CN205719879U - 气固分离效率测量系统 - Google Patents
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Abstract
气固分离效率测量系统，本实用新型涉及气固分离的效率测量领域。本实用新型旨在提供一种测量效果好的气固分离效率测量系统。为实现上述目的，本实用新型所提供的气固分离效率测量系统，包括有气固分离装置，所述气固分离装置的待过滤气体进气侧设有第一微电荷颗粒物检测装置，所述气固分离装置的已过滤气体排气侧设有第二微电荷颗粒物检测装置。本实用新型提供的气固分离效率测量系统相比现有技术而言能够实现更高精度的测量，并且步骤简单、读数方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及气固分离的效率测量领域。
背景技术
在现有技术能够，气固分离技术在生产中有着广泛的应用。在气固分离技术中，各种原因也在促使气固分离装置的精度在进一步提高，现阶段的气固分离技术中，已经可以对气体中的微米级固体颗粒实现产业化的分离操作。但是相对于气固分离技术的迅速发展而言，对于气固分离装置的高精度测量技术却发展缓慢。
在现有技术中，对气固分离装置进行效率测量时普遍是直接对气固分离装置前端的气体进行粒子浓度测量，再对气固分离装置后端的气体进行粒子浓度测量，实现两个测量值之间的比较。然而这种直接测量方法在实际应用中的精度往往只能达到0.5～1mg/Nm3，这对于过滤分离精度较高的气固分离装置而言，远不足以满足实际需求。
此外在现有技术中的对气固分离效率进行测量的系统，不仅测量精度难以满足实际需求，并且工作时的稳定性较差，很容易受到工作环境中的温度、光照、湿度、甚至粉尘成分等其他因素的影响而导致测量误差和系统故障。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种测量效果好的气固分离效率测量系统。
为实现上述目的，本实用新型所提供的气固分离效率测量系统，包括有气固分离装置，所述气固分离装置的待过滤气体进气侧设有第一微电荷颗粒物检测装置，所述气固分离装置的已过滤气体排气侧设有第二微电荷颗粒物检测装置。
在现有技术中，直接对气固混合相中的固相颗粒进行检测并不容易实现，并且检测结果的准确度和精度效果较差，本实用新型中采用第一微电荷颗粒物检测装置和第二微电荷颗粒物检测装置实现对气固混合相中的固体小颗粒所带有的微电荷进行检测，从而通过对所述的微电荷定量后对气固混合相中的固体小颗粒进行定量。进而在利用第一微电荷颗粒物检测装置和第二微电荷颗粒物检测装置实现了对气固混合相中的固体小颗粒进行定量后，对比第一微电荷颗粒物检测装置和第二微电荷颗粒物检测装置的测量结果，而可以对比对出气固分离装置的待过滤气体进气侧和已过滤气体排气侧之间的固体小颗粒的变化量，进而可以得出气固分离装置的气固分离效率。
在本实施例中所述的第一微电荷颗粒物检测装置和第二微电荷颗粒物检测装置能够应用在气固分离效率测量系统的原理是基于一般的微小颗粒都是带有一定的电荷量，并且对于微小颗粒而言，自身非常容易带有电荷，而在同一工况气固两相流中的固体颗粒物经气固分离设备分离后，进气侧和排气侧固体小颗粒物的粒径分布和质量浓度虽然发生显著变化，但同一固体小颗粒的荷电特征相对稳定，即使颗通过气固分离装置后的荷电特征发生变化(比如速度变化碰撞摩擦等)，这个变化也是可预测和修正的；对分离出来的固体小颗粒的粒径分布和质量的反复比对，完全可以获得可信的固体小颗粒的分离效率，从而实现动态监控气固分离装置的性能和失效判断。
其中第一微电荷颗粒物检测装置和第二微电荷颗粒物检测装置中包括有对微电荷颗粒物的进行电荷量检测的检测端，所述检测端工作时与一定范围内的带电颗粒产生感应电信号，并且将产生的电信号传输至信号处理装置。其中所述的检测端还可以与原本不带电的固体小颗粒进行撞击并在撞击的过程中与原本不带电的固体小颗粒实现电子交换，并且将所述的电子交换过程所产生的电信号记录传输至信号处理装置。上述结构所基于的原理是：当两个固体相互接触时，相接触的固体之间可以发生电荷转移。这种电荷转移就是众所周知的摩擦起电原理，或者叫做接触起电。当气流中的固体小颗粒碰到置于气流中的传感器检测端时，电荷转移产生的电流就可以通过第一微电荷颗粒物检测装置或第二微电荷颗粒物检测装置进行测量。进而在此原理的基础上，电子处理设备根据特定的安装场合进行调整，并产生一个连续的模拟输出信号。
