析样本输送至分析仪中，进行二氧化碳含量检测。
综上所述，采用本发明的预处理系统和预处理方法，在采样探头中将待分析样本加热至高温，通过伴热管路输送至快速冷凝装置，1秒内快速冷却分离二氧化碳和水，除去水的待分析样本经过过滤处理，进一步除去细小的杂质颗粒，从而保证进入分析仪的待分析样本的客观性和准确性，尤其适用于高温及高湿度的船舶尾气的二氧化碳含量检测。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统，其特征在于，该预处理系统包含：
采用组件；
分析仪预处理单元；
及，连接采样探头和分析仪预处理单元的伴热管路；
其中，所述的采用组件包含：采样探头，样本容纳腔，及，用于对样本容纳腔进行加热的加热元件；所述的分析仪预处理单元包含通过管道连通的快速冷凝装置及过滤装置，该过滤装置的气体出口连接到分析仪。
2.如权利要求1所述的船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统，其特征在于，所述的采用组件还包含：用于控制待分析样本加热温度的温度控制器。
3.如权利要求1所述的船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统，其特征在于，所述的采用组件还管道连接有冲洗装置，其包含控制压缩空气进入管道的手动阀门，过滤网，及控制进入采用组件的进向冲洗阀。
4.如权利要求1所述的船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统，其特征在于，所述的伴热管路设置有伴热带。
5.如权利要求1所述的船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统，其特征在于，所述的伴热管路中还设置有温度控制器。
6.如权利要求1所述的船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统，其特征在于，所述的快速冷凝装置为压缩机冷凝机组。
7.如权利要求1所述的船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统，其特征在于，所述的快速冷凝装置为串联设置的至少两个冷凝器。
8.一种船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理方法，其特征在于，该预处理方法包含以下步骤：
步骤1，提供如权利要求1-7中任意一项所述的船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理系统；
步骤2，使用采用探头取样，获得待分析样本，并同时加热该待分析样本至180-200℃；
步骤3，通过伴热管路将加热后的待分析样本恒温输送至快速冷凝装置；
步骤4，通过快速冷凝装置快速冷却分离除去待分析样本中的水分；
步骤5，除去水分的待分析样本经过滤装置过滤，去除待分析样本中的细小杂质颗粒；
步骤6，经过滤后的待分析样本输送至分析仪中，进行二氧化碳含量检测。
9.如权利要求8所述的船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理方法，其特征在于，所述的待分析样本取自船舶尾气。
10.如权利要求8所述的船舶尾气二氧化碳含量检测的预处理方法，其特征在于，步骤4中，冷却时间不超过1秒。
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