CN112955740A - 用于分析回转水泥窑中的气体样品的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
在一种用于借助于至少一个气体取样探头分析回转水泥窑中的气体样品的方法中设置有第一和第二气体取样探头，其中，移动第一气体取样探头从而到达取样位置，其中，借助于处于取样位置中的第一气体取样探头从窑提取并且分析气体样品，而第二气体取样探头被保持在缩回位置中并且被清洗，然后移动第二气体取样探头从而到达取样位置，并且第一气体取样探头从取样位置被移动到缩回位置并且被清洗，而借助于处于取样位置中的第二气体取样探头从窑提取并且分析气体样品。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于借助于至少一个气体取样探头来分析回转水泥窑中的气体样品的方法。
此外，本发明涉及一种用于执行本发明的方法的取样装置。
背景技术
在已知的用于生产水泥熟料(cement clinker)的过程中，通过使用从回转窑排出的燃烧气体的热量，进入回转窑中的生料在多级预热器系统中预加热并且部分地脱碳。预加热的生料经由窑入口进入回转窑中并且在高达1400°C的温度下煅烧时行进至窑出口。
为了控制和优化窑运行，常用的程序是分析在回转窑中在窑入口的区域中存在的过程气体。过程气体通过使用气体取样探头来分析，气体取样探头定位成从窑入口提取气体样品并且分析气体成分。分析窑中的氧含量以便控制爆炸的风险并且防止一氧化碳的毒性累积。氧含量的测量还允许控制空气供应从而将燃烧率改变到期望的水平。过程气体的分析允许控制燃烧过程，目标是使排放最少。此外，熟料质量可基于过程气体分析来控制。最终，可识别出挥发物(volatile)的含量和类型以便发生防止材料堆积和堵塞并且以便减少腐蚀问题。
已知的气体取样探头包括管状壳体，待分析的气体通过探头的尖端被持续地抽吸到其中。气体经过过滤器单元并且经由加热的线路被运输到取样分析器的被加热的样品室中。气体分析器典型地设计成测量氧气含量(O2)和一氧化碳(CO)、氧化氮(NO)及二氧化硫(SO2)以及在特定情况中甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)的量。可将处于分析器中的传感器定位成使得可实时地准确地确定当前的气体浓度。
然而当前在窑入口处的条件，例如在窑入口室中，尤其高达1400°C的过程温度、高达2000g/m3的粉尘浓度和较高的机械应力对用于分析过程气体的设备提出极高要求。因此，为了维护目的须定期中断取样程序。尤其地，须从窑提取并且清洁取样探头。通常取样探头不能被保持在窑的恶劣环境内久于30-60分钟。在维护期间，取样过程被中断使得连续的气体分析不可能。
发明内容
因此本发明目的在于改进一种气体取样方法和一种气体取样装置，从而允许在无中断的情况下在较长时间段上(例如数天)的连续的气体分析。
为了实现该目的，本发明根据其第一方面提供了一种气体取样方法，其特征主要在于设置有第一和第二气体取样探头，其中，移动第一气体取样探头从而到达取样位置，其中，借助于处于取样位置中的第一气体取样探头从窑提取并且分析气体样品，而第二气体取样探头被保持在缩回位置中并且被清洗，然后移动第二气体取样探头从而到达取样位置，并且第一气体取样探头从取样位置被移动到缩回位置并且被清洗，而借助于处于取样位置中的第二气体取样探头从窑提取并且分析气体样品。
通过设置两个气体取样探头代替单个探头，可将一气体取样探头用于提取气体样品，而另一气体取样探头缩回用于维护、尤其用于清洗目的。这两个气体取样探头因此交替地用于获得和分析气体样品。这样可实现连续的取样过程。
因为本发明的方法通过定义允许连续的气体取样，不需要使气体取样探头在窑内的停留时间最大化。这与现有技术方法相对，其目的是使在窑内的停留时间最大化，以便使由取样探头在窑外经历维护所引起的中断时间最小化。因此利用本发明的方法，第一和第二气体取样探头的停留时间可相应被选择成显著更短，从而防止在气体取样探头上和在其内过度的灰尘积聚。尤其地，第一和第二气体取样探头在窑内的停留时间可相应选择成1-10分钟、优选地2-6分钟，由此防止探头的堵塞。
为了实现第一和第二气体取样探头的交替运行，本发明的一优选的实施例设置成，在第一气体取样探头被清洗之后移动第一气体取样探头从而到达取样位置，并且第二气体取样探头从取样位置被移动到缩回位置并且被清洗，而借助于处于取样位置的第一气体取样探头从窑提取并且分析气体样品。
