CN212364211U - 氨逃逸网格采样设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种氨逃逸网格采样设备。氨逃逸网格采样设备包括采样系统、氨吸收系统、气路检测系统及液路检测系统。采样系统用于采集需要检测的气体，氨吸收系统和采样系统连通，氨吸收系统盛有用于脱去气体中的氨的吸收液，吸收液吸收气体中的氨后转为待测样液；气路检测系统包括用于检测脱氨后的气体的流量的流量计；及液路检测系统包括用于检测待测样液中的氨浓度值的氨分析装置；其中，气路检测系统和液路检测系统均和氨吸收系统连通。
Description
技术领域
本实用新型涉及大气污染控制技术领域，尤其是一种氨逃逸网格采样设备。
背景技术
国内气体中NOX脱除技术主要有选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)，以液氨、尿素或氨水作为还原剂，两者的区别在于是否使用催化剂，核心化学反应为还原剂与气体中的NOX发生化学反应，生成N2和H2O，两者的共性问题为气体脱硝过程中，不可避免的产生逃逸氨，逃逸氨与气体中的SO3反应生成硫酸氢氨，影响下游设备的安全稳定运行，富集在粉煤灰中的氨会影响粉煤灰的品质，还有可能排放到大气中，造成二次环境污染。因此，在采用上述脱硝技术时，合理控制氨耗量和密切监视氨逃逸浓度显得十分重要。
随着气体检测技术的发展，国内外用于脱硝系统氨逃逸检测的方法主要分为离线测量和在线监测两类，离线测量技术主要包括化学分析法、电化学分析法和离子色谱分析法，在线监测方法主要包括抽取法、激光法和稀释法。但是氨逃逸检测现场环境恶劣，受粉尘、湿度、振动等条件的制约，在线监测数据偏差较大，测试结果仅能作为相对变化趋势的参考，而实际的氨逃逸浓度检测往往依赖于手工离线测量。我国国家标准推荐的气体中氨逃逸检测方法为靛酚蓝分光光度法。
在线检测方法优点为检测数据实时性好、数据精度高，缺点为准确性差、不能在线标定、工作条件要求高；离线检测方法优点为检测数据准确性好、数据可靠，缺点是实时性差、存在人为误差、样品采集难度大。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的一种检测准备可靠的氨逃逸网格采样设备。
本实用新型的目的是提供一种氨逃逸网格采样设备，包括采样系统、氨吸收系统、气路检测系统及液路检测系统。网格布置的采样系统用于采集需要检测的气体，氨吸收系统和采样系统连通，氨吸收系统盛有用于脱去气体中的氨的吸收液，吸收液吸收气体中的氨后转为待测样液；气路检测系统包括用于检测脱氨后的气体的流量的流量计；及液路检测系统包括用于检测待测样液中的氨浓度值的氨分析装置；其中，气路检测系统和液路检测系统均和氨吸收系统连通。
可选的，氨吸收系统包括氨吸收器和吸收液供应装置，氨吸收器盛有用于脱去气体中的氨的吸收液并且氨吸收器和采样系统连通，吸收液吸收气体中的氨后转为待测样液，吸收液供应装置和氨吸收器连通用于为氨吸收器补充吸收液。
可选的，采样系统、气路检测系统及氨吸收器均有多个，气路检测系统和氨吸收器的个数根据采样系统的个数确定，所有氨吸收器和氨分析装置之间设有切换阀用于控制其中的任意一个或多个氨吸收器和氨分析装置连通。
可选的，气路检测系统还包括干燥器和抽气装置，干燥器分别和氨吸收系统、流量计连通，抽气装置用于为气路检测系统提供气体流通的动力。
可选的，氨分析装置包括样液池、pH调节系统、及氨气敏电极，样液池和氨吸收系统连通，氨气敏电极设于样液池内用于检测待测样液的氨浓度值，供液系统包括pH计和供液装置，供液装置和样液池连通用于调节待测样液的pH值，pH计设于样液池内用于检测待测样液的pH值。
