CN110187062A - 一种船舶尾气在线检测分析设备和检测分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶尾气在线检测分析设备和检测分析方法，设备包括取样探头、预处理柜、分析柜和控制器，取样探头可拆卸的连接至船舶尾气排气管上，且取样探头通过第一连接管路和取样电磁阀后可控的连接至预处理柜，经过预处理柜处理的尾气通过第二连接管路连通至分析柜；检测分析的方法包括尾气取样、尾气预处理、尾气检测分析和分析仪标定等步骤。在控制器的控制下，对船舶尾气进行了两级预处理和连续的实时在线检测分析，通过增设标定流路定期的对分析仪进行数据标定，保证了分析仪的长时间连续运行的数据准确性和稳定性，因此，该设备和方法满足了现代船舶尾气处理的需求。

Description

一种船舶尾气在线检测分析设备和检测分析方法

技术领域

本发明涉及船舶尾气检测技术或检测设备，尤其涉及一种船舶尾气在线检测分析设备和检测分析方法。

背景技术

船舶尾气或废气排放污染是构成大气污染和海洋环境污染主要污染源之一，大多数船只燃烧的化石燃料通常是市场上含污染物较高的燃料，燃烧后排放的二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物可直接影响全球气候和海洋环境酸化，释放的其它液体、气体和颗粒对人类的健康也构成了严重的威胁。

由于在船体工作环境中，要求维护周期尽量长，且要求的准确性较高(需要定期的对系统进行校准)，但船舶运行过程中一直处于运动状态，因此常规的烟气检测装置无法直接用于船舶烟气的监测。

但现有技术无法实时监测尾气或烟气组份，需要将尾气或烟气取样，进行实验室化学分析，得出船舶烟气的含硫、含碳量，或者采用精度极低的手持仪器测量进行手动取样检测，通常精度偏差±5％，难以满足高精度测量。

因此，急需一种能够适用于船舶的烟气连续监测系统。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种船舶尾气在线检测分析设备和检测分析方法。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种船舶尾气在线检测分析设备，包括取样探头、预处理柜、分析柜和控制器，所述取样探头可拆卸的连接至船舶尾气排气管上，且所述取样探头通过第一连接管路和取样电磁阀后可控的连接至所述预处理柜，经过预处理柜处理的尾气通过第二连接管路连通至所述分析柜，在控制器的控制下，由分析柜对船舶尾气的含硫量和含碳量进行在线实时检测和分析，并定时对分析柜进行数据校准。

优选的，所述预处理柜包括一级冷凝器、取样泵、一级排水泵、预处理排气管和储水罐，所述一级冷凝器与取样电磁阀的出口端通过管路连接，经所述一级冷凝器的尾气流向取样泵后与第二连接管路连接，其中，所述一级冷凝器的一级排水泵将一级冷凝器生产的冷凝水排向储水罐。

优选的，所述预处理柜还包括二级冷凝器，所述二级冷凝器的上游端连接至所述取样泵的出口端流路上，尾气从取样泵再流经二级冷凝器处理后连接至第二连接管路，其中，所述二级冷凝器的二级排水泵将二级冷凝器产生的冷凝水排向储水罐。

优选的，在取样泵的排气下游端还连接安全阀，过压的尾气经所述安全阀后通过预处理排气管排向大气。

优选的，在所述取样泵的进、排气口两端通过旁通管路连接一个取样安全阀。

优选的，所述分析柜包括由分析过滤器、流量计、水分检测计和分析仪依次连接形成的检测分析流路，尾气从所述第二连接管路经由分析仪检测分析后从分析排气管排向大气。

优选的，所述分析柜还包括由标准气罐、标定电磁阀和标定安全阀依次连接形成的标定流路，所述标定安全阀的下游出气端连接至所述分析过滤器的上游端。

优选的，所述分析仪为尾气含硫和含碳量的综合检测分析仪；所述标准气罐内含有标准气体，标定电磁阀在控制器的控制下定时向分析仪输送标准气体进行数据校准。

发明还提供了一种采用上述船舶尾气在线检测分析设备对船舶尾气进行检测分析的方法，方法包括：

尾气取样，在控制器的控制下，取样电磁阀打开，取样泵产生泵吸力并通过取样探头从船舶排烟管抽取尾气；

尾气预处理，经取样泵抽取的尾气在预处理柜中经冷凝器的进行干燥处理；

尾气检测分析，经过干燥处理的尾气经由分析过滤器过滤、流量计计量流量、水分检测计计量水分后输送给分析仪，尾气由分析仪对含硫量和含碳量实时测量后排向大气；

分析仪标定，在设备运行超过标定时间后，停止检测，取样电磁阀、取样泵、冷凝器、排水泵关闭，标定安全阀和标定电磁阀打开，标准气体由标准气罐流向分析仪，分析仪运行标定模式进行数据标定。

