CN116359437B - 一种窑炉烟气在线监测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窑炉烟气在线监测装置及其方法，包括：取样结构和烟气过滤结构，取样结构包括取样总管以及分别连接在取样总管侧壁上的取样支管和反吹支管，所述取样支管和反吹支管的侧壁上均连接有气体单向阀，且两个气体单向阀的阀向相反，所述取样总管的外侧壁上固定套接有防护筒体，且防护筒体设置于取样支管和反吹支管的外侧，所述防护筒体的外侧壁上设置有与外部烟道连接的固定组件；烟气过滤结构包括连接在取样总管外侧壁上的壳体，且取样总管的输出端延伸至壳体内。本发明采用自动切换滤芯的方式对长期采样过程中滤芯切换提供便利，减少更换滤芯耽误的时间，保证在线监测工作的稳定进行。

Description

一种窑炉烟气在线监测装置及其方法

技术领域

本发明涉及的窑炉烟气监测技术领域，尤其涉及一种窑炉烟气在线监测装置及其方法。

背景技术

窑炉的废气是体现窑炉燃烧是否充分的根本依据，根据废气的成分可以有效判定风火比，调整窑内的工艺状况，同时可以根据成分确定最佳的使用燃料方案，达到降低能耗、提高产量的目的。

窑炉采样结构是在线监测系统中的重要结构，采样结构用于对燃烧后产生的烟气进行采样工作，而采样的烟气中存在如大颗粒焦壳、金属化合物、油污、小粒径粉尘等易堵塞物，工况恶劣的几周甚至几天就易被堵塞，传统的过滤芯在使用一段时间后就会出现堵塞的情况，影响监测系统的正常使用，并且滤芯堵塞后需要将整个采样装置拆下后进行维护，会耽误很长时间并影响整体监测效率，为此，我们提出一种窑炉烟气在线监测装置及其方法来解决上述提出的问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有窑炉烟气在线监测装置及其方法存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明目的是提供一种窑炉烟气在线监测装置及其方法，其采用自动切换滤芯的方式对长期采样过程中滤芯切换提供便利，减少更换滤芯耽误的时间，保证在线监测工作的稳定进行。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种窑炉烟气在线监测装置，包括：取样结构和烟气过滤结构，取样结构包括取样总管以及分别连接在取样总管侧壁上的取样支管和反吹支管，所述取样支管和反吹支管的侧壁上均连接有气体单向阀，且两个气体单向阀的阀向相反，所述取样总管的外侧壁上固定套接有防护筒体，且防护筒体设置于取样支管和反吹支管的外侧，所述防护筒体的外侧壁上设置有与外部烟道连接的固定组件；烟气过滤结构包括连接在取样总管外侧壁上的壳体，且取样总管的输出端延伸至壳体内，所述壳体内的取样总管输出端固定连接有与其连通的第一圆柱筒体，所述第一圆柱筒体的下端固定连接有与其内部连通的第一反吹导管，所述壳体内底壁上固定连接有竖直的支架，所述支架的上端固定连接有第二圆柱筒体，所述第一圆柱筒体与第二圆柱筒体之间连接有过滤组件，且第一圆柱筒体通过过滤组件与第二圆柱筒体连通，所述第一圆柱筒体和第二圆柱筒体内均设置有加热组件，所述第二圆柱筒体远离过滤组件的侧壁上固定连接有三通阀，所述三通阀的侧壁上固定连接有用于输气的导气管以及用于反吹的第二反吹导管，所述导气管的输出端与外部的吸气泵连接并用于对烟气的吸入。

作为本发明所述窑炉烟气在线监测装置及其方法的一种优选方案，其中：所述取样支管和反吹支管分别设置于取样总管的上下两侧，所述取样支管与取样总管连接处设置有封闭单元。

作为本发明所述窑炉烟气在线监测装置及其方法的一种优选方案，其中：所述封闭单元包括转动连接在取样支管输出端的密封盖，所述密封盖在烟气吸入过程中受到风力影响处于竖直打开状态，且密封盖在烟气反吹过程中受到风力影响处于水平关闭状态并防止反吹的杂质颗粒进入取样支管内。

