CN114563236A - 一种焦炉烟气空气系数快速测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焦炉烟气空气系数快速测定方法，涉及冶金炼焦技术领域。该焦炉烟气空气系数快速测定方法，具体操作如下：S1、制作气体采取样和烟气净化装置，气体采取样和烟气净化装置由采气探管、采样胶管、汽水分离器、异型过滤器、单向阀、抽气泵组成，其中采气探管用于深入取样部位内部。该焦炉烟气空气系数快速测定方法，在焦炉燃烧废气取样点通过气体采取样和烟气净化装置，获取废气样气并经烟气净化装置处理，再导入烟气传感测量单元，迅速完成对焦炉燃烧废气成分分析，废气分析结果经测量分析显示单元计算得出废气空气系数，测量过程简单快捷，测量结果准确性高。
Description
技术领域
本发明涉及冶金炼焦技术领域，具体为一种焦炉烟气空气系数快速测定方法。
背景技术
焦炉废气分析是通过对焦炉加热煤气燃烧产生废气中CO2、CO、O2体积分数的测定，来计算燃烧烟气的空气系数，从而达到对燃烧情况检查的目的，分析的结果可以定量的反映煤气与空气的配合情况。
目前，焦炉废气分析通常采用奥氏气体分析仪按照吸收法来分析测定，废气取样一般是用双连球及球胆在立火道上升气流跨越孔中心附近或下降气流小烟道出口处中心附近或废气开闭器，该气体分析仪由计量管、U形管及水位瓶组成，其原理是把定量的废气依次与只能吸收CO2、CO、O2等单种气体的吸收剂充分接触，该吸收剂是一定浓度的KOH或NaOH溶液、焦性没食子酸碱溶液、CuCl盐酸溶液，并根据依次充分吸收后的体积减小量，来计算各成分的体积所占百分数，再按照计算公式计算得出该烟气的空气系数值。
现有技术中，采用该焦炉废气分析测定方法时，必须严格按照气体吸收的顺序并确保各气体充分反应吸收，容易受操作者试验操作影响，并需要定期配置规定浓度的有效吸收剂，且分析操作时间较长，空气系数测定分析结果不能马上得出。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种焦炉烟气空气系数快速测定方法，解决了现有技术中，采用该焦炉废气分析测定方法时，必须严格按照气体吸收的顺序并确保各气体充分反应吸收，容易受操作者试验操作影响，并需要定期配置规定浓度的有效吸收剂，且分析操作时间较长，空气系数测定分析结果不能马上得出的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种焦炉烟气空气系数快速测定方法，具体操作如下：
S1、制作气体采取样和烟气净化装置，气体采取样和烟气净化装置由采气探管、采样胶管、汽水分离器、异型过滤器、单向阀、抽气泵组成，其中采气探管用于深入取样部位内部，采样胶管用于各组件之间的连接，汽水分离器用于对烟气脱水处理，异型过滤器用于对烟气烟尘过滤，单向阀用于防止气体反流，抽气泵给烟气样气的抽吸提供动力，因焦炉烟气温度较高、成分复杂具有腐蚀性，采气探管根据烟气特性选择合适长度的耐高温耐腐蚀合金空心管，采样胶管采用耐腐蚀耐高温软管，汽水分离器、异型过滤器、单向阀和抽气泵同样选择耐腐蚀材料；
S2、准备烟气传感测量单元，烟气传感测量单元由各类型的气体电化学传感器组成，其中O2含量测量采用两电极电化学传感器；CO、NO、NO2、SO2、H2S等有毒性气体则采用三电极传感器，三个电极包括：T(测量电极)、F(负电极)、C(参比电极)；气体电化学传感器采用气体扩散技术，其输出信号与被测分析气体的体系浓度成线性关系，当被测气体通过毛细扩散栅到达T(测量电极)时，测量电极表面发生氧化或还原反应，F(负电极)表面则发生还原或氧化反应，输出端子将反应产生的微电流(μA级)导出给烟气传感测量单元中的微处理器，由微处理器处理测量得到反应微电流，可以计算得到被测气体体积浓度；
S3、制作测量分析显示单元，测量分析显示单元接收到烟气传感测量单元传来的各组分气体浓度数据并存储，再按照预先编写录入的空气系数计算公式和设定值进行计算，得到空气系数值存储在测量分析显示单元内并可按系统时间、设定的测量点位生成气体成分和空气系数的数据报表，并在显示屏幕上显示；
S4、进行烟气空气系数快速测定操作，具体操作如下：
S41、测量前，装置各组件预先接通完好，确认各部件状态满足测量条件；
S42、开始测量前，开启抽气泵，采气探管在大气环境中等待30～150s,待烟气传感测量系统归零，以确保测量数据的准确性，最佳等待时间通常为80～90s；