优选的，在尾气预处理步骤中，对尾气进行两级冷凝处理，通过一级冷凝对尾气进行98％的脱水干燥处理，通过二级冷凝对尾气进行99.96％的脱水干燥处理。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过上述设备和方法的应用，对船舶尾气进行了两级预处理和连续的实时在线检测分析，通过增设标定流路定期的对分析仪进行数据标定，保证了分析仪的长时间连续运行的数据准确性和稳定性，因此，该设备和方法满足了现代船舶尾气处理的需求。

附图说明

图1为本发明一种船舶尾气在线检测分析设备的连接流路结构示意图。

图中：

1、取样探头；

2、预处理柜；21、储水罐；22、一级冷凝器；23、二级冷凝器；24、取样泵；25、一级排水泵；26、二级排水泵；27、预处理排气管；28、安全阀；29、取样安全阀；

3、分析柜；31、分析过滤器；32、流量计；33、水分检测计；34、标定电磁阀；35、标准气罐；36、分析仪；37、分析排气管；38、标定安全阀；

4、第一连接管路；

5、第二连接管路；

6、取样电磁阀。

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。

参见图1，一种船舶尾气在线检测分析设备，包括取样探头1、预处理柜2、分析柜3和控制器，所述取样探头1可拆卸的连接至船舶尾气排气管上，且所述取样探头1通过第一连接管路4和取样电磁阀6后可控的连接至所述预处理柜2，经过预处理柜2处理的尾气通过第二连接管路5连通至所述分析柜3，在控制器的控制下，由分析柜3对船舶尾气的含硫量和含碳量进行在线实时检测和分析，并定时对分析柜3进行数据校准。

预处理柜

预处理柜2包括储水罐21、一级冷凝器22、二级冷凝器23、取样泵24、一级排水泵25、二级排水泵26、预处理排气管27、安全阀28和取样安全阀29。

一级冷凝：一级冷凝器22与取样电磁阀6的出口端通过管路连接，经所述一级冷凝器22的尾气流向取样泵24后与第二连接管路5连接，其中，所述一级冷凝器22的一级排水泵25将一级冷凝器22生产的冷凝水排向储水罐21。

二级冷凝：二级冷凝器23的上游端连接至所述取样泵24的出口端流路上，尾气从取样泵24再流经二级冷凝器23处理后连接至第二连接管路5，其中，所述二级冷凝器23的二级排水泵26将二级冷凝器23产生的冷凝水排向储水罐21。

安全设置：在取样泵24的排气下游端还连接安全阀28，过压的尾气经所述安全阀28后通过预处理排气管27排向大气；进一步的，在所述取样泵24的进、排气口两端通过旁通管路连接一个取样安全阀29。

分析柜

分析柜3包括分析过滤器31、流量计32、水分检测计33、标定电磁阀34、标准气罐35、分析仪36、分析排气管37和标定安全阀38。

检测分析：由分析过滤器31、流量计32、水分检测计33和分析仪36依次连接形成检测分析流路，尾气从所述第二连接管路5经由分析仪36检测分析后从分析排气管37排向大气。

其中，分析仪36为尾气含硫和含碳量的综合检测分析仪，具体如检测尾气中的SO2和CO2的含量。

标定流路：由标准气罐35、标定电磁阀34和标定安全阀38依次连接形成的标定流路，所述标定安全阀38的下游出气端连接至所述分析过滤器31的上游端。

其中，标准气罐35内含有标准气体，标定电磁阀34在控制器的控制下定时向分析仪36输送标准气体进行数据校准。

检测分析方法

一种采用上述船舶尾气在线检测分析设备对船舶尾气进行检测分析的方法，方法包括：

尾气取样，在控制器的控制下，取样电磁阀6打开，取样泵24产生泵吸力并通过取样探头1从船舶排烟管抽取尾气。

尾气预处理，经取样泵24抽取的尾气在预处理柜2中经冷凝器的进行干燥处理。

其中，在尾气预处理步骤中，通过设置两级冷凝器对尾气进行两级冷凝处理，通过一级冷凝对尾气进行98％的脱水干燥处理，通过二级冷凝对尾气进行99.96％的脱水干燥处理。

尾气检测分析，经过干燥处理的尾气经由分析过滤器31过滤、流量计32计量流量、水分检测计33计量水分后输送给分析仪36，尾气由分析仪36对含硫量和含碳量实时测量后排向大气。

