CN1979116A - 具粉尘滤除功能的取样分析装置 - Google Patents
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Abstract
一种具粉尘滤除功能的取样分析装置，系采用粗过滤模块、洗涤器、冷却器与细过滤模块依序进行过滤烟气，藉此可使烟气体粉尘滤除，而进行后续纷纷监测动作，而苦在于不改变原来烟气样品的品质情况下，同时符合烟气分析仪分析样品的条件，避免因连续操作造成的堵塞、操作维修不易等问题，减少烟弃分析仪维修与有效提高使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种取样分析装置，应用于燃烧系统的烟道取样分析，特别是一种具粉尘滤除功能的取样分析装置。
背景技术
传统烟气取样分析仪的取样系统，皆装设于烟囱上端的烟气出口处，此处烟道气体多数已经过大型除尘系统，如：静电集尘器、袋式集尘器与排烟脱硫系统等，进行烟道气中微米粉尘捕捉，因此，取样系统所需抑制粉尘粒子并无特别需求。但是，此处所撷取到的烟气数值并无法真实反映，锅炉炉体实际燃烧的状况，经常造成设备运转状况误判的缺点，导致能源消耗与大量废气物的产生，甚至将影响动力机组性能效率。
因此，若要针对锅炉炉体进行燃烧调整(turning)之前，必须由烟气分析仪，架设于锅炉燃烧后烟道气第一出口处，亦即为节煤器(ECO)入口处，由于此处为完成燃烧反应后的烟道气，为最原始的烟气成份，可将锅炉燃烧状况立即反映，但是，此处的烟道气粉尘浓度高，取样温度高(300～500℃)，若气体直接进入烟气分析仪中，必定造成堵塞、损坏，且无法长期、连续监控，如此一来，则失去燃烧调整意义。
公知的烟道气取样系统，主要由取样管路、过滤器、除水器、泵等所构成，主要用于短时间的取样工作。然而，一旦长期使用或是取样点为多点时，各取样点管路流量是否稳定、相等或堵塞、各取样点烟气是否混合均匀、气体性质是否相同等问题，往往使长期取样监控工作变为不可能，而使一般实时最佳化调整的取样口，被迫移往除尘设备后方或是烟囱出口。此举将另引起管路可能泄漏、取样样品的延迟等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具粉尘滤除功能的取样分析装置。
本发明提供的取样分析装置，透过粉尘粒径特性，以不同的滤除方式，有效降低烟道气粉尘量、取样高温、及无法连续监测的缺失，使燃烧系统实时最佳化调整可达到长期、稳定、可信的目标。
为实现上述目的，本发明提供的具粉尘滤除功能的取样分析装置，用以针对一烟道进行取样分析，该装置包含有：
一逆止阀，连接有至少两取样管道，可导引该烟道的烟气进入；
一粗过滤模块，连通于该逆止阀，对该烟气进行粗过滤与除水；
一洗涤器，连通于该粗过滤模块，连通于该粗过滤模块，用以减少该烟气的粉尘含量；
一冷却器，连通于该洗涤器，可将该烟气的水气加以凝结去除；
一细过滤模块，连通于该冷却器，针对该烟气进行细过滤；及
一分析模块，可接收该细过滤模块所输出的烟气进行分析。
其中该取样管道位于该烟道的上游与下游。
其中该粗过滤模块包含有一陶瓷过滤器以及一微量蠕动泵浦，由该陶瓷过滤器对该烟气进行粗过滤，而冷却所产生的水气则由该微量蠕动泵除水。
其中该陶瓷过滤器为一20微米(μm)陶瓷过滤器。
还包含有一抽气泵，用以该烟道中的烟气引入。
其中该冷却器底部连接于该洗涤器，可将冷凝的水气导引进入该洗涤器。
其中该细过滤模块包含有一陶瓷过滤器。
其中该陶瓷过滤器为2微米(μm)陶瓷过滤器。
其中还包含有一过滤纤维。
其中该过滤纤维为一0.1微米(μm)的过滤纤维。
其中该分析模块还包含有复数个气体分析仪、至少一流量计、一球塞阀与一调节阀，由该流量计、该球塞阀与该调节阀，而可将该烟气稳定送至该分析仪。
由此采用多阶段过滤粉尘的方式，同时将温、去除水气，而可改善传统式烟气取样系统的量测不准确性、容易造成分析仪器堵塞、各取样点管路流量无法稳定、降低仪器使用寿命、无法长期进行烟气监测、不易还换及导致设备运转状况误判等实务问题。
附图说明
图1为本发明具粉尘过滤功能的取样分析装置的示意图。
具体实施方式
有关本发明的详细内容及技术，配合附图说明如下：
根据本发明的具粉尘滤除功能的取样分析装置，请参阅图1，逆止阀(Check valve，swagelok)11利用两个取样管道111、112导引烟道的烟气进入，较佳的状态为分别取样烟道的上游(inlet sample gas)与下游(outletsample gas)的烟气(图中未示)，相同的，也可以增设有多点取样，都是相同的变化。同时，可利用抽气泵浦Diaphragm pump)13辅助将烟气强制引入，接着依序包含有粗过滤模块12、洗涤器(scrubber)14、冷却器15、细过滤模块16后，由分析模块20进行取样分析的动作，故，采用分段过滤的方式，来将烟气的粉尘加以去除。
