CN217112072U - 一种连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统，包括气体收集组件和采样泵，所述气体收集组件的输出端通过管道连通有电子冷凝器，所述电子冷凝器的输出端通过管道连通有气体质量流量计，所述气体质量流量计的输出端连通有排气主管，所述排气主管的表面连通有采样管，本实用新型涉及废气监测技术领域。该连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统，通过在采样管、三通电磁阀、排气支管和气体检测传感器的配合设置下，对排气总管中的部分气体进行采样，然后通过气体检测传感器直接对排气支管中的混合气体进行气体浓度、检测温度和压力进行在线连续检测，使用方便的同时，达到便携式测量的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及废气监测技术领域，具体为一种连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统。
背景技术
废弃物处理行业(包括固废和污/废水处理)一般作业面积宽阔、处理流程长，不同区域、工艺段之间或同一区域不同时间段温室气体排放量差异很大，要全面掌握排放情况，必须在现场选择多个有代表性的点位进行不间断监测，现有仪器中没有可用于同时在线监测废弃物处理过程中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体排放量的仪器。
气相色谱、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)虽然可以准确测量二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体浓度，但设备昂贵、预处理要求高、载气等耗材更换频繁，只能间歇采样，离线检测，无法进行连续在线监测，得到的数据不能真实、全面反应废弃物处理行业温室气体排放规律。
非分散红外吸收法(NDIR)仪器在废弃物处理行业高浓度CO2和低浓度CH4、N2O同时存在的情况下，由于CO2和H2O带来的交叉干扰，不能准确测量CH4、N2O浓度。
基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)、光声光谱(PAS)和光腔衰荡光谱(CRDS)的气体分析仪一般选择中红外波段检测低浓度N2O，其激光光源、吸收池和探测器等核心部件都需要进口，价格高，不适于在废弃物处理行业大量布置。
并且，上述分析仪器都不带有气体流量计量功能。在温室气体排放连续监测中，除气体浓度外，气体流量也是一个需要实时监测的重要参数，由气体浓度(kg/m3)和气体流量(m3/h)可以计算出该种气体单位时间的排放量(kg/h)。
基于对上述资料的检索，特提出一种连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统，实现同时对废弃物处理过程中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮三种温室气体排放量进行在线监测的目的。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统，解决了现有仪器中没有可用于同时在线监测废弃物处理过程中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体排放量的仪器，并且多为离线检测的问题。
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统，包括气体收集组件和采样泵，所述气体收集组件的输出端通过管道连通有电子冷凝器，所述电子冷凝器的输出端通过管道连通有气体质量流量计，所述气体质量流量计的输出端连通有排气主管，所述排气主管的表面连通有采样管，所述采样管的输出端连通有三通电磁阀，所述三通电磁阀的输出端与采样泵的输入端连通，所述采样泵的输出端连通有排气支管，且排气支管的表面远离采样泵的一侧固定并连通有至少一个气体检测传感器，该气体检测传感器用于记录气体浓度ρ、检测温度T和压力P。
优选的，所述气体检测传感器包括二氧化碳检测传感器、甲烷检测传感器和一氧化二氮检测传感器，且二氧化碳检测传感器、甲烷检测传感器和一氧化二氮检测传感器依次连通并固定安装在排气支管的表面远离采样泵的一侧。
优选的，所述三通电磁阀的一个输入端连通有导气管。
优选的，所述气体收集组件包括集气罩。
有益效果
本实用新型提供了一种连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统。与现有的技术相比具备以下有益效果：
(1)该连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统，通过在采样管、三通电磁阀、排气支管和气体检测传感器的配合设置下，对排气总管中的部分气体进行采样，然后通过气体检测传感器直接对排气支管中的混合气体进行气体浓度、检测温度和压力进行在线连续检测，使用方便的同时，达到便携式测量的目的。
(2)该连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统，通过在三通电磁阀和导气管的配合设置，关闭三通电磁阀上采样管的进气口后，即可直接对外界校准状态下的空气进行检测，从而为作为校准参比气体进入到气体检测传感器中，为气体检测传感器的校准提供便利条件。
附图说明
图1为本实用新型的系统工作示意图。
图中：1、气体收集组件；2、采样泵；3、电子冷凝器；4、气体质量流量计；5、排气主管；6、采样管；7、三通电磁阀；8、排气支管；9、气体检测传感器；10、二氧化碳检测传感器；11、甲烷检测传感器；12、一氧化二氮检测传感器；13、导气管。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统，包括气体收集组件1和采样泵2，气体收集组件1的输出端通过管道连通有电子冷凝器3，电子冷凝器3的输出端通过管道连通有气体质量流量计4，气体质量流量计4的输出端连通有排气主管5，排气主管5的表面连通有采样管6，采样管6的输出端连通有三通电磁阀7，三通电磁阀7的输出端与采样泵2的输入端连通，采样泵2的输出端连通有排气支管8，且排气支管8的表面远离采样泵2的一侧固定并连通有至少一个气体检测传感器9，该气体检测传感器9用于记录气体浓度ρ、检测温度T和压力P。
