CN220304922U - 用于脱硝反应器的取样装置 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种用于脱硝反应器的取样装置，涉及脱硝设备技术领域，包括：取样组件，包括取样探头，所述取样探头的取样端用于与所述脱硝反应器的烟气出口通道连接；水洗罐体，所述取样探头的输出端与所述水洗罐体的样气入口连接，所述水洗罐体内设置有无机材料；送样管道，所述送样管道的一端与所述水洗罐体的样气出口连接，所述送样管道的另一端用于与样气分析装置连接。本公开实施例通过设置了水洗罐体、且水洗罐体中设置有无机材料，去除的杂质在水洗罐体内部，可以避免造成管路堵塞及设备损坏，同时，样气中的杂质去除效果增加，可以提高样气分析装置测量的精确度。

Description

用于脱硝反应器的取样装置

技术领域

本公开涉及脱硝设备技术领域，具体地，涉及一种用于脱硝反应器的取样装置。

背景技术

目前，电厂通常会采用选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)工艺进行脱硝，并对脱硝后的气体采样，通过分析装置对样气的成分进行分析。SCR脱硝反应器的烟气气体成份含有高浓度二氧化硫、氮氧化物及低浓度的氨气，上述气体在适当的温度下，可以与水蒸气结合并形成较强腐蚀性的液体，当二氧化硫与氨气混合后易产生硫酸氢铵结晶，该结晶易溶于水，但当样气通过狭窄管路、阀芯、分析池等湿度出现变化的位置极易析出，造成管路及设备堵塞损坏，现有的取样装置对样气中杂质去除效果差。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种用于脱硝反应器的取样装置，以解决现有的取样装置对样气中杂质去除效果差的问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种用于脱硝反应器的取样装置，包括：

取样组件，包括取样探头，所述取样探头的取样端用于与所述脱硝反应器的烟气出口通道连接；

水洗罐体，所述取样探头的输出端与所述水洗罐体的样气入口连接，所述水洗罐体内设置有无机材料；

送样管道，所述送样管道的一端与所述水洗罐体的样气出口连接，所述送样管道的另一端用于与样气分析装置连接。

可选地，所述取样装置还包括：

恒温箱，所述水洗罐体设置在所述恒温箱内部，所述取样探头的输出端穿过所述恒温箱并与所述水洗罐体的样气入口连接，所述送样管道的另一端穿出所述恒温箱并与所述样气分析装置连接。

可选地，所述水洗罐体上还设置有排水口，所述取样装置还包括：

抽水泵，所述抽水泵的抽水段与所述水洗罐体的排水口连接，所述抽水泵的出水段设置在所述恒温箱的外部。

可选地，所述抽水段的端部位于所述水洗罐体的内部的预设水位处。

可选地，所述抽水泵为蠕动泵。

可选地，所述取样组件还包括：

取样管，所述取样管的一端用于与所述烟气出口通道连接，所述取样管的另一端用于连接外部设备，所述取样管的中部设置有取样腔体，所述取样探头设置在所述取样腔体内。

可选地，所述无机材料包括陶瓷或无机玻璃。

可选地，所述无机材料的体积与所述水洗罐体的容积的比值处于0.5-0.8之间。

可选地，所述送样管道与所述样气分析装置之间连接有冷凝器，所述冷凝器用于将所述送样管道中的水分冷凝排出。

可选地，所述恒温箱的温度处于30℃-60℃之间。

本公开实施例通过设置了水洗罐体、且水洗罐体中设置有无机材料，这样，取样探头采样得到的气体可以通过水洗罐体去除样气内可溶于水的杂质，并利用水洗罐体内的无机材料增加样气与水的接触时间，将样气杂质尽可能融入水中。如此，去除的杂质在水洗罐体内部，可以避免造成管路堵塞及设备损坏，同时，样气中的杂质去除效果增加，可以提高样气分析装置测量的精确度。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是SCR脱硝反应器的局部剖面示意图。

图2是SCR脱硝反应器的结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种用于脱硝反应器的取样装置的结构示意图。