本发明的方法特别有益于分析在回转水泥窑的入口处的过程气体。因此，一优选的实施例设置成，相应移动第一和第二气体取样探头从而到达处于窑入口处或处于窑入口室中的取样位置，由此允许从窑入口或窑入口室提取气体样品。
如本身已知的那样，第一和/或第二气体取样探头包括管状的壳体，待分析的气体可通过探头的尖端被抽吸到其中，其中，在管状的壳体内或在管状的壳体的末端处布置有过滤器，并且其中，在过滤器下游输送线路连接至样品室，其包括至少一个带有取样系统的气体分析传感器。优选地，气体分析传感器设计成测量氧气(O2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、氧化氮(NO)和/或二氧化硫(SO2)的含量或量。
根据一优选的实施例，第一和第二气体取样探头被引导用于在纵向上在缩回位置与取样位置之间移动。优选地，所述纵向在管状壳体的纵轴线的方向上延伸。
优选地，第一和第二气体取样探头各借助于驱动器、例如气动驱动器或电动驱动器在纵向上来驱动。
优选地，第一和第二气体取样探头彼此平行且相邻地布置，其中其纵轴线彼此平行。
气体取样探头当在处于缩回位置中时的清洗能够以各种方式来执行。在其缩回位置中，气体取样探头优选地处于窑内，但是由围绕取样管的保护管保护。优选地，第一和第二气体取样探头各借助于优选地被吹过取样管的压缩空气的喷气来清洗。
根据第二方面，本发明提供了一种取样装置，其可用于执行根据本发明的第一方面的方法。取样装置包括第一和第二气体取样探头，其借助于相应的驱动器各被引导用于在缩回位置与取样位置之间移动。气体取样装置还包括控制单元，其与第一和第二气体取样探头的驱动器相连接用于控制在缩回位置与取样位置之间的移动并且用于开始和停止气体分析，其中，控制单元构造成控制第一和第二气体取样探头，使得移动第一气体取样探头从而到达取样位置，其中，借助于处于取样位置中的第一气体取样探头从窑提取并且分析气体样品，而第二气体取样探头被保持在窑外的缩回位置中并且被清洗，然后移动第二气体取样探头从而到达取样位置，并且第一气体取样探头从取样位置被移动到缩回位置并且被清洗，而借助于处于取样位置中的第二气体取样探头从窑提取并且分析气体样品。
优选地，控制单元构造成控制第一和第二气体取样探头，使得在第一气体取样探头被清洗之后移动第一气体取样探头从而到达取样位置，并且第二气体取样探头从取样位置被移动到缩回位置并且被清洗，而借助于处于取样位置中的第一气体取样探头从窑提取并且分析气体样品。
优选地，第一和第二气体取样探头被引导用于在纵向上在缩回位置与取样位置之间移动。
优选地，第一和第二气体取样探头各借助于气动驱动器或电动驱动器在纵向上来驱动。
优选地，第一和第二气体取样探头各包括取样管用于通过所述取样管从水泥窑提取气体样品。
优选地，清洗器件设置用于第一和第二气体取样探头当在其缩回位置中时清洗，所述清洗器件优选地包括用于喷射压缩空气的喷气的吹气器件。
附图说明
接下来将参照附图更详细地来解释本发明。图1至图4示出了在一循环期间在不同位置中的两个气体取样探头1和2。
具体实施方式
在图1中，第一和第二气体取样探头1和2在其维护位置中，在该位置中它们处于回转水泥窑外。第一和第二气体取样探头1和2各在导轨3和4上被引导用于在箭头5的方向上移动。该移动通过气动驱动器6和7来驱动。
在图2中，第一气体取样探头1被移动到取样位置中，其中，至少探头尖端8处于回转水泥窑内、尤其在窑入口处。第二气体取样探头2定位在缩回位置中，在该位置中其通过清洗装置(未示出)来清洗。
在图3中，第二气体取样探头2也被移动到取样位置中。
在图4中，第一气体取样探头1被缩回到缩回位置中用于清洁目的。
通过根据以下循环操作气体取样探头来获得连续的气体分析：
a) 首先，探头1在取样位置中并且对气体取样，而探头2在缩回位置中用于清洗(图2)。
b) 然后，探头2被移动到取样位置，而探头1仍在对气体取样(图3)。
c) 然后，探头2开始取样并且探头1被移动到缩回位置用于清洗(图4)。
d) 然后，探头1被移动到取样位置，而探头2仍在对气体取样(图3)。
e) 然后，探头1开始取样并且探头2被移动到缩回位置用于清洗(图2)。这对应于上面步骤a)。
步骤a)和c)各可持续大约3分钟。步骤b)和d)各可持续大约1分钟。