分析仪标定，在设备运行超过标定时间后，停止检测，取样电磁阀6、取样泵24、冷凝器、排水泵关闭，标定安全阀38和标定电磁阀34打开，标准气体由标准气罐35流向分析仪36，分析仪36运行标定模式进行数据标定。

其中，标定时间示例性的设为4*7*24小时(即一个月)。

通过上述设备和方法对船舶尾气进行了实时在线连续检测分析，并定期进行数据标定，满足了现代船舶尾气处理的需求。

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 (10)

1.一种船舶尾气在线检测分析设备，包括取样探头(1)、预处理柜(2)、分析柜(3)和控制器，其特征在于：所述取样探头(1)可拆卸的连接至船舶尾气排气管上，且所述取样探头(1)通过第一连接管路(4)和取样电磁阀(6)后可控的连接至所述预处理柜(2)，经过预处理柜(2)处理的尾气通过第二连接管路(5)连通至所述分析柜(3)，在控制器的控制下，由分析柜(3)对船舶尾气的含硫量和含碳量进行在线实时检测和分析，并定时对分析柜(3)进行数据校准。

2.根据权利要求1所述的船舶尾气在线检测分析设备，其特征在于：所述预处理柜(2)包括一级冷凝器(22)、取样泵(24)、一级排水泵(25)、预处理排气管(27)和储水罐(21)，所述一级冷凝器(22)与取样电磁阀(6)的出口端通过管路连接，经所述一级冷凝器(22)的尾气流向取样泵(24)后与第二连接管路(5)连接，其中，所述一级冷凝器(22)的一级排水泵(25)将一级冷凝器(22)生产的冷凝水排向储水罐(21)。

3.根据权利要求2所述的船舶尾气在线检测分析设备，其特征在于：所述预处理柜(2)还包括二级冷凝器(23)，所述二级冷凝器(23)的上游端连接至所述取样泵(24)的出口端流路上，尾气从取样泵(24)再流经二级冷凝器(23)处理后连接至第二连接管路(5)，其中，所述二级冷凝器(23)的二级排水泵(26)将二级冷凝器(23)产生的冷凝水排向储水罐(21)。

4.根据权利要求2或3所述的船舶尾气在线检测分析设备，其特征在于：在取样泵(24)的排气下游端还连接安全阀(28)，过压的尾气经所述安全阀(28)后通过预处理排气管(27)排向大气。

5.根据权利要求4所述的船舶尾气在线检测分析设备，其特征在于：在所述取样泵(24)的进、排气口两端通过旁通管路连接一个取样安全阀(29)。

6.根据权利要求1所述的船舶尾气在线检测分析设备，其特征在于：所述分析柜(3)包括由分析过滤器(31)、流量计(32)、水分检测计(33)和分析仪(36)依次连接形成的检测分析流路，尾气从所述第二连接管路(5)经由分析仪(36)检测分析后从分析排气管(37)排向大气。

7.根据权利要求6所述的船舶尾气在线检测分析设备，其特征在于：所述分析柜(3)还包括由标准气罐(35)、标定电磁阀(34)和标定安全阀(38)依次连接形成的标定流路，所述标定安全阀(38)的下游出气端连接至所述分析过滤器(31)的上游端。

8.根据权利要求7所述的船舶尾气在线检测分析设备，其特征在于：所述分析仪(36)为尾气含硫和含碳量的综合检测分析仪；所述标准气罐(35)内含有标准气体，标定电磁阀(34)在控制器的控制下定时向分析仪(36)输送标准气体进行数据校准。

9.一种采用如权利要求1-8任一项所述的船舶尾气在线检测分析设备对船舶尾气进行检测分析的方法，其特征在于，方法包括：

尾气取样，在控制器的控制下，取样电磁阀(6)打开，取样泵(24)产生泵吸力并通过取样探头(1)从船舶排烟管抽取尾气；

尾气预处理，经取样泵(24)抽取的尾气在预处理柜(2)中经冷凝器的进行干燥处理；

尾气检测分析，经过干燥处理的尾气经由分析过滤器(31)过滤、流量计(32)计量流量、水分检测计(33)计量水分后输送给分析仪(36)，尾气由分析仪(36)对含硫量和含碳量实时测量后排向大气；

分析仪标定，在设备运行超过标定时间后，停止检测，取样电磁阀(6)、取样泵(24)、冷凝器、排水泵关闭，标定安全阀(38)和标定电磁阀(34)打开，标准气体由标准气罐(35)流向分析仪(36)，分析仪(36)运行标定模式进行数据标定。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：在尾气预处理步骤中，对尾气进行两级冷凝处理，通过一级冷凝对尾气进行98％的脱水干燥处理，通过二级冷凝对尾气进行99.96％的脱水干燥处理。