附图标记：100、反应器本体；101、烟气入口；102、催化剂模块；103、烟气出口；104、烟气入口通道；105、喷氨装置；106、烟气出口通道；

200、取样组件；201、取样管；202、取样腔体；203、取样探头；

300、恒温箱；400、送样管道；500、样气分析装置；600、水洗罐体；700、抽水泵。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在SCR脱硝技术中，脱硝反应器是最核心的部分，是提供烟气中氮氧化物和氨气在催化剂表面生成氮气和水的场所。如图1-2所示，脱硝反应器包括烟气入口通道104、喷氨装置105、烟气入口101、反应器本体100、设置在反应器本体100内的多层催化剂模块102、烟气出口103以及烟气出口通道106。在实际运行时，可以通过样气分析装置500监测经过脱硝反应器的烟气中氮氧化物的含量，以控制喷氨量，进而确保烟气出口中氮氧化物的含量不高于规定的限值，而且还要尽可能的降低氨的用量，防止过大的喷氨量加大氨逃逸。因此，对于脱硝反应器的出口烟气中氮氧化物的检测尤为重要。

图3是根据一示例性实施例示出的一种用于脱硝反应器的取样装置的结构示意图，参见图1-3，取样装置包括：

取样组件200，包括取样探头203，所述取样探头203的取样端用于与所述脱硝反应器的烟气出口通道106连接；

水洗罐体600，所述取样探头203的输出端与所述水洗罐体600的样气入口连接，所述水洗罐体600内设置有无机材料；

送样管道400，所述送样管道400的一端与所述水洗罐体600的样气出口连接，所述送样管道400的另一端用于与样气分析装置500连接。

示例地，在锅炉的烟气输出至脱硝反应器时，烟气在烟气入口通道104内与喷氨装置105所喷射出的氨气反应后，并进入脱硝反应器内部与多层催化剂模块102依次反应，然后通过烟气出口通道106排出脱硝反应器外部。在这个过程中，为了检测脱硝反应器排出的烟气中氮氧化物的含量，可以通过取样组件200中的取样探头203对烟气出口通道106中所排出的烟气进行取样，取样的气体可以被称为样气。样气通过水洗罐体600后，可溶于水的杂质留在水洗罐体600中，而且水洗罐体600内的无机材料不会与水以及样气中的杂质反应，这样无机材料的阻挡可以增加样气与水的接触时间。去除杂质后的样气通过送样管道400输出至样气分析装置500，以使样气分析装置500对样气进行分析。

可以理解的是，在附图中没有示出用于将样气输送至样气分析装置500的设备，该设备可以与样气分析装置500连接，也可以设置在送样管道400上，例如可以是泵体、风扇等等。

在本公开实施例中，通过设置了水洗罐体600、且水洗罐体600中设置有无机材料，这样，取样探头203采样得到的气体可以通过水洗罐体600去除样气内可溶于水的杂质，并利用水洗罐体600内的无机材料增加样气与水的接触时间，将样气杂质尽可能融入水中。如此，去除的杂质在水洗罐体600内部，可以避免造成管路堵塞及设备损坏，同时，样气中的杂质去除效果增加，可以提高样气分析装置500测量的精确度。

作为一种可选的实施例，所述取样装置还包括：

恒温箱300，所述水洗罐体600设置在所述恒温箱300内部，所述取样探头203的输出端穿过所述恒温箱300并与所述水洗罐体600的样气入口连接，所述送样管道400的另一端穿出所述恒温箱300并与所述样气分析装置500连接。

示例地，由于烟气出口通道106的温度较高，大约有三百摄氏度，若取样探头203直接暴露在外界环境中，可能因外界温度过低而结冰，设置恒温箱300可以避免外界温度过低而结冰的情况。同时还可以利用恒温箱300和烟道内部的温度差使样气内的水分快速凝结，这样，在恒温箱300的环境内，凝结后的水分会进入水洗罐体600内。样气通过水洗罐体600的样气入口进入水洗罐体600内，并与水洗罐体600内部的水接触、且杂质溶于水后，通过水洗罐体600的样气出口与送样管道400输出至样气分析装置500，以使样气分析装置500对样气进行分析。

在本公开实施例中，通过设置恒温箱300，可以避免通过取样探头203取样得到的、带有水分的样气因外界温度过低而结冰的情况，而且，水分凝结后可以对取样管201、取样探头203等进行冲刷，减少杂质在管线中的堆积。