可选的，氨逃逸网格采样设备还包括控制系统，控制系统分别和气路检测系统、液路检测系统电性连接用于利用气体的流量、待测样液中的氨浓度值计算检测的气体的氨浓度。
可选的，采样系统包括采样枪和伴热管，伴热管分别和采样枪、氨吸收系统连通用于加热需要检测的气体。
可选的，氨逃逸网格采样设备还包括冲洗装置和废液装置，冲洗装置和废液装置分别和氨分析装置连通。
综上，本实用新型氨逃逸网格采样设备利用化学吸收原理，氨吸收系统将需要检测的气体的逃逸氨转化为待测样液中的氨。再通过气路检测系统和液路检测系统分别测试需要检测的气体的流量和待测样液中的氨浓度值。通经计算就能得到需要检测气体中的逃逸氨浓度。将检测系统分为两路，使液路检测系统中的水气不会影响气路检测系统的检测结果，气路检测系统中的某些其他气体分子也不会和液路检测系统中的吸收液反应，结果可靠。
另外，本实用新型的检测方法充分利用“空间换取时间”，保证检测数据的实时性。
附图说明
图1是本实用新型中的实施例一提供的氨逃逸网格采样设备的示意图；
图2是本实用新型中的实施例一提供的液路检测系统的示意图；
图3是本实用新型中的实施例一提供的气路检测系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
实施例一
请参考图1至图3。本实施例提供一种氨逃逸网格采样设备，包括三个网格设置的采样系统2、氨吸收系统5、气路检测系统4及液路检测系统3。采样系统2用于采集需要检测的气体，氨吸收系统5和采样系统2连通，氨吸收系统5盛有用于脱去气体中的氨的吸收液，吸收液吸收气体中的氨后转为待测样液；气路检测系统4包括用于检测脱氨后的气体的流量的流量计43；及液路检测系统3包括用于检测待测样液中的氨浓度值的氨分析装置32；其中，气路检测系统4和液路检测系统3均和氨吸收系统5连通。
本实施例提供的氨逃逸网格采样设备利用化学吸收原理，氨吸收系统5将需要检测的气体的逃逸氨转化为待测样液中的氨。再通过气路检测系统4和液路检测系统3分别测试需要检测的气体的流量和待测样液中的氨浓度值。通经计算就能得到需要检测气体中的逃逸氨浓度。将检测系统分为两路，使液路检测系统3中的水气不会影响气路检测系统4的检测结果，气路检测系统4中的某些其他气体分子也不会和液路检测系统3中的吸收液反应，结果可靠。
于本实施例中，氨吸收系统5包括三个氨吸收器51和吸收液供应装置52，氨吸收器51盛有用于脱去气体中的氨的吸收液并且氨吸收器51和采样系统2连通，吸收液吸收气体中的氨后转为待测样液，吸收液供应装置52和氨吸收器51连通用于为氨吸收器51补充吸收液。本实施例中的吸收液主要成分为稀硫酸，浓度为0.0001～0.1mol/L，气体中的氨溶于吸收液中，形成铵根离子，氨吸收器51设置数量与采样枪21数量匹配。
于本实施例中，气路检测系统4还包括干燥器44和抽气装置，干燥器44分别和氨吸收系统5、流量计43连通，抽气装置用于为气路检测系统4提供气体流通的动力。流量计43和抽气装置之间还设有截止阀42，截止阀42为多通截止阀42，安装在流量计43与抽气泵41之间，保证截止阀42接口覆盖所有气体流通接口。抽气装置与氨吸收器51的排气端连接，抽气装置一般设有3个进气接口，进气接口数量与采样枪21数量匹配，可以满足一般多个网格点同时抽气采样，抽取的气体依次通过干燥器44、流量计43和抽气泵41，干燥器44和流量计43数量与进气接口数匹配，各流量计43出口气体汇合后进入抽气泵41，然后外排，抽气泵41可设置多台。