进一步的，气体收集组件1包括但不限于集气罩。
进一步的，为了便于对气体检测传感器9进行校准，三通电磁阀7的一个输入端连通有导气管13。
进一步的，气体检测传感器9包括二氧化碳检测传感器10、甲烷检测传感器11和一氧化二氮检测传感器12，且二氧化碳检测传感器10、甲烷检测传感器11和一氧化二氮检测传感器12依次连通并固定安装在排气支管8的表面远离采样泵2的一侧。
作为详细说明，二氧化碳检测传感器10中CO2的测量采用基于“非分散红外吸收法(NDIR)和气体滤波相关技术(GFC)相结合”技术或基于以近红外可调谐半导体激光器为光源的可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的检测传感模块。
作为详细说明，甲烷检测传感器11中的CH4测量采用基于“非分散红外吸收法(NDIR)和气体滤波相关技术(GFC)相结合”技术或基于以近红外可调谐半导体激光器为光源的可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的检测传感模块。
作为详细说明，一氧化二氮检测传感器12中的N2O测量采用基于“非分散红外吸收法(NDIR)和气体滤波相关技术(GFC)相结合”技术或基于以中红外量子级联激光器(QCL)结合波长调制技术(WMS)的检测传感模块。
需要说明的是，在某些废弃物处理过程的监测中，可以使用基于以近红外可调谐半导体激光器为光源的可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的检测模块同时测量CO2和CH4两种气体，在保证测量精度和量程满足要求的前提下，进一步降低成本、缩小仪器体积，以便实现便携式测量等应用目的。
需要说明的是，在某些废弃物处理过程的监测中，可以使用一个基于“非分散红外吸收法(NDIR)和气体滤波相关技术(GFC)相结合”技术的检测模块同时测量CO2、CH4和N2O三种气体，在保证测量精度和量程满足要求的前提下，进一步降低成本、缩小仪器体积，以便实现便携式测量等应用目的。
需要说明的是，在某些废弃物处理过程的监测中，可以将电子冷凝器等预处理装置前移至集气罩等气体收集组件上，从而进一步缩小仪器体积、降低仪器电耗，以便实现便携式测量等应用目的。
需要说明的是，通过配合不同功能的气体收集组件，可以实现从固废/污水处理厂所有等工艺段直到厂外受纳水体的原位连续监测，既可用于敞开式构筑物，也适用于密闭式具有气体集中收集处理系统的场景。
需要说明的是，仪器配备的传感器模块在出厂前已完成所需校正和各种检测，到现在后可以通过标准模拟量/数字量输出接口与仪器数据输入迅速对接安装后可立即投入使用，所有模块均为拼装式，现场更换快速方便，无需专业人员。
利用采样气路的一个三通电磁阀的周期性切换，可以方便地对三种温室气体传感器进行在线空气校准。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
工作时，待测气体由气体收集组件1收集，通过配套管路先进入电子冷凝器3进行冷干除水处理，然后所有气体通过气体质量流量计4计量并记录气体流量Q，经过气体质量流量计3的大部分气体经排气主管5排空，小部分气体通过采样管6上的三通电磁阀7被仪器内置采样泵2抽出，并通过排气支管8依次送入1-3个气体检测传感器9中进行检测，仪器分别记录温室气体浓度ρ、检测温度T和压力P，由公式：温室气体排放量F(kg/h)＝气体浓度ρ(kg/m3)×气体流量Q(m3/h)计算出每一种气体排放量，通过气体检测传感器9后的气体由排气支管8引出仪器排放。
在监测状态下，采样管6对应的三通电磁阀7接口和采样泵2实现连通，气体由采样管6被采样泵2送入到排气支管8中，供气体检测传感器9进行检测，在空气校准状态下，导气管13对应的三通电磁阀7接口和采样泵2实现连通，空气被经过导气管13被采样泵2送入到排气支管8中，作为校准参比气体供气体检测传感器9进行检测校准。
综上所述，选取不同原理的气体传感器组合进行检测，在保证精度和量程满足要求的条件下，最大限度降低了监测成本。将预处理、气体流量和浓度测量整合到一台仪器内，实现了一台仪器同时连续测量三种温室气体排放量的功能，大大缩小了仪器体积，适于现场监测。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统，包括气体收集组件(1)和采样泵(2)，其特征在于：所述气体收集组件(1)的输出端通过管道连通有电子冷凝器(3)，所述电子冷凝器(3)的输出端通过管道连通有气体质量流量计(4)，所述气体质量流量计(4)的输出端连通有排气主管(5)，所述排气主管(5)的表面连通有采样管(6)，所述采样管(6)的输出端连通有三通电磁阀(7)，所述三通电磁阀(7)的输出端与采样泵(2)的输入端连通，所述采样泵(2)的输出端连通有排气支管(8)，且排气支管(8)的表面远离采样泵(2)的一侧固定并连通有至少一个气体检测传感器(9)，该气体检测传感器(9)用于记录气体浓度ρ、检测温度T和压力P。
2.根据权利要求1所述的一种连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统，其特征在于：所述气体检测传感器(9)包括二氧化碳检测传感器(10)、甲烷检测传感器(11)和一氧化二氮检测传感器(12)，且二氧化碳检测传感器(10)、甲烷检测传感器(11)和一氧化二氮检测传感器(12)依次连通并固定安装在排气支管(8)的表面远离采样泵(2)的一侧。
3.根据权利要求1所述的一种连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统，其特征在于：所述三通电磁阀(7)的一个输入端连通有导气管(13)。
4.根据权利要求1所述的一种连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的系统，其特征在于：所述气体收集组件(1)包括集气罩。
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