CN86104316A - 气体监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种监测气流中成分浓度的装置，该装置有两个置于气流中(63)处的探头(1、2)。样品气体由泵(8)经探头和通气管(3、4)抽入，测试样品由泵(11、12)从通气管中采出，馈到分析管线(10)。探头(1、2)交替工作，当其中之一不工作时，可以从气源(9)吹入空气进行清洗。这时相应的一个通气管(3或4)由阀门(13～16)切断与管线(10)的通路。

Description

本发明涉及一种快速、可靠的检测气流中的气体成分含量的装置，气流中至少有一种气体组分，例如可以检测普通燃烧的烟气中的可燃气体的量，或化学过程中冒出的烟气里可燃气体的量，在此过程中材料通过直接燃烧燃料或间接燃烧燃料进行加热处理，燃料可以分别形成被处理的或加入的物质。

所谓的煅烧或从水泥的原材料中释放CO₂就是这样的化学过程的例子，在反应器-煅烧炉中进行加热处理，从煅烧炉中冒出的烟气常常用来预热原材料，此后的气体经除尘后排到大气中。

假如燃料不能充分燃烧，则烟气中将会有一些象CO和CH₄那样的可燃气体。当这些可燃气体与含氧的空气混合时，就会有爆炸的危险，这种烟气最后在静电除尘器中除尘的时间尤为重要，因为在静电除尘器中常常有放电的现象发生。

本发明的目的是提供一种能在烟气中快速、可靠地检测可燃气体的装置。如果这种检测是在烟气离开它的发生位置就立即进行的话，那么在可燃气体到达除尘器之前就能够切断静电除尘器的供电或其它的点火源。

达到本发明的目的，装置的特征在于：有两个气体采样探头，实质上是从气流的同一位置上采样，每个探头分别有通向分析台的通气管;有一气泵，将气体从探头吸到分析台，气泵的泵容量能在预定的时间内将气体从探头吸到分析台;有一套阀门，可交替地阻断一个或另一与气泵相通的通气管，并且把阻断的通气管与压缩空气系统接通，以便用压缩空气分别吹洗通气管的探头;有一管道，供两台气样泵将气样流交替送入此管道，每台气样泵分别从各通气管采集部分气流，此管连接气样流的调节装置，再通向至少一个气体分析单元，以检测气样流中的气体组分的浓度;有两个检测器，第一检测器是保证至少来自一个采样探头的气体到达分析台，第二检测器是保证部分气流通过气体分析单元。

该装置还可以有一套三通阀门，以保证经常有与未阻断的通气管相连的气样泵供给的气样流。

气泵最好是一台喷射泵，气样泵则可用隔膜泵。这两种泵都很耐用，能经得住热和腐蚀性气体的侵蚀。因为采气体积要比气样体积大得多，故喷射泵更以其泵容量大而显示其重要性。

此测气装置可以装一台报警器，当由一分析单元检测到的气体浓度超过预定的水准时，或者其中的一个检测器测出有气流损失时，报警器就发出警报，除了报警器外，还有可以激发的预设安全措施。

下面参照附图更详细地阐述本发明的内容：

图1为一个煅烧工厂的示意图，示出了在该装置中要分析的烟气的采样点。

图2是根据本发明设计的监测装置的示意图。

图1示意地绘出了一个材料热处理工厂，在该工厂中，原材料是在煅烧炉（50）中处理的。该煅烧炉通过管子（51）供给燃料，通过管子（52）供给含氧的空气。从预热器（58）出来的预热材料通过管子（53）送到煅烧炉（50）中。

烟气（其中悬浮有烧的材料）离开煅烧炉（50）后，穿过管（54）导入旋风分离器（55），被处理的材料在其中从烟气中被分离出来，通过材料的出口（56）离开旋风分离器，同时烟气通过管（57）导入预热器（58）。在预热器中，由管（59）供应原材料并由热烟气预热。烟气把部分热给予原材料，通过管（60）离开预热器进入静电除尘器（61），经过除尘处理后由烟囱（62）排到大气中。

根据本发明的装置，烟气采样器被安装在烟气流中管（57）的（63）处。管（64）代表示于图2中的一对通气管（3）和（4），其作用是把采出的气样馈给分析台（7）。

如在（63）处检测出烟气中有异常高浓度的可燃气体，那么在可爆炸的混合气体通过预热器到达静电除尘器之前，静电除尘器的电源即被切断。

可爆炸的混合气的检出还可以激发其它爆炸对抗防范措施。例如切断煅烧炉的燃料供应。

在图2的装置中，监测某种气体中如CO、CH₄和O₂的含量，是将气体吸入一对气体采样探头（1和2）获得的。

气体分别从探头（1）和（2）经通气管（3）和（4）导入分析台（7）。为了避免水分在管内凝结，用加热元件（5）和（6）进行加热。

采集的气样由喷射泵（8）抽至分析台（7），该泵是由贮气罐（9）的压缩空气驱动的。该罐由压缩机（图中未标出）保持着一定的气压。

所采用的泵，对应于气体探头和气管中的气体体积，泵容量大，可以保证被探头采集的气体在很短的时间（在几秒钟内）就能到达分析台。

经通气管（3）和（4）导入分析台的气样，由隔膜泵（11）和（12）采集，每个泵分别与通气管（3）和（4）相通，并且经管道（10）泵入分析台的（27）至（32）进行分析。