首先，取样管道111、112可为为不锈钢材质，其余气体连接管路为铁氟龙管，由抽气泵浦13将烟道中上游与下游的烟气混合后，经由逆止阀11送入粗过滤模块12，粗过滤模块12包含有陶瓷过滤器121与微量蠕动泵(peristaltic pump)122，陶瓷过滤器121可为20微米(μm)陶瓷过滤器，可将将20微米以上的粉尘滤除，同时将高温烟气冷凝后的水气，以微量蠕动泵122除水。
接续进入洗涤器14，低于20微米的粉尘烟气持续流经洗涤器14，粉尘由气泡(air bubble)方式，进行水洗作用减少粉尘含量，接着当烟气通过冷却器15时，冰水会先将烟气中的水份凝结，经由针阀151将水分排至洗涤器14中。完成除水动作后，烟气送入细过滤模块16进行第二阶段的过滤，其可为2微米(μm)陶瓷过滤器，进一步滤除2微米以下的粉尘，接着再经由逆止阀17，以0.1微米过滤纤维18完全去除烟道气的飞灰粉尘，稳定管路流量至烟气分析模块20。
而分析模块20包含有球塞阀24、25、流量计21、22、23与气体分析仪26、27，用以将烟气除尘后，稳定送入气体分析仪26、27中，减少仪器损坏现象，其由针阀19连通球塞阀24、25，然后再由球塞阀24、25连接流量计21～23与调节阀31、32，由调节阀31、32导引零值气体(零点标准气体；zero)33、全幅气体(一氧化碳标准气体；span)34进入，以供气体分析仪26分析检测一氧化碳的含量，而另一气体分析仪27可用以分析氧气的含量，当然，此处气体分析仪、球塞阀、流量计等的设置位置、数量并不限定。
由此，即可改善公知烟气取样设计使用操作上的微米粉尘堵塞、高温损坏、无法长期连续监测等，直接影响分析仪器的使用寿命，以及量测误差、无法反映燃烧状况等缺点。而可有效降低烟道气粉尘量、取样高温、及无法连续监测等效果，使燃烧系统实时最佳化调整可达到长期、稳定、可信的目标。
虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的还动与润饰，因此本发明的保护范围当视申请专利范围所界定的内容为准。
Claims (11)
1.一种具粉尘滤除功能的取样分析装置，用以针对一烟道进行取样分析，该装置包含有：
一逆止阀，连接有至少两取样管道，可导引该烟道的烟气进入；
一粗过滤模块，连通于该逆止阀，对该烟气进行粗过滤与除水；
一洗涤器，连通于该粗过滤模块，连通于该粗过滤模块，用以减少该烟气的粉尘含量；
一冷却器，连通于该洗涤器，可将该烟气的水气加以凝结去除；
一细过滤模块，连通于该冷却器，针对该烟气进行细过滤；及
一分析模块，可接收该细过滤模块所输出的烟气进行分析。
2.如权利要求1所述的具粉尘滤除功能的取样分析装置，其特征在于，其中该取样管道位于该烟道的上游与下游。
3.如权利要求1所述的具粉尘滤除功能的取样分析装置，其特征在于，其中该粗过滤模块包含有一陶瓷过滤器以及一微量蠕动泵浦，由该陶瓷过滤器对该烟气进行粗过滤，而冷却所产生的水气则由该微量蠕动泵除水。
4.如权利要求3所述的具粉尘滤除功能的取样分析装置，其特征在于，其中该陶瓷过滤器为一20微米陶瓷过滤器。
5.如权利要求3所述的具粉尘滤除功能的取样分析装置，其特征在于，还包含有一抽气泵，用以该烟道中的烟气引入。
6.如权利要求1所述的具粉尘滤除功能的取样分析装置，其特征在于，其中该冷却器底部连接于该洗涤器，可将冷凝的水气导引进入该洗涤器。
7.如权利要求1所述的具粉尘滤除功能的取样分析装置，其特征在于，其中该细过滤模块包含有一陶瓷过滤器。
8.如权利要求7所述的具粉尘滤除功能的取样分析装置，其特征在于，其中该陶瓷过滤器为2微米陶瓷过滤器。
9.如权利要求1所述的具粉尘滤除功能的取样分析装置，其特征在于，还包含有一过滤纤维。
10.如权利要求9所述的具粉尘滤除功能的取样分析装置，其特征在于，其中该过滤纤维为一0.1微米的过滤纤维。
11.如权利要求1所述的具粉尘滤除功能的取样分析装置，其特征在于，其中该分析模块还包含有复数个气体分析仪、至少一流量计、一球塞阀与一调节阀，由该流量计、该球塞阀与该调节阀，而可将该烟气稳定送至该分析仪。
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