于本实施例中，氨分析装置32包括样液池32-1、pH调节系统33、及氨气敏电极32-3，样液池32-1和氨吸收系统5连通，氨气敏电极32-3设于样液池32-1内用于检测待测样液的氨浓度值，供液系统包括pH计32-2和供液装置，供液装置和样液池32-1连通用于调节待测样液的pH值，pH计32-2设于样液池32-1内用于检测待测样液的pH值。供液装置内设有碱液、酸液或者缓冲溶液，可以根据待测样液的pH值调节待测样液的pH值至11以上。氨气敏电极32-3检测氨浓度，数据准确度高、精确性好，测量量程可调。
于本实施例中，氨逃逸网格采样设备还包括控制系统，控制系统分别和气路检测系统4、液路检测系统3电性连接用于利用气体的流量、待测样液中的氨浓度值计算检测的气体的氨浓度。控制系统为PLC控制数显系统8，包括括逻辑控制、数据反馈和检测结果显示等模块。PLC精确控制，自动化程度高。
于本实施例中，采样系统2包括采样枪21和伴热管22，伴热管22分别和采样枪21、氨吸收系统5连通用于加热需要检测的气体。采样枪21用耐高温耐腐蚀材质制造，具有加热功能，能将抽取的气体加热至150℃以上，采样枪21的一端安装烟尘过滤器可以把烟尘过滤，采样枪21的一端与伴热管22连接，保证进入氨吸收器51的气体不发生冷凝，本实施布置3只采样枪21。于其他实施例中，采样枪21还可以是1只、5只、20只等任意数量，采样枪21的设置数量根据烟道截面1大小确定，伴热管22设置数量与采样枪21数量匹配。于本实施例中，气路检测系统4及氨吸收器51均有三个，气路检测系统4和氨吸收器51的个数根据采样系统2的个数确定，可以和采样系统2的个数相同。所有氨吸收器51和氨分析装置32之间设有切换阀31用于控制其中的任意一个或多个氨吸收器51和氨分析装置32连通。切换阀31为多通切换阀31，保证切换阀31接口覆盖所有样液流通接口。
于本实施例中，每个氨吸收器51对应一个采样系统2。但是于其他实施例中，还可以每两个、每三个、等任意多个氨吸收器51对应一个采样系统2。和采样系统2共同连同经的两个或者多个氨吸收器51之间设有流量计43和截止阀42，控制流入两个氨吸收器51中中的气体量相同。如此设置，可以同时对某一地点某一时间采集的样品进行多次检测计算，增加检测结果的可信性。
本实施例中的采样枪21根据需要检测的烟道截面1尺寸呈网格式布置，无需人工调节采样枪的位置，可以对烟道截面上不同位置的气体进行采样。通过PLC控制数显系统8控制采样装置的切换阀31和截止阀42，采样方式为网格点逐个采样测量，每个网格点抽气时间为3～60min，整个烟道截面1网格点采样全部完成时，液路检测系统3测试工作进行最后一个网格点样品分析，使采样工作与分析工作错位匹配，形成循环，缩短检测工作时间，而且同时采样，直接得到烟道的截面氨逃逸浓度实时值和浓度分布。抽气的时间和每个样品的检测分析时间正好相对应，当第一个样品分析测试结束，立刻采集抽取第二个样品，以此类推，在仅需一套氨分析测试装置的情况下，就可以达到多点采样。
于本实施例中，氨逃逸网格采样设备还包括冲洗装置7和废液装置6，冲洗装置7和废液装置6分别和氨分析装置32连通。冲洗装置7中设有无氨水，蒸馏水或者其他用于冲洗氨分析装置32的液体。废液装置6和样液池32-1通过位于样液池32-1底部的废液排口32-5连通，冲洗装置7和pH调节系统33分别通过冲洗入口32-6、pH调节液入口32-7和样液池32-1上部连通。待测样液通过样液入口32-4和样液池32-1连通。废液装置6还和氨吸收器51的底部连通用于排出氨吸收器51的废液。