作为本发明所述窑炉烟气在线监测装置及其方法的一种优选方案，其中：所述固定组件包括两个对称开设在防护筒体外侧壁上的滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块，所述滑块的侧壁上设置有与防护筒体侧壁接触的弧形件，且弧形件与防护筒体之间通过螺栓固定连接，两个所述滑块的外侧壁上固定连接有同一个环形法兰，所述环形法兰能够通过螺钉与外部烟道侧壁固定。

作为本发明所述窑炉烟气在线监测装置及其方法的一种优选方案，其中：所述过滤组件包括连接在第一圆柱筒体和第二圆柱筒体之间的过滤筒体，所述过滤筒体包括两个分别与第一圆柱筒体侧壁和第二圆柱筒体侧壁连接的横筒以及设置于两个横筒之间的滤筒，所述滤筒内设置有用于过滤烟气杂质的滤芯，所述壳体的内壁上设置有与过滤组件连接的自动切换单元。

作为本发明所述窑炉烟气在线监测装置及其方法的一种优选方案，其中：两个所述横筒与第一圆柱筒体和第二圆柱筒体之间分别通过磁性块吸附固定，且横筒的口径值大于第一圆柱筒体和第二圆柱筒体的口径值。

作为本发明所述窑炉烟气在线监测装置及其方法的一种优选方案，其中：所述自动切换单元包括固定连接在壳体内壁上的L形支板，所述L形支板对应设置于采样总管的正上方，所述L形支板的内壁上固定连接有水平设置的驱动电机，所述L形支板下侧的壳体内壁上转动连接有与采样总管平行的转轴，且驱动电机的驱动轴与转轴之间分别通过第一齿轮和第二齿轮啮合传动，所述转轴的外侧壁上固定连接有套管，多个所述过滤组件对应连接在套管的外侧，所述套管的外侧壁上设置有与过滤组件内横筒连接的Y形连杆，且Y形连杆与横筒之间通过紧固螺栓固定，所述第一圆柱筒体和第二圆柱筒体的侧壁上设置有与横筒对应的限位单元。

作为本发明所述窑炉烟气在线监测装置及其方法的一种优选方案，其中：所述限位单元包括两组对称连接在第一圆柱筒体和第二圆柱筒体侧壁上的弧形块，所述弧形块的侧壁上开设有弧形槽，所述弧形槽内滑动连接有活动块，所述活动块的侧壁上转动连接有限位杆，所述弧形槽的顶端固定连接有支杆，所述支杆与限位杆之间通过压紧弹簧固定连接，所述限位杆对横筒起到限位作用并保证过滤组件与第一圆柱筒体和第二圆柱筒体的连通。

作为本发明所述窑炉烟气在线监测装置及其方法的一种优选方案，其中：所述加热组件包括分别连接在第一圆柱筒体和第二圆柱筒体内的弧形电加热管，所述第一圆柱筒体下端的第一反吹管延伸至其内部并对应设置于弧形电加热管内侧，两个所述弧形电加热管的供电端分别延伸至第一圆柱筒体和第二圆柱筒体的外侧并与外部的电源连接。

作为本发明所述窑炉烟气在线监测装置及其方法的一种优选方案，其中：所述窑炉烟气在线监测装置的使用方法包括以下步骤：

S1、将防护筒体与外部的烟道连通使得取样支管和反吹支管对应设置于烟道内，通过固定组件将防护筒体进行固定，保证其采样时的稳定性；

S2、通过外部的吸气泵将烟道里的烟气从取样支管吸入至取样总管内，在过滤组件的作用下对烟气进行过滤处理，并且通过自动切换单元能够对过滤组件内的滤芯进行更换使用，具体的启动驱动电机，在第一齿轮和第二齿轮的传动下使得转轴转动，并带动套管外侧的多个过滤组件旋转切换并与第一圆柱筒体和第二圆柱筒体连通，另外在限位单元的配合使用下保证过滤组件与第一圆柱筒体和第二圆柱筒体位置的稳定；