S43、将采气探管插入焦炉燃烧烟气取样点规定的深度后，开始抽取烟气样气；
S44、烟气样气在抽气泵的抽引下，依次经过烟气净化单元的汽水分离器、异型过滤器，完成对烟气样气的脱水和烟尘过滤；
S45、抽气泵后端接入烟气传感测量单元，烟气传感测量单元包括分别用于检测CO2、O2、CO、NO、NO2、SO2、H2S等多种气体的气体电化学传感器，不同的气体电化学传感器分布于烟气传感测量单元中，并分别用于检测样气中各组分的气体体积浓度；
S46、测量分析显示单元接收到烟气传感测量单元传输来的各组分气体浓度数据，再按照预先编写录入的空气系数计算公式和设定值进行计算，得到空气系数值并按系统时间、设定的测量点位生成气体成分和空气系数的数据报表，并在显示屏幕上显示；
S47、每次测量后用抽取新鲜空气的方式清洗采气探管、采样胶管，以使其保持干燥状态；每次测量前后检查汽水分离器、异型过滤器是否有冷凝物和灰尘，需保持干净；每次测量前后需检查装置气封性，确保管路连接紧密避免装置漏气造成测量偏差；必要时更换装置各组件。
(三)有益效果
本发明提供了一种焦炉烟气空气系数快速测定方法。具备以下有益效果：
该焦炉烟气空气系数快速测定方法，在焦炉燃烧废气取样点通过气体采取样和烟气净化装置，获取废气样气并经烟气净化装置处理，再导入烟气传感测量单元，迅速完成对焦炉燃烧废气成分分析，废气分析结果经测量分析显示单元计算得出废气空气系数，测量过程简单快捷，测量结果准确性高。
附图说明
图1为本发明焦炉烟气空气系数快速测定装置的系统框图；
图2为本发明烟气传感测量单元中的气体电化学传感器的原理示意图。
图中：1-采气探管，2-采样胶管，3-汽水分离器，4-异型过滤器，5-单向阀，6-抽气泵，7-烟气传感测量单元，71-被测样气，72-颗粒物过滤器，73-T(测量电极)，74-C(参比电极)，75-F(负电极)，76-输出端子，77-电解池，78-电解液，79-毛细扩散栅，8-测量分析显示单元。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种焦炉烟气空气系数快速测定方法，具体操作如下：
S1、制作气体采取样和烟气净化装置，气体采取样和烟气净化装置由采气探管、采样胶管、汽水分离器、异型过滤器、单向阀、抽气泵组成，其中采气探管用于深入取样部位内部，采样胶管用于各组件之间的连接，汽水分离器用于对烟气脱水处理，异型过滤器用于对烟气烟尘过滤，单向阀用于防止气体反流，抽气泵给烟气样气的抽吸提供动力，因焦炉烟气温度较高、成分复杂具有腐蚀性，采气探管根据烟气特性选择合适长度的耐高温耐腐蚀合金空心管，采样胶管采用耐腐蚀耐高温软管，汽水分离器、异型过滤器、单向阀和抽气泵同样选择耐腐蚀材料；
S2、准备烟气传感测量单元，烟气传感测量单元由各类型的气体电化学传感器组成，其中O2含量测量采用两电极电化学传感器；CO、NO、NO2、SO2、H2S等有毒性气体则采用三电极传感器，三个电极包括：T(测量电极)、F(负电极)、C(参比电极)；气体电化学传感器采用气体扩散技术，其输出信号与被测分析气体的体系浓度成线性关系，当被测气体通过毛细扩散栅到达T(测量电极)时，测量电极表面发生氧化或还原反应，F(负电极)表面则发生还原或氧化反应，输出端子将反应产生的微电流(μA级)导出给烟气传感测量单元中的微处理器，由微处理器处理测量得到反应微电流，可以计算得到被测气体体积浓度；
S3、制作测量分析显示单元，测量分析显示单元接收到烟气传感测量单元传来的各组分气体浓度数据并存储，再按照预先编写录入的空气系数计算公式和设定值进行计算，得到空气系数值存储在测量分析显示单元内并可按系统时间、设定的测量点位生成气体成分和空气系数的数据报表，并在显示屏幕上显示；
S4、进行烟气空气系数快速测定操作，具体操作如下：
S41、测量前，装置各组件预先接通完好，确认各部件状态满足测量条件；
S42、开始测量前，开启抽气泵，采气探管在大气环境中等待30～150s,待烟气传感测量系统归零，以确保测量数据的准确性，最佳等待时间通常为80～90s；
S43、将采气探管插入焦炉燃烧烟气取样点规定的深度后，开始抽取烟气样气；
S44、烟气样气在抽气泵的抽引下，依次经过烟气净化单元的汽水分离器、异型过滤器，完成对烟气样气的脱水和烟尘过滤；
S45、抽气泵后端接入烟气传感测量单元，烟气传感测量单元包括分别用于检测CO2、O2、CO、NO、NO2、SO2、H2S等多种气体的气体电化学传感器，不同的气体电化学传感器分布于烟气传感测量单元中，并分别用于检测样气中各组分的气体体积浓度；
