CN217211737U - 稀释法烟气取样装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种稀释法烟气取样装置，包括烟气处理筒、取样管、过滤器、音速小孔、射流泵和反冲管；烟气处理筒的外部一侧连通有取样管，烟气处理筒的外部另一侧安装有射流泵，过滤器和音速小孔设置在烟气处理筒内，取样管的一端伸入烟气处理筒内并与过滤器的进气端连接，过滤器的出气端连接有对过滤后烟气进行恒流处理的音速小孔，音速小孔的输出端连接有能够对烟气进行稀释取样的射流泵；反冲管的一端处于烟气处理筒的内部并作为所通入的反冲洗气体的出气端连通至过滤器的内部，反冲管的另一端延伸至烟气处理筒的底端外部并作为进气端接入有反冲洗气体。本申请使得烟气取样装置长时间使用后不容易发生堵塞，延长了使用寿命。

Description

稀释法烟气取样装置

技术领域

本申请涉及烟气检测技术领域，尤其涉及一种稀释法烟气取样装置。

背景技术

CEMS是英文Continuous Emission Monitoring System的缩写，是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置，被称为“烟气自动监控系统”，亦称“烟气排放连续监测系统”或“烟气在线监测系统”。烟气的取样方法常用到稀释法，其原理为：利用纯净的零气与烟气按一定比例进行混合，使混合后的样气的露点温度降至环境温度以下，待分析的样气可以在不需加热的情况下传输至气体分析仪进行分析。

烟气的成分复杂，其中含有水蒸汽、碳氢化合物以及氮氧化合物、燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等，稀释法烟气取样装置长时间使用后容易发生堵塞，使用寿命降低。

实用新型内容

本申请提供一种稀释法烟气取样装置，用以解决现有的稀释法烟气取样装置在长时间使用后容易发生堵塞，使用寿命降低的问题。

本申请提供一种稀释法烟气取样装置，包括烟气处理筒、取样管、过滤器、音速小孔、射流泵和反冲管；

烟气处理筒的外部一侧连通有取样管，烟气处理筒的外部另一侧安装有射流泵，过滤器和音速小孔设置在烟气处理筒内，取样管的一端伸入烟气处理筒内并与过滤器的进气端连接，过滤器的出气端连接有对过滤后烟气进行恒流处理的音速小孔，音速小孔的输出端连接有能够对烟气进行稀释取样的射流泵；

反冲管的一端处于烟气处理筒的内部并作为所通入的反冲洗气体的出气端连通至过滤器的内部，反冲管的另一端延伸至烟气处理筒的底端外部并作为进气端接入有反冲洗气体。

在本申请的一实施例中，射流泵设置有高压气进入口、低压气进入口和排出口，射流泵通过高压气进入口连接有用于通入高压纯净气体的稀释气管，射流泵通过低压气进入口连接有取样气管并通过取样气管与音速小孔的输出端相连接，排出口连接有对处理得到的样气进行输送的样气管。

在本申请的一实施例中，过滤器包括不锈钢外壳以及沿水平方向并列设置在不锈钢外壳内的第一过滤网和第二过滤网，反冲管的出气端设置在第一过滤网和第二过滤网之间。

在本申请的一实施例中，取样管内沿烟气流动方向设置有隔板，隔板的一端处于取样管的外管口位置处并且隔板的整体长度小于取样管的长度；

取样管通过隔板将内部分隔成处于隔板下方的烟气进入段、处于隔板上方烟气排出段以及处于隔板后方的烟气折返段，烟气进入段、烟气折返段和烟气排出段之间依次连通，取样管通过烟气折返段与过滤器相连接。

在本申请的一实施例中，烟气进入段和烟气排出段远离烟气折返段的一端均为倾斜式开口。

在本申请的一实施例中，烟气进入段内设置初级过滤层。

在本申请的一实施例中，烟气处理筒内壁设置一圈保温层，烟气处理筒侧壁上开设有测温孔。

在本申请的一实施例中，取样气管上靠近低压气进入口处设置有真空表。

在本申请的一实施例中，初级过滤层为能够对烟气中杂质进行初步过滤的过滤钢网。

本申请提供的稀释法烟气取样装置，通过设置在水平方向依次相连的取样管、过滤器、音速小孔和射流泵，取样管用于抽取烟囱内的烟气，过滤器用于对抽取后的烟气进行过滤处理，音速小孔用于对过滤后的烟气进行恒流处理，射流泵用于引射干净、恒流的烟气并与稀释气混合成为样气，完成烟气的取样；本申请通过在音速小孔之前的过滤器上设置有反冲管，烟气取样装置在使用一定时间后，可以通过向反冲管内充入干净空气对过滤器和取样管进行反冲洗，使得过滤器和取样管上附着的颗粒状杂质脱落，烟气取样装置长时间使用后不容易发生堵塞，延长了使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的稀释法烟气取样装置的剖面示意图；