S3、在烟气采样过程中对弧形电加热管通电实现对烟气的加热处理，并且通过外部反吹风机能够分别对取样总管以及第一圆柱筒体和第二圆柱筒体内的杂质进行反吹处理，另外取样总管在反吹过程中在封闭单元的使用下能够放置反吹的杂质颗粒进入取样支管内，起到防护的作用。

本发明的有益效果：本发明针对窑炉燃烧后产生的烟气如大颗粒焦壳、金属化合物、油污、小粒径粉尘等易堵塞物，采用自动切换滤芯的方式对长期采样过程中滤芯切换提供便利，减少更换滤芯耽误的时间，保证在线监测工作的稳定进行，并且反吹能够实现外反吹再内反吹的方式对滤芯进行吹扫，有助于设备的长期稳定使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明窑炉烟气在线监测装置及其方法的外部整体结构示意图；

图2为本发明窑炉烟气在线监测装置及其方法的壳体内部结构示意图；

图3为本发明窑炉烟气在线监测装置及其方法的壳体内部俯视结构示意图；

图4为本发明窑炉烟气在线监测装置及其方法的剖视结构示意图；

图5为本发明窑炉烟气在线监测装置及其方法的采样支管、反吹支管侧面结构示意图；

图6为本发明窑炉烟气在线监测装置及其方法的限位单元结构示意图；

图7为本发明窑炉烟气在线监测装置及其方法的封闭单元结构示意图；

图8为图4中A处局部放大结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

参照图1-图8，一种窑炉烟气在线监测装置，包括：取样结构100和烟气过滤结构200，取样结构100包括取样总管101以及分别连接在取样总管101侧壁上的取样支管102和反吹支管103，取样支管102和反吹支管103的侧壁上均连接有气体单向阀104，且两个气体单向阀104的阀向相反，取样支管102和反吹支管103分别设置于取样总管101的上下两侧，取样支管102与取样总管101连接处设置有封闭单元，封闭单元包括转动连接在取样支管102输出端的密封盖106，密封盖106在烟气吸入过程中受到风力影响处于竖直打开状态，且密封盖106在烟气反吹过程中受到风力影响处于水平关闭状态并防止反吹的杂质颗粒进入取样支管102内。

其中，取样总管101的外侧壁上固定套接有防护筒体105，且防护筒体105设置于取样支管102和反吹支管103的外侧，防护筒体105的外侧壁上设置有与外部烟道连接的固定组件，固定组件包括两个对称开设在防护筒体105外侧壁上的滑槽107，滑槽107内滑动连接有滑块108，滑块108的侧壁上设置有与防护筒体105侧壁接触的弧形件，且弧形件与防护筒体105之间通过螺栓固定连接，两个滑块108的外侧壁上固定连接有同一个环形法兰109，环形法兰109能够通过螺钉与外部烟道侧壁固定，通过固定组件能够对取样总管101的位置进行固定，保证取样时的稳定性。