本实用新型还提供一种检测方法，以3个网格采样点、1台抽气泵41为例。3路气体分别经过滤器、采样枪21和伴热管22后，进入对应的氨吸收器51，脱氨后的气体由氨吸收器51排气口排出，分别依次通过抽气装置的干燥器44、流量计43，经过截止阀42汇合后，由抽气泵41排空。整个采样时间持续15min，3路气体体积检测数据传输至PLC控制数显系统8。
氨吸收器51中的吸收液吸收气体中的氨后，转为待测样液，通过切换阀31控制样液输送，当第1个网格点样液输送至液路检测系统3样液池32-1后，pH计32-2检测到样液pH值，数据反馈至PLC控制数显系统8，然后向pH调节系统33发出指令，pH调节系统33向样液池32-1中输送pH调节液，直至样液pH值升高到11以上，此时氨气敏电极32-3检测到样液中氨浓度值，将数据传输至PLC控制数显系统8，然后转化计算，得到第1个网格点抽取气体中氨浓度。
检测完成后，将样液池32-1中废液通过液体输送管路系统输送至废液装置6，然后开启冲洗装置7，同时冲洗第一个网格点对应的氨吸收器51和液路检测系统3，冲洗完成后，氨吸收器51和液路检测系统3中的废液进入通过液体输送管路系统输送至废液装置6，启动吸收液供应装置52，向清洁后的氨吸收器51中补充新鲜吸收液(补充体积一般为50～200mL)。整个过程持续时间不超过3min，然后通过切换阀31控制样液输送，依次开始第2个、第3个网格点样液分析，直至3份样品检测完成，整个过程持续时间不超过9min。
当第1个网格点样液检测完成、开始第2个网格点样液检测工作时，此时通过控制截止阀42开始第二轮的第1个网格点采样，采样时间设定为5min，如此，当第一轮3个样品分析完成时，第二轮的第1个网格点采样工作已完成，第2个网格点采样工作已开始，后续采样、分析工作基于此流程进行，实现各网格点实时、循环采样。因此本实施的检测方法充分利用“空间换取时间”，保证检测数据的实时性。
实施例二
本实施例提供一种10个网格采样点(编号1～10)、2台抽气泵41、每台抽气泵41对应5个网格采样点、分A/B两路抽气采样为例，对本实用新型作进一步说明。本实施例的检测方法包括：
接通电源，开启采样枪21和伴热管22加热功能，待温度升高到设定温度(160℃)后，开启抽气装置电源，采样开始。
首先，开启A路抽气泵41，1～5号网格采样点抽取5路气体分别经过过滤器、采样枪21和伴热管22后，进入对应编号的氨吸收器51，脱氨后的气体由氨吸收器51排气口排出，分别依次通过抽气装置的干燥器44、流量计43，经过截止阀42汇合后，由A路抽气泵41排空。整个采样时间持续30min，5路气体体积检测数据传输至PLC控制数显系统8。当A路采样系统2运行15min后，B路采样系统2开始采样。
A路采样系统2对应的氨吸收器51中的吸收液吸收气体中的氨后，转为待测样液，通过切换阀31控制样液输送，当第1个网格点样液输送至液路检测系统3的样液池32-1后，pH计32-2检测到样液pH值，数据反馈至PLC控制数显系统8，然后向pH调节系统33发出指令，pH调节系统33向样液池32-1中输送碱液，直至样液pH值升高到11以上，此时氨气敏电极32-3检测到样液中氨浓度值，将数据传输至PLC控制数显系统8，然后转化计算，得到第1个网格点抽取气体中氨浓度。
检测完成后，将样液池32-1中废液通过液体输送管路系统输送至废液装置6，然后开启冲洗装置7，同时冲洗第一个网格点对应的氨吸收器51和液路检测系统3，冲洗完成后，氨吸收器51和液路检测系统3中的废液进入通过液体输送管路系统输送至废液装置6，启动吸收液供应装置52，向清洁后的氨吸收器51中补充新鲜吸收液(补充体积一般为50～200mL)。整个过程持续时间不超过3min，然后通过切换阀31控制样液输送，依次开始第2个、第3个、第4个、第5个网格点样液分析，直至5份样品检测完成，整个过程持续时间不超过15min。