图2为本申请一实施例提供的稀释法烟气取样装置安装时的剖面示意图；

图3为本申请一实施例提供的稀释法烟气取样装置取样时气体流向示意图；

图4为本申请一实施例提供的稀释法烟气取样装置反冲时气体流向示意图；

图5为本申请一实施例提供的稀释法烟气取样装置校准时气体流向示意图。

附图标记说明：

1、取样管；11、隔板；12、烟气进入段；121、初级过滤层；13、烟气折返段；14、烟气排出段；

2、过滤器；21、不锈钢外壳；22、第一过滤网；23、第二过滤网；

3、音速小孔；

4、射流泵；41、高压气进入口；42、低压气进入口；43、排出口；44、喷嘴；45、喉管；46、扩散管；

5、反冲管；

6、稀释气管；

7、取样气管；

8、样气管；

9、烟气处理筒；91、保温层；92、测温孔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本申请保护的范围。

首先对本申请所涉及的名词进行解释：

零气：经过去水、油、灰尘以及过滤SO2、NOx后，达到一定露点等要求的空气，也叫做零空气。

稀释气：用于稀释烟气的零气。

样气：在真空发生器内，稀释气和烟气混合后的气体。

标气：用于校准CEMS系统的气体。

本申请一实施例提供一种稀释法烟气取样装置，如图1至图5所示，包括烟气处理筒9、取样管1、过滤器2、音速小孔3、射流泵4和反冲管5。

烟气处理筒9的外部一侧连通有取样管1，烟气处理筒9的外部另一侧安装有射流泵4，过滤器2和音速小孔3设置在烟气处理筒9内。取样管1的一端伸入烟气处理筒9内并与过滤器2的进气端连接，取样管1的另一端伸入烟囱内部并用于抽取烟囱内的烟气。过滤器2的出气端连接有对过滤后烟气进行恒流处理的音速小孔3，音速小孔3的输出端连接有能够对烟气进行稀释取样的射流泵4。

过滤器2用于将大颗粒杂质截留住，防止其进入后面的音速小孔3，以防音速小孔3堵塞。

音速小孔3的长度远远大于孔的直径，当音速小孔3两端的压力差大于0.46倍以上时，气体流经小孔的流速达到极限速度，流速及流量恒定，不会再随着压差升高而继续上升，设置音速小孔3可以使取样到的烟气保持恒定的流速和流量进入射流泵4，使得射流泵4内的稀释更加稳定。

烟气处理筒9用于保护过滤器2和音速小孔3免收外物磕碰，以及便于组装。

射流泵4用于将经过烟气处理筒9处理后的干净、恒流的烟气和稀释气混合成样气。

反冲管5的一端处于烟气处理筒9的内部并作为所通入的反冲洗气体的出气端连通至过滤器2的内部，反冲管5的另一端延伸至烟气处理筒9的底端外部并作为进气端接入有反冲洗气体，反冲洗气体为干净的空气。向反冲管5内通入标气时，反冲管5还可以用于校准烟气和稀释气的稀释比。另外，反冲管5上需设置有阀门(图中未画出)，使用本申请进行取样时反冲管5上的阀门保持关闭。

具体的，使用本申请提供的稀释法烟气取样装置进行取样时，如图2和图3所示，首先将取样管1伸入烟囱测试口内，烟气处理筒9及射流泵4置于烟囱外，烟气依次经过取样管1、过滤器2和音速小孔3后成为干净、恒定流量流速的烟气，然后被引射进射流泵4内，与稀释气混合成为样气，然后样气从射流泵4排出进入气体分析仪(图中未画出)。使用本申请提供的稀释法烟气取样装置进行反冲时，如图4所示，向反冲管5内充入干净空气，干净空气依次冲洗过滤器2和取样管1。使用本申请提供的稀释法烟气取样装置进行校准时，如图5所示，向反冲管5内充入标气，标气是干净的与烟气浓度相当或者浓度略大于烟气浓度的气体。标气从反冲管5进入过滤器2中，经过音速小孔3后被引射进射流泵4内，与稀释气混合后从射流泵4排出并进入气体分析仪，将测定的浓度值作为标准参考值，通过标准气体对系统进行标定，可以减小测量误差，提高测量的准确性。