进而，由上述可知，固体小颗粒中微电荷信号产生主要是两个机理，一种是撞击电流信号，另一种是静电感应信号。在所有的检测端附近随机分布的固体小颗粒所产生的感应电流信号加上所有检测端随机碰撞的固体小颗粒产生的撞击电流信号为检测端实测的原始信号。
进而在本实用新型中所提供的气固分离效率测量系统将第一微电荷颗粒物检测装置所检测出的结果与第二微电荷颗粒物检测装置所检测出的结果相比，是可以等效于被测气体中的固体小颗粒含量变化。其中所述的第一微电荷颗粒物检测装置和第二微电荷颗粒物检测装置可以采用但不仅限于采用美国奥本系统有限公司下列型号的粉尘浓度监测仪：Tribo3200粉尘浓度监测仪、Tribo3300粉尘浓度监测仪、Tribo3400粉尘浓度监测仪、Tribo3600粉尘浓度监测仪或Tribo3800粉尘浓度监测仪。尽管现有技术中能够找到微电荷颗粒物检测装置，但是这种微电荷颗粒物检测装置并没有被应用到气固分离效率测量系统中。
在上述系统运行一段时间后，可以对检测装置所检测的电荷值实施标定，标定是指对电荷量的检测转化为直管的固体小颗粒变化量，这是一种更加直观分析气固分离装置工作效率的方式。具体的方式可以指的是所述第一微电荷颗粒物检测装置和第二微电荷颗粒物检测装置运行一段时间后，比较该时间内第一微电荷颗粒物检测装置和第二微电荷颗粒物检测装置之间的检测数据的差值，并且将这段时间内第一颗微电荷粒物检测装置和第二微电荷颗粒物检测装置之间的固体颗粒物的变化量予以记录，进而根据所述的检测数据的差值与固体小颗粒物之间的变化量之间的关系进行对应，从而得出固体小颗粒变化量与所述的检测数据的差值之间的对应关系，从而可以从第一微电荷颗粒物检测装置和第二微电荷颗粒物检测装置之间测量读数的变化更加直观地得知气固分离装置的待过滤气体进气侧和气固分离装置的已过滤气体排气侧之间的固体小颗粒变化量。从而可以使得本实用新型中的气固分离效率测量系统的读数变得更加简便直观。
并且在本实用新型中需要说明的是，所述的气固分离装置的待过滤气体进气侧可以指的是位于气固分离装置中的位置，也可以指的是气固分离装置前端连接的管道的位置；同样，所述的气固分离装置的已过滤气体排气侧可以指的是位于气固分离装置中的位置，也可以是指的是气固分离装置后端连接的管道的位置。
本实用新型所提供的气固分离效率测量系统，相比与现有技术对气固分离装置前端和后端的气固混合相中的固相粒子浓度采用一种全新的系统进行等效测定，直观方便，测量精度高。经标定后换算可以得知，本实用新型中测量系统中的检测装置对固体细颗粒的含量检测精度，随颗粒物荷电能力的不同精度可能在0.50～0.001mg/Nm3之间变化，但对大多数气固分离设备而言，足以动态分析气固分离装置的分离效率。
进一步的是，所述第一微电荷颗粒物检测装置位于与气固分离装置的待过滤气体进气侧连接的进气直管上，该进气直管上游的气流扰动处与第一微电荷颗粒物检测装置的距离≥该进气直管的2倍直径，该进气直管下游的气流扰动处与第一微电荷颗粒物检测装置的距离≥该进气直管的0.5倍直径。
优选的是，所述进气直管上游的气流扰动处以及进气直管下游的气流扰动处均指管道的拐弯处、膨胀处或紧缩处。
进一步的是，所述第二微电荷颗粒物检测装置位于与气固分离装置的待过滤气体排气侧连接的排气直管上，该排气直管上游的气流扰动处与第二微电荷颗粒物检测装置的距离≥该排气直管的2倍直径，该排气直管下游的气流扰动处与第二微电荷颗粒物检测装置的距离≥该排气直管的0.5倍直径。
优选的是，所述排气直管上游的气流扰动处以及排气直管下游的气流扰动处均指管道的拐弯处、膨胀处或紧缩处。
其中，优选将所述第一微电荷颗粒物检测装置位于与气固分离装置前端连接的管道，发明人在实际工作中经过反复的测量发现将第一微电荷颗粒物检测装置设置于上述的进气直管上且距上游的气流扰动处距离≥该进气直管的2倍直径、距下游的气流扰动处距离≥该进气直管的0.5倍直径时第一微电荷颗粒物检测装置具有更准确、更稳定的测量结果。
其中，优选将所述第二微电荷颗粒物检测装置位于与气固分离装置后端连接的管道，发明人在实际工作中经过反复的测量发现将第二微电荷颗粒物检测装置设置于上述的排气直管上且距上游的气流扰动处距离≥该排气直管的2倍直径、距下游的气流扰动处距离≥该排气直管的0.5倍直径时第二微电荷颗粒物检测装置具有更准确、更稳定的测量结果。