重复所述循环造成在较长时间段上连续的气体取样操作。
Claims (12)
1.一种用于借助于至少一个气体取样探头分析回转水泥窑中的气体样品的方法，其特征在于，设置有第一气体取样探头和第二气体取样探头，其中，移动所述第一气体取样探头从而到达取样位置，其中，借助于处于所述取样位置中的所述第一气体取样探头从所述窑提取并且分析气体样品，而所述第二气体取样探头被保持在缩回位置中并且被清洗，然后移动所述第二气体取样探头从而到达取样位置，并且所述第一气体取样探头从所述取样位置被移动到所述缩回位置并且被清洗，而借助于处于所述取样位置中的所述第二气体取样探头从所述窑提取并且分析气体样品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一气体取样探头被清洗之后，移动所述第一气体取样探头从而到达取样位置，并且所述第二气体取样探头从所述取样位置被移动到所述缩回位置并且被清洗，而借助于处于所述取样位置中的所述第一气体取样探头从所述窑提取并且分析气体样品。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一气体取样探头和所述第二气体取样探头被引导用于在纵向上在所述缩回位置与所述取样位置之间移动。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一气体取样探头和所述第二气体取样探头各在纵向上借助于驱动器、优选地气动驱动器或电动驱动器来驱动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述第一气体取样探头和所述第二气体取样探头各包括取样管用于通过所述取样管从所述水泥窑提取气体样品。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述第一气体取样探头和所述第二气体取样探头各借助于优选地被吹过所述取样管的压缩空气的喷气来清洗。
7.一种用于执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法的取样装置，其包括第一气体取样探头和第二气体取样探头，所述气体取样探头各借助于相应的驱动器被引导用于在缩回位置与取样位置之间移动，并且此外包括控制单元，所述控制单元与所述第一气体取样探头和所述第二气体取样探头的驱动器相连接用于控制在所述缩回位置与所述取样位置之间的移动并且用于开始和停止气体分析，其中，所述控制单元构造成控制所述第一气体取样探头和所述第二气体取样探头使得所述第一气体取样探头被移动从而到达取样位置，其中，借助于处于所述取样位置中的所述第一气体取样探头从所述窑提取并且分析气体样品，而所述第二气体取样探头被保持在缩回位置中并且被清洗，然后移动所述第二气体取样探头从而到达取样位置，并且所述第一气体取样探头从所述取样位置被移动到所述缩回位置并且被清洗，而借助于处于所述取样位置中的所述第二气体取样探头从所述窑提取并且分析气体样品。
8.根据权利要求7所述的取样装置，其中，所述控制单元构造成控制所述第一气体取样探头和所述第二气体取样探头使得在所述第一气体取样探头被清洗之后移动所述第一气体取样探头从而到达取样位置，并且所述第二气体取样探头从所述取样位置被移动到所述缩回位置并且被清洗，而借助于处于所述取样位置中的所述第一气体取样探头从所述窑提取并且分析气体样品。
9.根据权利要求7或8所述的取样装置，其中，所述第一气体取样探头和所述第二气体取样探头被引导用于在纵向上在所述缩回位置与所述取样位置之间移动。
10.根据权利要求9所述的取样装置，其中，所述第一气体取样探头和所述第二气体取样探头各借助于气动驱动器或电动驱动器在纵向上来驱动。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的取样装置，其中，所述第一气体取样探头和所述第二气体取样探头各包括取样管用于通过所述取样管从所述水泥窑提取气体样品。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的取样装置，其中，设置有清洗器件用于所述第一气体取样探头和所述第二气体取样探头当在其缩回位置中时清洗，所述清洗器件优选地包括用于喷射压缩空气的喷气的吹气器件。
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