实际生产中，如图1所示，取样管1与烟气处理筒9之间比如可以是通过螺纹连接，烟气处理筒9与射流泵4之间比如可以是通过法兰与螺栓连接，过滤器2与烟气处理筒9、音速小孔3与烟气处理筒9之间比如可以是通过卡合连接等可拆卸的连接方式，以使得各部件方便维修更换。安装本申请提供的稀释法烟气取样装置时，首先将过滤器2和音速小孔3安装在烟气处理筒9内，然后在烟气处理筒9的一端安装取样管1，再在烟气处理筒9的另一端安装射流泵4，以完成组装。

本申请提供的稀释法烟气取样装置，通过设置在水平方向依次相连的取样管、过滤器、音速小孔和射流泵，取样管用于抽取烟囱内的烟气，过滤器用于对抽取后的烟气进行过滤处理，音速小孔用于对过滤后的烟气进行恒流处理，射流泵用于引射干净、恒流的烟气并与稀释气混合成为样气，完成烟气的取样；本申请通过在音速小孔之前的过滤器上设置有反冲管，烟气取样装置在使用一定时间后，可以通过向反冲管内充入干净空气对过滤器和取样管进行反冲洗，使得过滤器和取样管上附着的颗粒状杂质脱落，烟气取样装置长时间使用后不容易发生堵塞，延长了使用寿命。

在一些实施例中，如图2和图3所示，射流泵4设置有高压气进入口41、低压气进入口42和排出口43。

高压气进入口41连接有稀释气管6，稀释气管6内通入有高压纯净气体，高压纯净气体为零气发生器产生的零空气。低压气进入口42通过取样气管7与音速小孔3的输出端相连接，音速小孔3输出过滤后的流速流量恒定的烟气。

射流泵4内部依次设置有喷嘴44、喉管45、扩散管46，射流泵4工作时，高压的稀释气从喷嘴44进入，在把喷嘴44附近的空气带走，使喷嘴44附近形成真空，在压力差的作用下，取样气管7内的烟气被吸入射流泵4，并随同稀释气一同进入喉管45内，在喉管45内两股蒸汽发生动量交换，稀释气将一部分能量传递给烟气，到达喉管45末端时两股蒸汽速度渐趋一致，混合过程基本完成，形成样气。然后样气进入扩散管46，在扩散管46内流速逐渐降低、压力上升，最后从排出口43排出。射流泵4内烟气与稀释气的稀释比可选在1:16到1:175之间。

排出口43连接有对处理得到的样气进行输送的样气管8，样气管8的另一端连接有气体分析仪，以测定烟气浓度等参数，具体的，烟气在射流泵4中与高压纯净气体混合稀释，降低了烟气的浓度，测定稀释后样气的浓度，再结合通入高压纯净气体的量，可以计算得出烟气的实际浓度值。

在一些实施例中，如图2至图5所示，过滤器2包括不锈钢外壳21以及沿水平方向并列设置在不锈钢外壳21内的第一过滤网22和第二过滤网23，第一过滤网22比如可以是泡沫陶瓷过滤网，其具有多孔的三维立体结构，有耐高温、抗腐蚀的特性，能够通过阻挡、捕捉、吸附的方式有效去除烟气中的氧化夹杂和其他非金属夹杂。反冲管5的出气端设置在第一过滤网22和第二过滤网23之间，第二过滤网23用于在取样时进一步过滤烟气，还用于在校准时过滤标气，以保护音速小孔3。

在一些实施例中，如图2和图3所示，取样管1内沿烟气流动方向设置有隔板11，隔板11的一端处于取样管1的外管口位置处并且隔板11的整体长度小于取样管1的长度。

取样管1通过隔板11将内部分隔成处于隔板11下方的烟气进入段12、处于隔板11上方烟气排出段14以及处于隔板11后方的烟气折返段13，烟气进入段12、烟气折返段13和烟气排出段14之间依次连通，取样管1通过烟气折返段13与过滤器2相连接。烟囱烟道内的烟气在烟气的动压作用下从烟气进入段12进入取样管1后流入烟气折返段13，其中部分烟气进入到过滤器2，部分烟气流向烟气排出段14最终回流至烟道，这样使进入过滤器2的烟气的流速与烟道内的烟气的流速相同，可提高检测结果的准确性。

在一些实施例中，如图2所示，烟气进入段12和烟气排出段14远离烟气折返段13的一端均为倾斜式开口，取样管1垂直插入烟囱侧壁，烟气在烟囱内的流向与在取样管1内的流向相垂直，设置倾斜的烟气进入端口和烟气排出端口可以为烟气提供导向，以利于烟气灌入和排出取样管1。