作为一种可选的实施例，所述水洗罐体600上还设置有排水口，所述取样装置还包括：

抽水泵700，所述抽水泵700的抽水段与所述水洗罐体600的排水口连接，所述抽水泵700的出水段设置在所述恒温箱300的外部。

示例地，水洗罐体600的容积一定，样气中带有水分和杂质，经过水洗罐体600后冷凝的水和杂质与水反应生成的结晶使水洗罐体600内的水位上升，当水洗罐体600内的水位高度到达样气入口或样气出口时，若没有设置排水口，水会从样气入口或样气出口进入管道。设置有抽水泵700时，可以将水洗罐体600的排水口可以设置在水洗罐体600的任意位置，这种情况下，为了满足实际排水需求，例如水洗罐体600内的水位不高于预设水位，可以将抽水泵700的抽水段的端部安装在预设水位处，这里的预设水位可以是任意位置。没有设置抽水泵700时，可以将水洗罐体600的排水口设置在水洗罐体600的上端的预设水位处，当水洗罐体600内的水位高度到达预设水位处即可以从排水口排出。

可以理解，抽水泵700的泵体可以位于恒温箱300内部，也可以位于恒温箱300外部，抽水泵700的抽水段用于将水洗罐体600内的水抽出，并通过抽水泵700的出水段将抽出的水排出水洗罐体600外。

在本公开实施例中，通过设置排水口和抽水泵700将水洗罐体600内多余的水分排出，可以避免水洗罐体600内水位升高时，水会从样气入口或样气出口进入管道。

可以理解的是，在未设置排水口的情况下，可以通过将水洗罐体600内的初始水位设置较低、且水洗罐体600内的水定时排放的方式，避免水洗罐体600内水位升高时水从样气入口或样气出口进入管道，但这种方式不便于自动化，浪费人力成本。

作为一种可选的实施例，所述抽水段的端部位于所述水洗罐体600的内部的预设水位处。

示例地，由于水洗罐体600的排水口的位置一般是固定不能更改的，因此这里可以通过将抽水段的端部设置在水洗罐体600的内部的预设水位处，这样可以无需考虑排水口的位置即能满足用户对不超过预设水位的实际需求。

作为一种可选的实施例，所述抽水泵700为蠕动泵。

示例地，蠕动泵由三部分组成：驱动器，泵头和软管。其中，软管可以分为抽水段和排水段，驱动器提供动力，使得水洗罐体600内的水从抽水段抽出，经过泵头后由排水段排出水洗罐体600外，流体被隔离在软管中，不与驱动器接触。蠕动泵具有可快速更换泵管、流体可逆行、可以干运转、维修费用低等优点，在水位未达到预设水位之前、或者脱硝反应器开始运行之后，即可以开启蠕动泵，使得取样装置进入持续工作状态。

作为一种可选的实施例，所述取样组件200还包括：

取样管201，所述取样管201的一端用于与所述烟气出口通道106连接，所述取样管201的另一端用于连接外部设备，所述取样管201的中部设置有取样腔体202，所述取样探头203设置在所述取样腔体202内。

示例地，取样探头203还需要通过取样管201与烟气出口通道106连接，这里，取样管201可以包括取样母管和取样支管。例如，多个取样支管的端部分布在烟气出口通道106的不同位置处，可以采集烟气出口通道106不同位置处的烟气，保证采集烟气的合理性，多个取样支管远离烟气出口通道106的端部与取样母管的一端连接，取样母管的另一端用于连接外部设备，取样母管的中部设置有取样腔体202，所述取样探头203设置在所述取样腔体202内，对取样腔体202内的气体进行采样。这里的取样管201的另一端用于连接外部设备，还可以通过中部安装阀门，并与空气连通。进一步的，取样探头203的取样端可以与取样母管的轴线倾斜预设角度，例如35度至45度之间。

示例地，在设置恒温箱300时，可以将取样探头203暴露在所述取样腔体202外的部分均位于所述恒温箱300内部，还可以将取样管201中包含取样腔体202的一段以及所述取样探头203的整体均设置在恒温箱300内部。

作为一种可选的实施例，所述无机材料包括陶瓷或无机玻璃。

示例地，其中，陶瓷材料是指用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。陶瓷材料在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力，一般具有高的熔点（大多在2000℃以上），且在高温下具有极好的化学稳定性。无机玻璃是由熔融物经过冷硬化而获得的非晶态固体，不含任何有机物质，这使无机玻璃具有生物惰性，也就是不容易发生化学反应或生物附着。因此无机材料为陶瓷或无机玻璃，可以避免与样气中的杂质以及水蒸气发生反应，同时还会因无机材料在水中的阻挡，使得样气与水洗罐体600中的水接触时间增加。另外，为了使样气与水的接触时间进一步增加，可以将无机材料的形状设置为球体或者不规则形状。