S46、测量分析显示单元接收到烟气传感测量单元传输来的各组分气体浓度数据，再按照预先编写录入的空气系数计算公式和设定值进行计算，得到空气系数值并按系统时间、设定的测量点位生成气体成分和空气系数的数据报表，并在显示屏幕上显示；
S47、每次测量后用抽取新鲜空气的方式清洗采气探管、采样胶管，以使其保持干燥状态；每次测量前后检查汽水分离器、异型过滤器是否有冷凝物和灰尘，需保持干净；每次测量前后需检查装置气封性，确保管路连接紧密避免装置漏气造成测量偏差；必要时更换装置各组件。
综上所述，该焦炉烟气空气系数快速测定方法，在焦炉燃烧废气取样点通过气体采取样和烟气净化装置，获取废气样气并经烟气净化装置处理，再导入烟气传感测量单元，迅速完成对焦炉燃烧废气成分分析，废气分析结果经测量分析显示单元计算得出废气空气系数，测量过程简单快捷，测量结果准确性高。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种焦炉烟气空气系数快速测定方法，其特征在于：具体操作如下：
S1、制作气体采取样和烟气净化装置，气体采取样和烟气净化装置由采气探管(1)、采样胶管(2)、汽水分离器(3)、异型过滤器(4)、单向阀(5)、抽气泵(6)组成，其中采气探管(1)用于深入取样部位内部，采样胶管(2)用于各组件之间的连接，汽水分离器(3)用于对烟气脱水处理，异型过滤器(4)用于对烟气烟尘过滤，单向阀(5)用于防止气体反流，抽气泵(6)给烟气样气的抽吸提供动力，因焦炉烟气温度较高、成分复杂具有腐蚀性，采气探管(1)根据烟气特性选择合适长度的耐高温耐腐蚀合金空心管，采样胶管(2)采用耐腐蚀耐高温软管，汽水分离器(3)、异型过滤器(4)、单向阀(5)和抽气泵(6)同样选择耐腐蚀材料；
S2、准备烟气传感测量单元，烟气传感测量单元(7)由各类型的气体电化学传感器组成，其中O2含量测量采用两电极电化学传感器；CO、NO、NO2、SO2、H2S等有毒性气体则采用三电极传感器，三个电极包括：T(测量电极)(73)、F(负电极)(74)、C(参比电极)(75)；气体电化学传感器采用气体扩散技术，其输出信号与被测分析气体的体系浓度成线性关系，当被测气体(71)通过毛细扩散栅(79)到达T(测量电极)(73)时，测量电极表面发生氧化或还原反应，F(负电极)(74)表面则发生还原或氧化反应，输出端子(76)将反应产生的微电流(μA级)导出给烟气传感测量单元(7)中的微处理器，由微处理器处理测量得到反应微电流，可以计算得到被测气体体积浓度；
S3、制作测量分析显示单元，测量分析显示单元(8)接收到烟气传感测量单元传来的各组分气体浓度数据并存储，再按照预先编写录入的空气系数计算公式和设定值进行计算，得到空气系数值存储在测量分析显示单元内并可按系统时间、设定的测量点位生成气体成分和空气系数的数据报表，并在显示屏幕上显示；
S4、进行烟气空气系数快速测定操作，具体操作如下：
S41、测量前，装置各组件预先接通完好，确认各部件状态满足测量条件；
S42、开始测量前，开启抽气泵(6)，采气探管(1)在大气环境中等待30～150s,待烟气传感测量系统归零，以确保测量数据的准确性，最佳等待时间通常为80～90s；
S43、将采气探管(1)插入焦炉燃烧烟气取样点规定的深度后，开始抽取烟气样气；
S44、烟气样气在抽气泵(6)的抽引下，依次经过烟气净化单元的汽水分离器(3)、异型过滤器(4)，完成对烟气样气的脱水和烟尘过滤；
S45、抽气泵(6)后端接入烟气传感测量单元，烟气传感测量单元包括分别用于检测CO2、O2、CO、NO、NO2、SO2、H2S等多种气体的气体电化学传感器，不同的气体电化学传感器分布于烟气传感测量单元中，并分别用于检测样气中各组分的气体体积浓度；
S46、测量分析显示单元接收到烟气传感测量单元传输来的各组分气体浓度数据，再按照预先编写录入的空气系数计算公式和设定值进行计算，得到空气系数值并按系统时间、设定的测量点位生成气体成分和空气系数的数据报表，并在显示屏幕上显示；
S47、每次测量后用抽取新鲜空气的方式清洗采气探管(1)、采样胶管(2)，以使其保持干燥状态；每次测量前后检查汽水分离器(3)、异型过滤器(4)是否有冷凝物和灰尘，需保持干净；每次测量前后需检查装置气封性，确保管路连接紧密避免装置漏气造成测量偏差；必要时更换装置各组件。
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