采用两个采样探头就可能交替地吹洗这两个探头中的一个，由另一个探头做所需的气体采样。

气体采样器（1）和其内藏滤尘器的吹洗，是将第一套阀门（13）和（17）打开，使压缩空气从贮气罐（9）送入通气管（3）中;同时，将第二套阀门（15）和（19）关闭，以阻止压缩空气进入分析部分的（27）到（32）。

当清洁气体采样器（1）时，气体是通过气体采样器（2）、通气管（4）和阀门（16）、（18）和（20）吸到泵（8）中的。

清洗气体采样品（2）时，气体通过气体采样器（1）、通气管（3）和阀门（15）、（19）、（21）吸入泵（8）的。

阀门（16）和（18）是螺旋式阀门，吹洗气体采样器（2）时是关闭的。阀门（20）是手调阀门，可调节通经通气管（4）的气流。相应地，阀门（15）和（19）也是螺旋式阀门。当吹洗气体采样器（1）时是关闭的，阀门（21）是手调阀门。

气流检测器（22）检测送到泵（8）的至少是通过两个气体采样器（1）和（2）之一吸入的气体流。

用隔膜气样泵（11）和（12）将要分析的气样从通气管（3）和（4）中抽出，分别经三通阀门（23）和（24）送到管道（10）或通过出口管（25）和（26）排到大气中。

三通阀门（23）和（24）保证了流到管道（10）中的气样总是从未处于吹洗的通气管（3）或（4）中抽取。而从被吹洗管吸入的气体则排入大气。吹洗完毕后，立刻再打开通气管，让气体从气体采样器（1）或（2）流过泵（8）。将通气管中欲分析的气体排放掉，直至泵（8）把剩余的吹洗气全部吸走为止。

供给管（10）的气样流经冷却器（27），以将气体的露点调到预选值。气体样品在其后的加热单元中被加热至露点以上的分析温度。这样调节的烟气，在经过气流检测器（32）离开分析部分之前，在几个分析单元（29）、（30）和（31）中分析有关CO、CH₄和O₂的含量。当该装置工作时，气流检测器检测是否有气体流过分析单元。通过分析单元（29）～（31）的气流量是由手操作阀门（33）调节的。

该装置可以用关闭阀门（34）切断通至分析单元的烟气，并打开另一阀门（35）从气瓶（36）中供给已知组成的标定气体加以标定。

从分析单元（29）、（30）和（31）得出的结果，用已知的方法在输出线（37）、（38）和（39）上转换成电信号。可用各种方法使用这些信号。这种信号可指示可燃气体CO或CH₄的含量在超过某一预定的水准时，报警器（40）就发出警报，或切断工厂里静电除尘器的电源。指示气流中O₂含量的信号可用来控制工厂的燃料供应。

如果检测器（22）或（32）检出装置的部件发生故障时，也能激发警报器和/或中断静电除尘器。

Claims (6)

1、一种用于监测气流中至少一种气体成分含量的装置，该装置的特征是：有两个气体采集探头(1)和(2)，该对探头实际上是安置在气流中的同一位置上，以采集取样气体，每一探头分别用通气管(3)和(4)通至分析台(7)；有一气泵(8)，用以将气体从探头吸至分析台(7)；有一套阀门(13)、(14)、(17)、(15)、(19)、(16)、(18)，用来交替阻断一个或另一个与气泵(8)相连的通气管，并把被阻断的通气管与压缩空气系统连接，以吹洗各通气管的探头；有一管道(10)，由气样泵(11)、(12)之一轮流供给样品气流，每一气样泵分别从通气管(3)、(4)采集部分气流，管道连至气样调节单元(27)，再连至(28)～(31)的至少一个气体分析单元，以检测气样流中的气体成分浓度；有两个检测器(22)和(32)，第一检测器用以保证气体从至少一个采集探头到达分析台，第二检测器用以保证部分气流通过分析单元。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征是该装置中气泵的泵容量能在预定的时间内将气体从泵位抽至分析台。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征是该装置还包括一套三通阀门（23）和（24），以保证经常有与未阻断的通气管相连的气样泵供给的气样流。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征是该装置内所装的气泵为喷射泵。

5、根据权利要求1所述的装置，其特征是该装置内所装的气样泵为隔膜泵。

6、根据上述任何一个权利要求所述的装置，其特征是当由分析单元检出的气体浓度超过预定的水准，或有一个检测器检测出气流损失时，则该装置发出警报。

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