CN202710366U - 一种应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，其设置在污泥焚烧系统的烟囱中部靠下区域处，对烟囱内气体进行取样；该尾气检测取样装置包含：取样探头，其插入烟囱内设置；隔膜泵，其抽取端通过抽气管道与所述取样探头连接，其输出端与所述气体分析仪连接；其中，所述取样探头包含陶瓷过滤器和控制该陶瓷过滤器工作温度的温度控制器；所述抽气管道内设置有管道过滤芯。本实用新型选择烟囱中部靠下区域处为取样点，能采集到有代表性的样品气体，并能避免引风机对气体分析仪的影响，保证气体分析仪处于稳定工作状态，从而确保对系统尾气检测的精确性和可靠性。

Description

一种应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置

技术领域

本实用新型涉及一种尾气检测取样装置，具体是指一种应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置。

背景技术

现有技术中，是采用紫外吸收法对污泥焚烧系统中的尾气进行检测。如图1所示，所述采用紫外吸收法测量SO₂的在线分析仪安装在烟道上，其探头3插入烟道4中对尾气进行取样，该在线分析仪还包含测试仪1、工控机2和风机吹扫系统6。其中，测试仪1完成SO₂的浓度测量，并经过RS232接口传输至工控机2，进一步进行数据采集、处理和存储等操作。所述风机吹扫系统6向测试仪1的探头3中定期进行吹扫，以保持探头3中镜片的清洁度。

所述的测试仪1通过光学系统对烟道4内的SO₂进行采样检测，其由发射和接收两部分组成。所述光学发射部分包含光源和透镜，光源发出的光经过透镜直接射入烟道4中。所述光源是由特定材料制成的发光辐射灯丝，发出特定波长的红外线或紫外线，发射光的强度精确受控，确保了入射能量的恒定性；在实际工作时，往往还需要附属的保证电压、温度的恒定的部件配合一起运行。所述透镜采用光学晶片材料，确保光源发出的特定波长的红外光或紫外光的最大透射率，提高灵敏度。

所述光学接收部分包含角反射器、多道光谱仪和光二极管阵列检测器，通过透镜被直接射入烟道4中的光源发出的光，在烟道4中吸收烟气后，经所述角反射器返回测试仪1中，其分别射入多道光谱仪和光二极管阵列检测器；所述角反射器是经过精密抛光和镀膜等表面处理后的反射面，是根据光学仪器的结构需要改变光路走向部件；所述多道光谱仪是测试仪1的核心部件，负责接收经过反射器反射回来的红外光或紫外光，感知光的强度变化，进行数据处理，输出和被测气体SO₂浓度相对应的电信号；所述光二极管阵列检测器是感知光源强度变化的光学敏感元件，其接收经过反射器反射回来的红外光或紫外光，对应于不同的光源强度变化，转换为对应的电信号输出。

所述工控机2包含依次连接的前置放大器、高速信号采集A/D（模拟/数字）转换器和CPU处理器。所述多道光谱仪和光二极管阵列检测器输出的电信号经过前置放大器放大之后，传输至高速信号采集A/D转换器；该高速信号采集A/D转换器是数据信号处理的主要部件，将多道光谱仪和光二极管阵列检测器输出的电信号转换为CPU处理器可识别和计算处理的数字量信号；所述CPU处理器对所接收的数字量信号进行计算和处理，得到烟道中SO₂气体的检测数据和分析结果，并将检测数据和结果传输至控制系统8中。

所述在线分析仪还包含与测试仪1连接的PC机7，其根据测试仪1采集到的信号，通过画面动态显示测量得到的SO₂气体的浓度以及接收到的光源变化情况。

但是，上述现有技术中所使用的采用紫外吸收法测量SO₂的在线分析仪，经常在实际工作中发生非正常故障，具有以下缺点和限制。

1、所述在线分析仪为探头插入式紫外原理分析仪，该仪器的光学部件、电路部件均直接安装在烟道上，安装点位置距离引风机过近，引风机运转时该在线分析仪附近震动比较大，影响了分析仪中光学部件工作的稳定性，造成分析仪数据不稳定。

2、引风机启动后，烟道内部的压力为负压，并且压力随着焚烧炉工况的变化存在波动，而压力的波动对所述在线分析仪的影响较大，读数始终无法稳定。

3、为了防止粉尘对光学部件的污染，现有的在线分析仪设计有插入式陶瓷过滤器5。该过滤器安装于插入烟道内部的探头中，清洁及维护不方便，当有微小的粉尘颗粒透过过滤器进入测量气室内部时，无法清除，势必造成测量偏差。

4、所述在线分析仪的所有部件均直接安装于烟道上，拆卸不便。测量偏差后的重新标定及深入检查判断故障点比较麻烦，维护难度大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，能够克服现有技术中的缺点和限制，其选择烟囱中部靠下区域处为取样点，能避免引风机对气体分析仪的影响，保证气体分析仪处于稳定工作状态，从而确保对系统尾气检测的精确性和可靠性。