作为一种可选的实施例，所述无机材料的体积与所述水洗罐体600的容积的比值处于0.5-0.8之间。

示例地，水洗罐体600的容积一定，需要平衡水量和无机材料的使用量的关系。为了保证样气与水有足够的接触时间，可以在水洗罐体600中多增加水，以及多增加无机材料。由于无机材料还不确定其密度信息，这里无机材料的体积与所述水洗罐体600的容积的比值处于0.5-0.8之间，还可以通过在水洗罐体600中单独加入无机材料（不包含水）后，无机材料堆积的高度与水洗罐体600内部的总体高度的比值处于0.5-0.8之间来确定无机材料的使用量。具体的，这里的比值可以设置为0.8。

作为一种可选的实施例，所述送样管道400与所述样气分析装置500之间连接有冷凝器，所述冷凝器用于将所述送样管道400中的水分冷凝排出。

示例地，冷凝器可以将样气中的水蒸气转变成液体，并排出送样管道400外。在样气从水洗罐体600中进入送样管道400后，样气在水洗罐体600中脱去杂质和大量水蒸气。恒温箱300温度持续为40摄氏度时会使得水洗罐体600内的水蒸气较少，但是样气从水洗罐体600内进入送样管道400后仍会携带少量的水蒸气。送样管道400与样气分析装置500连接，送样管道400中的水蒸气进入样气分析装置500后可能会损毁样气分析装置500，因此通过在样管道与样气分析装置500之间设置冷凝器，将所述送样管道400中的水分冷凝排出，可以避免样气分析装置500进水。这里冷凝器的温度可以设置为4℃，保证水蒸气可以冷凝但不会结冰。

作为一种可选的实施例，所述恒温箱300的温度处于30℃-60℃之间。

示例地，可以将恒温箱300的温度设置为40℃，以保证取样组件200暴露在外界环境中不会因外界温度原因结冰，同时利用恒温箱300和烟道内部温度差（约300℃）使样气内水分快速凝结。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种用于脱硝反应器的取样装置，其特征在于，包括：

取样组件，包括取样探头，所述取样探头的取样端用于与所述脱硝反应器的烟气出口通道连接；

水洗罐体，所述取样探头的输出端与所述水洗罐体的样气入口连接，所述水洗罐体内设置有无机材料；

送样管道，所述送样管道的一端与所述水洗罐体的样气出口连接，所述送样管道的另一端用于与样气分析装置连接。

2.根据权利要求1所述的取样装置，其特征在于，所述取样装置还包括：

恒温箱，所述水洗罐体设置在所述恒温箱内部，所述取样探头的输出端穿过所述恒温箱并与所述水洗罐体的样气入口连接，所述送样管道的另一端穿出所述恒温箱并与所述样气分析装置连接。

3.根据权利要求2所述的取样装置，其特征在于，所述水洗罐体上还设置有排水口，所述取样装置还包括：

抽水泵，所述抽水泵的抽水段与所述水洗罐体的排水口连接，所述抽水泵的出水段设置在所述恒温箱的外部。

4.根据权利要求3所述的取样装置，其特征在于，所述抽水段的端部位于所述水洗罐体的内部的预设水位处。

5.根据权利要求3所述的取样装置，其特征在于，所述抽水泵为蠕动泵。

6.根据权利要求1所述的取样装置，其特征在于，所述取样组件还包括：

取样管，所述取样管的一端用于与所述烟气出口通道连接，所述取样管的另一端用于连接外部设备，所述取样管的中部设置有取样腔体，所述取样探头设置在所述取样腔体内。

7.根据权利要求1-6任一所述的取样装置，其特征在于，所述无机材料包括陶瓷或无机玻璃。

8.根据权利要求1-6任一所述的取样装置，其特征在于，所述无机材料的体积与所述水洗罐体的容积的比值处于0.5-0.8之间。

9.根据权利要求1-6任一所述的取样装置，其特征在于，所述送样管道与所述样气分析装置之间连接有冷凝器，所述冷凝器用于将所述送样管道中的水分冷凝排出。

10.根据权利要求2-5任一所述的取样装置，其特征在于，所述恒温箱的温度处于30℃-60℃之间。