这是发明人在工程实践中发现，即便同样是将检测装置安装在管道上，随着检测装置的安装位置不同，检测装置所产生的误差也有所不同。在经过发明人反复试验和分析之后，发现气流在管道中的流动过程有多种状态，在气流刚刚进入到管道时或者气流在管道中流动的截面发生变化时，往往伴随这气体的膨胀或收缩，并且伴随着气体中能量的变化，在这个过程中也就导致气体中的固体小颗粒分布产生变化，因此将第一微电荷颗粒物检测装置或第二微电荷颗粒物检测装置设在管道中的拐弯处、膨胀或紧缩处时往往会导致第一微电荷颗粒物检测装置或第二微电荷颗粒物检测装置的检测结果容易产生较大的误差并且测量结果不稳定。并且发明人在将第一微电荷颗粒物以及第二微电荷颗粒物设置在直管上后进行多次试验后发现本实用新型中所提供的位置具有更准确、更稳定的测量结果。
同时在上述结构中，本实用新型中，将所述的第一微电荷颗粒物检测装置和第二微电荷颗粒物检测装置设置在于气固分离装置相连接的管道上，可以有效避免检测装置在气固分离装置中对气固分离装置的工作造成影响，也能使检测装置的安装、拆卸以及检修变得更加方便。
进一步的是，所述第一微电荷颗粒物检测装置和第二微电荷颗粒物检测装置均采用在粉尘含量为0.01mg/Nm3至1000mg/Nm3的范围内测量精度高于0.05mg/Nm3的微电荷颗粒物检测装置。
其中优选的是，所述第一微电荷颗粒物检测装置和第二微电荷颗粒物检测装置均采用在粉尘含量为0.001mg/Nm3至10000mg/Nm3的范围内测量精度高于0.01mg/Nm3的微电荷颗粒物检测装置。
在上述结构上，将所述的第一微电荷颗粒物检测装置和/或第二微电荷颗粒物检测装置设置在于气固分离装置相连接的管道上，可以有效避免检测装置在气固分离装置中对气固分离装置的工作造成影响，也能使检测装置的安装、拆卸以及检修变得更加方便。在上述系统的基础上，所述第一微电荷颗粒物检测装置与第二微电荷颗粒物检测装置同时连接信号处理装置的输入端。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型中的气固分离效率测量系统作进一步的描述和说明。
附图说明
图1为本实用新型中的气固分离效率测量系统结构示意图。
图2为检测装置的结构示意图。
其中，在说明书附图中，各编号与结构的对应关系依次为：3为气固分离装置，401为第一微电荷颗粒物检测装置，402为第二微电荷颗粒物检测装置，51为进气直管，52为排气直管，6为信号处理装置，7为信号线。
具体实施方式
本实施例中的气固分离效率测量系统如图1和图2所示，其中包括有对气体实现气固分离的气固分离装置3，本实施例中的气固分离装置3所采用的为一种过滤装置。其中该过滤装置中包括腔体结构和位于腔体结构中的过滤元件，过滤元件将腔体结构分隔为原气腔和净气腔，进气腔和原气腔分别连接有管道。其中原气腔连接有进气直管51，净气腔连接有排气直管52。所述的原气腔和进气直管51统称为气固分离装置3的进气侧，净气腔和排气直管52统称为气固分离装置3的排气侧。所述测量系统中设置有第一微电荷颗粒物检测装置401和第二微电荷颗粒物检测装置402。
其中所述的第一微电荷颗粒物检测装置401位于气固分离装置3的待过滤气体进气侧上的进气直管51上；第二微电荷颗粒物检测装置402位于气固分离装置3的已过滤气体排气侧的排气直管52上。其中所述第一微电荷颗粒物检测装置401位于与气固分离装置3的待过滤气体进气侧连接的进气直管51上，该进气直管51上游的气流扰动处与第一微电荷颗粒物检测装置401的距离≥该进气直管51的2倍直径，该进气直管51下游的气流扰动处与第一微电荷颗粒物检测装置401的距离≥该进气直管51的0.5倍直径。
本实施例中的气流扰动处指的是管道的拐弯处、膨胀处或紧缩处。
在上述结构的基础上第一微电荷颗粒物检测装置401和第二微电荷颗粒物检测装置402通过信号线7同时连接信号处理装置6的输入端，所述的信号处理装置6将第一微电荷颗粒物检测装置401所检测的结果与第二微电荷颗粒物检测装置402所检测的结果进行对比，可以得到两个检测结果之间的差值。
并且在上述结构的基础上，本实施例中的过滤装置包括由膨体聚四氟乙烯过滤薄膜所构成的过滤件，其中所述的膨体聚四氟乙烯过滤薄膜的孔密度为5×108个/cm2至30×108个/cm2，对待过滤气体中粒径≥0.5μm的粉尘的去除率在99％以上，也能具有较高的透气率。这是一种现有技术中所公开的过滤材料。