为实现上述目的，本实用新型提供一种应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，其设置在污泥焚烧系统的烟囱中部靠下区域处，对烟囱内气体进行取样；该尾气检测取样装置包含：取样探头，其插入烟囱内设置；隔膜泵，其抽取端通过抽气管道与所述取样探头连接，其输出端与所述气体分析仪连接；其中，所述取样探头包含陶瓷过滤器和控制该陶瓷过滤器工作温度的温度控制器；所述抽气管道内设置有管道过滤芯。

所述陶瓷过滤器的长度为烟囱取样位置的截面直径的1/3～1/2。

所述温度控制器包含测温元件，加热元件，以及分别与所述测温元件和加热元件连接的温度控制仪；其中，测温元件测量陶瓷过滤器的工作温度，并将测量结果传输至温度控制仪，当温度控制仪接收到的陶瓷过滤器的工作温度低于预设温度范围时，控制加热元件加热。

所述尾气检测取样装置还包含一取样电磁阀，其设置在管道过滤芯和隔膜泵之间的抽气管道上。

所述尾气检测取样装置还包含一反吹清洁装置，其设置在管道过滤芯和取样电磁阀之间的抽气管道上；该反吹清洁装置包含风机，连接所述风机和抽气管道的反吹管道，以及设置在该反吹管道上的反吹电磁阀。

所述尾气检测取样装置还包含一冷凝除湿装置，其设置在隔膜泵和气体分析仪之间。

所述尾气检测取样装置还包含一流量调节装置，其设置在所述冷凝除湿装置和气体分析仪之间。

本实用新型所提供的应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，针对焚烧炉尾气的特点，将取样点选择在烟囱中部靠下区域处，为取到有代表性的样品气体提供了保障，并且能够避免引风机对气体分析仪的影响。另外，本实用新型采用直接抽取式非分散红外吸收法对烟囱内气体进行取样测量，能够保证气体分析仪处于稳定的工作状态，使得测量结果精确可靠，实现对污泥焚烧系统的尾气排放的连续检测，具有广泛的经济和社会效益。

附图说明

图1为现有技术中采用紫外吸收法测量SO₂的在线分析仪的结构示意图；

图2为本实用新型中的尾气检测取样装置在污泥焚烧系统中的设置位置示意图；

图3为本实用新型中的尾气检测取样装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合图2～图3，详细说明本实用新型的一个优选实施例。

如图2所示，为本实用新型中的尾气检测取样装置在污泥焚烧系统中的设置位置示意图。鉴于前述背景技术中所提到的，由于在引风机入口位置对烟道内气体进行取样存在负压波动，且引风机的震动对气体分析仪有较大影响。因此，本实用新型中，将尾气检测取样装置设置在整个污泥焚烧系统的烟囱上，并且选择在烟囱的中部稍靠下区域处对烟囱内的气体进行取样。该取样点的选择和设置避开了引风机的震动，且该段烟囱内的烟气流速及压力均已达到非常稳定的状态，从而保证所采集的气体样本真正具有代表性。

如图3所示，为本实用新型中的尾气检测取样装置的结构示意图，包含：取样探头1，其插入烟囱101内设置；隔膜泵3，其抽取端通过抽气管道2与所述取样探头1连接，其输出端与所述气体分析仪102连接；其中，所述取样探头1包含陶瓷过滤器11和控制该陶瓷过滤器11工作温度的温度控制器；所述抽气管道2内设置有管道过滤芯21。

所述隔膜泵3用于对烟囱101内处于微正压或负压的气体通过泵抽吸的抽取采样法进行取样，使气体样品以达到气体分析仪102所要求的流量通过取样探头1和抽气管道2并到达气体分析仪102内。所述隔膜泵3包含防腐蚀隔膜泵头、电机和散热风扇，由电机的转子运转从而带动隔膜的上下往复运动，从而将烟囱101内的气体加压后通过抽气管道2输送至气体分析仪102内。按所述气体分析仪102的气体传送要求，气体传送滞后时间不得超过60秒，这就要求气体分析仪102与取样点（取样探头1）之间的距离尽可能的短，并且抽气管道2的容积尽可能小，才能保证气体样品的流速尽可能的快（1.5m/s～3.5m/s）之间，因此采用隔膜泵对烟囱101内的气体进行取样是完全能够满足上述气体取样传送要求的。

所述陶瓷过滤器11的长度为烟囱101取样位置的截面直径的1/3～1/2；该陶瓷过滤器11是由细小的陶瓷颗粒通过高温烧结而制成的气体粉尘过滤器，过滤精度为5μm，即能够将烟囱101内被隔膜泵3抽吸进入取样探头1内的样品气体中粒径大于5μm的粉尘颗粒有效滤除。

所述温度控制器包含测温元件、加热元件和温度控制仪；其中，测温元件实时测量陶瓷过滤器11的工作温度，并将测量结果传输至温度控制仪，当温度控制仪所接收到的当前陶瓷过滤器11的工作温度低于预设温度范围时，其控制加热元件加热，使得陶瓷过滤器11的工作温度上升至预设温度范围内，从而实现对陶瓷过滤器11的恒温控制。一般情况下，所述温度控制器将陶瓷过滤器11的工作温度恒温控制在100℃～180℃之间，防止通过陶瓷过滤器11的气体中的水分在陶瓷过滤器11的表面凝结，从而影响过滤效果。