当A路采样系统25个样品分析完成后，B路采样系统25个网格采样点采样正好结束，通过控制切换阀31开始对B路采样系统2的5个样液进行分析。
当A路采样系统2第1个网格点样液检测完成、开始第2个网格点样液检测工作时，此时通过控制截止阀42开始A路采样系统2第二轮的第1个网格点采样，采样时间设定为15min，如此，当A路采样系统2第一轮5个样品分析完成时，A路采样系统2第二轮的第1个网格点采样工作已完成，第2～4个网格点采样工作已开始。当A路采样系统2第二轮采样完成，开始第一个网格点样液分析时，B路采样系统2开始第二轮采样。后续采样、分析工作基于此流程进行，实现各网格点实时、循环采样。
本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对实用新型的限制。
虽然本实用新型已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟知此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。
Claims (8)
1.一种氨逃逸网格采样设备，其特征在于，包括：
网格布置的采样系统，用于采集需要检测的气体，
氨吸收系统，和所述采样系统连通，所述氨吸收系统盛有用于脱去气体中的氨的吸收液，吸收液吸收气体中的氨后转为待测样液；
气路检测系统，包括用于检测脱氨后的气体的流量的流量计；及
液路检测系统，包括用于检测所述待测样液中的氨浓度值的氨分析装置；
其中，所述气路检测系统和所述液路检测系统均和所述氨吸收系统连通。
2.如权利要求1所述的氨逃逸网格采样设备，其特征在于，所述氨吸收系统包括氨吸收器和吸收液供应装置，所述氨吸收器盛有用于脱去气体中的氨的吸收液并且所述氨吸收器和所述采样系统连通，所述吸收液供应装置和所述氨吸收器连通用于为所述氨吸收器补充吸收液。
3.如权利要求2所述的氨逃逸网格采样设备，其特征在于，所述采样系统、所述气路检测系统及所述氨吸收器均有多个，所述气路检测系统和所述氨吸收器的个数根据采样系统的个数确定，所有氨吸收器和所述氨分析装置之间设有切换阀用于控制其中的任意一个或多个氨吸收器和所述氨分析装置连通。
4.如权利要求1至3中任一所述的氨逃逸网格采样设备，其特征在于，所述气路检测系统还包括干燥器和抽气装置，所述干燥器分别和所述氨吸收系统、所述流量计连通，所述抽气装置用于为气路检测系统提供气体流通的动力。
5.如权利要求1至3中任一所述的氨逃逸网格采样设备，其特征在于，所述氨分析装置包括样液池、pH调节系统、及氨气敏电极，所述样液池和所述氨吸收系统连通，所述氨气敏电极设于所述样液池内用于检测待测样液的氨浓度值，供液系统包括pH计和供液装置，所述供液装置和所述样液池连通用于调节所述待测样液的pH值，所述pH计设于所述样液池内用于检测待测样液的pH值。
6.如权利要求1至3中任一所述的氨逃逸网格采样设备，其特征在于，所述氨逃逸网格采样设备还包括控制系统，所述控制系统分别和所述气路检测系统、所述液路检测系统电性连接用于利用气体的流量、待测样液中的氨浓度值计算检测的气体的氨浓度。
7.如权利要求1至3中任一所述的氨逃逸网格采样设备，其特征在于，所述采样系统包括采样枪和伴热管，伴热管分别和所述采样枪、所述氨吸收系统连通用于加热需要检测的气体。
8.如权利要求1所述的氨逃逸网格采样设备，其特征在于，所述氨逃逸网格采样设备还包括冲洗装置和废液装置，所述冲洗装置和废液装置分别和氨分析装置连通。
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