其中，烟气过滤结构200包括连接在取样总管101外侧壁上的壳体201，且取样总管101的输出端延伸至壳体201内，壳体201内的取样总管101输出端固定连接有与其连通的第一圆柱筒体202，第一圆柱筒体202的下端固定连接有与其内部连通的第一反吹导管203，壳体201内底壁上固定连接有竖直的支架204，支架204的上端固定连接有第二圆柱筒体205，第一圆柱筒体202与第二圆柱筒体205之间连接有过滤组件，且第一圆柱筒体202通过过滤组件与第二圆柱筒体205连通，过滤组件包括连接在第一圆柱筒体202和第二圆柱筒体205之间的过滤筒体209，过滤筒体209包括两个分别与第一圆柱筒体202侧壁和第二圆柱筒体205侧壁连接的横筒210以及设置于两个横筒210之间的滤筒211，滤筒211内设置有用于过滤烟气杂质的滤芯，具体的，两个横筒210与第一圆柱筒体202和第二圆柱筒体205之间分别通过磁性块212吸附固定，且横筒210的口径值大于第一圆柱筒体202和第二圆柱筒体205的口径值，壳体201的内壁上设置有与过滤组件连接的自动切换单元，自动切换单元包括固定连接在壳体201内壁上的L形支板213，L形支板213对应设置于采样总管101的正上方，L形支板213的内壁上固定连接有水平设置的驱动电机214，L形支板213下侧的壳体201内壁上转动连接有与采样总管平行的转轴215，且驱动电机214的驱动轴与转轴215之间分别通过第一齿轮216和第二齿轮217啮合传动，转轴215的外侧壁上固定连接有套管218，多个过滤组件对应连接在套管218的外侧，套管218的外侧壁上设置有与过滤组件内横筒210连接的Y形连杆219，且Y形连杆219与横筒210之间通过紧固螺栓固定，第一圆柱筒体202和第二圆柱筒体205的侧壁上设置有与横筒210对应的限位单元，更具体的，限位单元包括两组对称连接在第一圆柱筒体202和第二圆柱筒体205侧壁上的弧形块220，弧形块220的侧壁上开设有弧形槽221，弧形槽221内滑动连接有活动块222，活动块222的侧壁上转动连接有限位杆223，弧形槽221的顶端固定连接有支杆224，支杆224与限位杆223之间通过压紧弹簧225固定连接，限位杆223对横筒210起到限位作用并保证过滤组件与第一圆柱筒体202和第二圆柱筒体205的连通，通过过滤组件以及自动切换单元和限位单元的配合使用，能够自动化的对过滤组件中的滤芯进行切换调节，避免人为手动的更换使用，提高了自动化的程度，并且保证滤芯与第一圆柱筒体202和第二圆柱筒体205连通的稳定。

进一步的，第一圆柱筒体202和第二圆柱筒体205内均设置有加热组件，加热组件包括分别连接在第一圆柱筒体202和第二圆柱筒体205内的弧形电加热管226，第一圆柱筒体202下端的第一反吹管203延伸至其内部并对应设置于弧形电加热管226内侧，两个弧形电加热管226的供电端分别延伸至第一圆柱筒体202和第二圆柱筒体205的外侧并与外部的电源连接，通过控制外部电源和控制器能够对弧形电加热管226的温度进行调节，保证烟气采样过程中环境的稳定。

其中，第二圆柱筒体205远离过滤组件的侧壁上固定连接有三通阀206，三通阀206的侧壁上固定连接有用于输气的导气管207以及用于反吹的第二反吹导管208，导气管207的输出端与外部的吸气泵连接并用于对烟气的吸入。

窑炉烟气在线监测装置的使用方法包括以下步骤：

S1、将防护筒体105与外部的烟道连通使得取样支管102和反吹支管103对应设置于烟道内，通过固定组件将防护筒体105进行固定，保证其采样时的稳定性；

S2、通过外部的吸气泵将烟道里的烟气从取样支管102吸入至取样总管101内，在过滤组件的作用下对烟气进行过滤处理，并且通过自动切换单元能够对过滤组件内的滤芯进行更换使用，具体的启动驱动电机214，在第一齿轮216和第二齿轮217的传动下使得转轴215转动，并带动套管218外侧的多个过滤组件旋转切换并与第一圆柱筒体202和第二圆柱筒体205连通，另外在限位单元的配合使用下保证过滤组件与第一圆柱筒体202和第二圆柱筒体205位置的稳定；