所述管道过滤芯21是采用粉末冶金、PTFE烧结、玻璃纤维的材料制作而成的气体过滤器，用于对已经经过陶瓷过滤器11的样品气体进一步进行粉尘等杂质的过滤，保证最终输入气体分析仪102内的气体样品的纯净度，进而使得气体分析仪102能够长期稳定运行。所述管道过滤芯21的过滤精度为5μm。

所述尾气检测取样装置还包含一取样电磁阀22，其设置在管道过滤芯21和隔膜泵3之间的抽气管道2上，用于打开和切断取样探头1与气体分析仪102之间的气体通路。

所述尾气检测取样装置还包含一反吹清洁装置，其设置在管道过滤芯21和取样电磁阀22之间的抽气管道2上；该反吹清洁装置包含风机61，连接所述风机61和抽气管道2的反吹管道63，以及设置在该反吹管道63上的反吹电磁阀62。

当需要开启反吹清洁装置时，首先关闭取样电磁阀22，再打开反吹电磁阀62，启动风机61，通过反吹管道63向抽气管道2内的管道过滤芯21以及取样探头1内的陶瓷过滤器11的内外表面进行吹风，即对管道过滤芯21和陶瓷过滤器11的内部进行清洁，从而保证对样品气体的过滤效果。

由于气体分析仪102为光学气体分析仪，其对被测气体的洁净度、含水率有较高的要求，因此还需要对被测的样品气体的湿度进行控制，确保进入气体分析仪102内的样品气体的相对干燥性。因此，所述尾气检测取样装置还包含一冷凝除湿装置4，其设置在隔膜泵3和气体分析仪102之间，用于将样品气体的露点降至常温(15℃～20℃)以下进行除湿或脱湿。当被隔膜泵3抽吸进入尾气检测取样装置内的杨平气体经过所述冷凝除湿装置4时，采用半导体制冷方式将样品气体的温度降至5℃左右，以实现脱除气体中大部分水分的目的，保证样品气体的干燥性，使得气体分析仪102能够稳定可靠的工作。

所述尾气检测取样装置还包含一流量调节装置5，其设置在所述冷凝除湿装置4和气体分析仪102之间，用于调节样品气体输入气体分析仪102内时的流量大小。

本实用新型所提供的应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，针对焚烧炉尾气的特点，将取样点选择在烟囱中部靠下区域处，为取到有代表性的样品气体提供了保障，并且能够避免引风机对气体分析仪的影响。

本实用新型所提供的应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，采用直接抽取式非分散红外吸收法对烟囱内气体进行取样测量，能够保证气体分析仪处于稳定的工作状态，使得测量结果精确可靠，实现对污泥焚烧系统的尾气排放的连续检测，具有广泛的经济和社会效益。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，其特征在于，该尾气检测取样装置设置在污泥焚烧系统的烟囱（101）中部靠下区域处，对烟囱内气体进行取样；所述尾气检测取样装置包含：

取样探头（1），其插入烟囱（101）内设置；

隔膜泵（3），其抽取端通过抽气管道（2）与所述取样探头（1）连接，其输出端与所述气体分析仪（102）连接；

所述取样探头（1）包含陶瓷过滤器（11）和控制该陶瓷过滤器（11）工作温度的温度控制器；

所述抽气管道（2）内设置有管道过滤芯（21）。

2.如权利要求1所述的应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，其特征在于，所述陶瓷过滤器（11）的长度为烟囱（101）取样位置的截面直径的1/3～1/2。

3.如权利要求2所述的应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，其特征在于，所述温度控制器包含测温元件，加热元件，以及分别与所述测温元件和加热元件连接的温度控制仪；其中，测温元件测量陶瓷过滤器（11）的工作温度，并将测量结果传输至温度控制仪，当温度控制仪接收到的陶瓷过滤器（11）的工作温度低于预设温度范围时，控制加热元件加热。

4.如权利要求1所述的应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，其特征在于，所述尾气检测取样装置还包含一取样电磁阀（22），其设置在管道过滤芯（21）和隔膜泵（3）之间的抽气管道（2）上。

5.如权利要求4所述的应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，其特征在于，所述尾气检测取样装置还包含一反吹清洁装置，其设置在管道过滤芯（21）和取样电磁阀（22）之间的抽气管道（2）上。

6.如权利要求5所述的应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，其特征在于，所述反吹清洁装置包含风机（61），连接所述风机（61）和抽气管道（2）的反吹管道（63），以及设置在该反吹管道（63）上的反吹电磁阀（62）。

7.如权利要求1所述的应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，其特征在于，所述尾气检测取样装置还包含一冷凝除湿装置（4），其设置在隔膜泵（3）和气体分析仪（102）之间。

8.如权利要求7所述的应用于污泥焚烧系统的尾气检测取样装置，其特征在于，所述尾气检测取样装置还包含一流量调节装置（5），其设置在所述冷凝除湿装置（4）和气体分析仪（102）之间。

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