在一些实施例中，如图2所示，烟气进入段12内设置初级过滤层121。初级过滤层121用于过滤烟气中直径大于5微米的大颗粒杂质，初级过滤层121能够保护过滤器2，延长过滤器2的使用寿命。在一些实施例中，初级过滤层121为能够对烟气中杂质进行初步过滤的过滤钢网。

在一些实施例中，如图2所示，烟气处理筒9内壁设置一圈保温层91，以防止烟气温度降低，降低在射流泵4内稀释气与烟气混合时因气体温度过低而生成硫酸等腐蚀性液滴的几率。烟气处理筒9侧壁上开设有测温孔92，用于供测温仪器伸入烟气处理筒9内测量内部烟气的温度。

在一些实施例中，如图2所示，取样气管7上靠近低压气进入口42处设置有真空表。真空表是用于测量某处真空度的测量仪表，真空度是指处于真空状态下的气体稀薄程度。真空表设置在靠近低压气进入口42处可以实时测定射流泵4的真空度。

最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种稀释法烟气取样装置，其特征在于，包括烟气处理筒(9)、取样管(1)、过滤器(2)、音速小孔(3)、射流泵(4)和反冲管(5)；

所述烟气处理筒(9)的外部一侧连通有所述取样管(1)，所述烟气处理筒(9)的外部另一侧安装有所述射流泵(4)，所述过滤器(2)和音速小孔(3)设置在所述烟气处理筒(9)内，所述取样管(1)的一端伸入所述烟气处理筒(9)内并与所述过滤器(2)的进气端连接，所述过滤器(2)的出气端连接有对过滤后烟气进行恒流处理的所述音速小孔(3)，所述音速小孔(3)的输出端连接有能够对烟气进行稀释取样的所述射流泵(4)；

所述反冲管(5)的一端处于所述烟气处理筒(9)的内部并作为所通入的反冲洗气体的出气端连通至所述过滤器(2)的内部，所述反冲管(5)的另一端延伸至所述烟气处理筒(9)的底端外部并作为进气端接入有反冲洗气体。

2.根据权利要求1所述的稀释法烟气取样装置，其特征在于，所述射流泵(4)设置有高压气进入口(41)、低压气进入口(42)和排出口(43)，所述射流泵(4)通过所述高压气进入口(41)连接有用于通入高压纯净气体的稀释气管(6)，所述射流泵(4)通过所述低压气进入口(42)连接有取样气管(7)并通过所述取样气管(7)与所述音速小孔(3)的输出端相连接，所述排出口(43)连接有对处理得到的样气进行输送的样气管(8)。

3.根据权利要求1或2所述的稀释法烟气取样装置，其特征在于，所述过滤器(2)包括不锈钢外壳(21)以及沿水平方向并列设置在所述不锈钢外壳(21)内的第一过滤网(22)和第二过滤网(23)，所述反冲管(5)的出气端设置在所述第一过滤网(22)和所述第二过滤网(23)之间。

4.根据权利要求3所述的稀释法烟气取样装置，其特征在于，所述取样管(1)内沿烟气流动方向设置有隔板(11)，所述隔板(11)的一端处于所述取样管(1)的外管口位置处并且所述隔板(11)的整体长度小于所述取样管(1)的长度；

所述取样管(1)通过所述隔板(11)将内部分隔成处于所述隔板(11)下方的烟气进入段(12)、处于所述隔板(11)上方烟气排出段(14)以及处于所述隔板(11)后方的烟气折返段(13)，所述烟气进入段(12)、烟气折返段(13)和烟气排出段(14)之间依次连通，所述取样管(1)通过所述烟气折返段(13)与所述过滤器(2)相连接。

5.根据权利要求4所述的稀释法烟气取样装置，其特征在于，所述烟气进入段(12)和所述烟气排出段(14)远离所述烟气折返段(13)的一端均为倾斜式开口。

6.根据权利要求4或5所述的稀释法烟气取样装置，其特征在于，所述烟气进入段(12)内设置初级过滤层(121)。

7.根据权利要求4或5所述的稀释法烟气取样装置，其特征在于，所述烟气处理筒(9)内壁设置一圈保温层(91)，所述烟气处理筒(9)侧壁上开设有测温孔(92)。

8.根据权利要求2所述的稀释法烟气取样装置，其特征在于，所述取样气管(7)上靠近所述低压气进入口(42)处设置有真空表。

9.根据权利要求6所述的稀释法烟气取样装置，其特征在于，所述初级过滤层(121)为能够对烟气中杂质进行初步过滤的过滤钢网。

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