S3、在烟气采样过程中对弧形电加热管226通电实现对烟气的加热处理，并且通过外部反吹风机能够分别对取样总管101以及第一圆柱筒体202和第二圆柱筒体205内的杂质进行反吹处理，另外取样总管101在反吹过程中在封闭单元的使用下能够放置反吹的杂质颗粒进入取样支管102内，起到防护的作用。

本发明针对窑炉燃烧后产生的烟气如大颗粒焦壳、金属化合物、油污、小粒径粉尘等易堵塞物，采用自动切换滤芯的方式对长期采样过程中滤芯切换提供便利，减少更换滤芯耽误的时间，保证在线监测工作的稳定进行，并且反吹能够实现外反吹再内反吹的方式对滤芯进行吹扫，有助于设备的长期稳定使用。

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限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种窑炉烟气在线监测装置，其特征在于，包括：

取样结构（100），其包括取样总管（101）以及分别连接在取样总管（101）侧壁上的取样支管（102）和反吹支管（103），所述取样支管（102）和反吹支管（103）的侧壁上均连接有气体单向阀（104），且两个气体单向阀（104）的阀向相反，所述取样总管（101）的外侧壁上固定套接有防护筒体（105），且防护筒体（105）设置于取样支管（102）和反吹支管（103）的外侧，所述防护筒体（105）的外侧壁上设置有与外部烟道连接的固定组件；

烟气过滤结构（200），其包括连接在取样总管（101）外侧壁上的壳体（201），且取样总管（101）的输出端延伸至壳体（201）内，所述壳体（201）内的取样总管（101）输出端固定连接有与其连通的第一圆柱筒体（202），所述第一圆柱筒体（202）的下端固定连接有与其内部连通的第一反吹导管（203），所述壳体（201）内底壁上固定连接有竖直的支架（204），所述支架（204）的上端固定连接有第二圆柱筒体（205），所述第一圆柱筒体（202）与第二圆柱筒体（205）之间连接有过滤组件，且第一圆柱筒体（202）通过过滤组件与第二圆柱筒体（205）连通，所述过滤组件包括连接在第一圆柱筒体（202）和第二圆柱筒体（205）之间的过滤筒体（209），所述过滤筒体（209）包括两个分别与第一圆柱筒体（202）侧壁和第二圆柱筒体（205）侧壁连接的横筒（210）以及设置于两个横筒（210）之间的滤筒（211），所述滤筒（211）内设置有用于过滤烟气杂质的滤芯，所述壳体（201）的内壁上设置有与过滤组件连接的自动切换单元，两个所述横筒（210）与第一圆柱筒体（202）和第二圆柱筒体（205）之间分别通过磁性块（212）吸附固定，且横筒（210）的口径值大于第一圆柱筒体（202）和第二圆柱筒体（205）的口径值，所述自动切换单元包括固定连接在壳体（201）内壁上的L形支板（213），所述L形支板（213）对应设置于取样总管（101）的正上方，所述L形支板（213）的内壁上固定连接有水平设置的驱动电机（214），所述L形支板（213）下侧的壳体（201）内壁上转动连接有与取样总管平行的转轴（215），且驱动电机（214）的驱动轴与转轴（215）之间分别通过第一齿轮（216）和第二齿轮（217）啮合传动，所述转轴（215）的外侧壁上固定连接有套管（218），多个所述过滤组件对应连接在套管（218）的外侧，所述套管（218）的外侧壁上设置有与过滤组件内横筒（210）连接的Y形连杆（219），且Y形连杆（219）与横筒（210）之间通过紧固螺栓固定，所述第一圆柱筒体（202）和第二圆柱筒体（205）的侧壁上设置有与横筒（210）对应的限位单元，所述限位单元包括两组对称连接在第一圆柱筒体（202）和第二圆柱筒体（205）侧壁上的弧形块（220），所述弧形块（220）的侧壁上开设有弧形槽（221），所述弧形槽（221）内滑动连接有活动块（222），所述活动块（222）的侧壁上转动连接有限位杆（223），所述弧形槽（221）的顶端固定连接有支杆（224），所述支杆（224）与限位杆（223）之间通过压紧弹簧（225）固定连接，所述限位杆（223）对横筒（210）起到限位作用并保证过滤组件与第一圆柱筒体（202）和第二圆柱筒体（205）的连通；