在本实施例中的气固分离效率测量系统运行一段时间后，比较第一微电荷颗粒物检测装置401所检测的结果与第二微电荷颗粒物检测装置402所检测的结果之间的差值关系，并且利用上述的包括有膨体聚四氟乙烯过滤薄膜的过滤装置对这段时间内第一微电荷颗粒物检测装置401和第二微电荷颗粒物检测装置402之间变化的固体小颗粒进行拦截并且计量，根据上述的检测结果之间的差值关系和上述的被拦截的固体小颗粒之间的关系，得出第一微电荷颗粒物检测装置401与第二微电荷颗粒物检测装置402之间检测数据的差值与两者之间变化的固体小颗粒之间的关系，从而可以根据第一微电荷颗粒物检测装置401与第二微电荷颗粒物检测装置402之间检测数据读数之间的关系更加直观地判断出气固分离装置3的待过滤气体进气侧和已过滤气体的排气侧之间的固体小颗粒变化量，从而更加直观地得到出气固分离效率测量系统的测量结果。
其中，本实施例中的第一微电荷颗粒物检测装置401与第二微电荷颗粒物检测装置402的信号输出端同时连接信号处理装置6的信号输入端。通过信号处理装置6将第一微电荷颗粒物检测装置401的检测结果与第二微电荷颗粒物检测装置402的检测结果进行运算分析，从而测量出气固分离装置3的气固分离效率。
Claims (6)
1.气固分离效率测量系统，包括有气固分离装置(3)，其特征在于：所述气固分离装置(3)的待过滤气体进气侧设有第一微电荷颗粒物检测装置(401)，所述气固分离装置(3)的已过滤气体排气侧设有第二微电荷颗粒物检测装置(402)；所述第一微电荷颗粒物检测装置(401)位于与气固分离装置(3)的待过滤气体进气侧连接的进气直管(51)上，该进气直管(51)上游的气流扰动处与第一微电荷颗粒物检测装置(401)的距离≥该进气直管(51)的2倍直径，该进气直管(51)下游的气流扰动处与第一微电荷颗粒物检测装置(401)的距离≥该进气直管(51)的0.5倍直径；所述第二微电荷颗粒物检测装置(402)位于与气固分离装置(3)的待过滤气体排气侧连接的排气直管(52)上，该排气直管(52)上游的气流扰动处与第二微电荷颗粒物检测装置(402)的距离≥该排气直管(52)的2倍直径，该排气直管(52)下游的气流扰动处与第二微电荷颗粒物检测装置(402)的距离≥该排气直管(52)的0.5倍直径。
2.如权利要求1所述的气固分离效率测量系统，其特征在于：所述进气直管(51)上游的气流扰动处以及进气直管(51)下游的气流扰动处均指管道的拐弯处、膨胀处或紧缩处。
3.如权利要求1所述的气固分离效率测量系统，其特征在于：所述排气直管(52)上游的气流扰动处以及排气直管(52)下游的气流扰动处均指管道的拐弯处、膨胀处或紧缩处。
4.如权利要求1所述的气固分离效率测量系统，其特征在于：所述第一微电荷颗粒物检测装置(401)和第二微电荷颗粒物检测装置(402)均采用在粉尘含量为0.01mg/Nm3至1000mg/Nm3的范围内测量精度高于0.05mg/Nm3的微电荷颗粒物检测装置。
5.如权利要求4所述的气固分离效率测量系统，其特征在于：所述第一微电荷颗粒物检测装置(401)和第二微电荷颗粒物检测装置(402)均采用在粉尘含量为0.001mg/Nm3至10000mg/Nm3的范围内测量精度高于0.01mg/Nm3的微电荷颗粒物检测装置。
6.如权利要求1～5任一项所述的气固分离效率测量系统，其特征在于：所述第一微电荷颗粒物检测装置(401)与第二微电荷颗粒物检测装置(402)同时连接信号处理装置(6)的输入端。
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|---|---|---|---|---|
| WO2020034838A1 (zh) * | 2018-08-16 | 2020-02-20 | 成都瑞柯林工程技术有限公司 | 粉尘监测方法、系统及信号处理装置 |
| CN112362118A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-02-12 | 成都瑞柯林工程技术有限公司 | 微电荷感应装置、除尘系统及其监测方法、设备和装置 |
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