所述第一圆柱筒体（202）和第二圆柱筒体（205）内均设置有加热组件，所述第二圆柱筒体（205）远离过滤组件的侧壁上固定连接有三通阀（206），所述三通阀（206）的侧壁上固定连接有用于输气的导气管（207）以及用于反吹的第二反吹导管（208），所述导气管（207）的输出端与外部的吸气泵连接并用于对烟气的吸入。

2.根据权利要求1所述的窑炉烟气在线监测装置，其特征在于：所述取样支管（102）和反吹支管（103）分别设置于取样总管（101）的上下两侧，所述取样支管（102）与取样总管（101）连接处设置有封闭单元。

3.根据权利要求2所述的窑炉烟气在线监测装置，其特征在于：所述封闭单元包括转动连接在取样支管（102）输出端的密封盖（106），所述密封盖（106）在烟气吸入过程中受到风力影响处于竖直打开状态，且密封盖（106）在烟气反吹过程中受到风力影响处于水平关闭状态并防止反吹的杂质颗粒进入取样支管（102）内。

4.根据权利要求1所述的窑炉烟气在线监测装置，其特征在于：所述固定组件包括两个对称开设在防护筒体（105）外侧壁上的滑槽（107），所述滑槽（107）内滑动连接有滑块（108），所述滑块（108）的侧壁上设置有与防护筒体（105）侧壁接触的弧形件，且弧形件与防护筒体（105）之间通过螺栓固定连接，两个所述滑块（108）的外侧壁上固定连接有同一个环形法兰（109），所述环形法兰（109）能够通过螺钉与外部烟道侧壁固定。

5.根据权利要求1所述的窑炉烟气在线监测装置，其特征在于：所述加热组件包括分别连接在第一圆柱筒体（202）和第二圆柱筒体（205）内的弧形电加热管（226），所述第一圆柱筒体（202）下端的第一反吹导管（203）延伸至其内部并对应设置于弧形电加热管（226）内侧，两个所述弧形电加热管（226）的供电端分别延伸至第一圆柱筒体（202）和第二圆柱筒体（205）的外侧并与外部的电源连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的窑炉烟气在线监测装置，其特征在于：所述窑炉烟气在线监测装置的使用方法包括以下步骤：

S1、将防护筒体（105）与外部的烟道连通使得取样支管（102）和反吹支管（103）对应设置于烟道内，通过固定组件将防护筒体（105）进行固定，保证其采样时的稳定性；

S2、通过外部的吸气泵将烟道里的烟气从取样支管（102）吸入至取样总管（101）内，在过滤组件的作用下对烟气进行过滤处理，并且通过自动切换单元能够对过滤组件内的滤芯进行更换使用，具体的启动驱动电机（214），在第一齿轮（216）和第二齿轮（217）的传动下使得转轴（215）转动，并带动套管（218）外侧的多个过滤组件旋转切换并与第一圆柱筒体（202）和第二圆柱筒体（205）连通，另外在限位单元的配合使用下保证过滤组件与第一圆柱筒体（202）和第二圆柱筒体（205）位置的稳定；

S3、在烟气采样过程中对弧形电加热管（226）通电实现对烟气的加热处理，并且通过外部反吹风机能够分别对取样总管（101）以及第一圆柱筒体（202）和第二圆柱筒体（205）内的杂质进行反吹处理，另外取样总管（101）在反吹过程中在封闭单元的使用下能够放置反吹的杂质颗粒进入取样支管（102）内，起到防护的作用。