CN203587579U - 一种烟气在线连续监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟气在线连续监测系统，该系统包括：烟气取样装置（10）、烟气预处理装置（20）和烟气分析装置（30）；所述烟气取样装置（10）与所述烟气预处理装置（20）相连，用于采集烟气样本；所述烟气预处理装置（20）分别与所述烟气取样装置（10）、所述烟气分析装置（30）相连，用于处理所述烟气取样装置（10）采集的烟气样本，并将处理后的烟气样本送入所述烟气分析装置（30）；所述烟气分析装置（30）与所述烟气预处理装置（20）相连，用于分析烟气样本的气体成分及比例。该系统可以实现对烟气进行长期连续在线监测，伴热取样管温度控制精准、烟气除水排水能力强等优点，提高烟气预处理能力，为烟气分析仪高精度测量提供保障。

Description

一种烟气在线连续监测系统

技术领域

本实用新型涉及烟气监测领域，具体地，涉及一种烟气在线连续监测系统。

背景技术

随着我国工业的大力发展，城市中的大气污染情况越来越严重，大气中的二氧化硫、一氧化氮、烟尘等对人身体有害的物质越来越多，因此对工厂、企业的烟气排放量的监测和控制就显得十分重要。

目前，国内外使用的烟气监测方法，在高浓度污染的条件下，容易积累尘埃，管线易受到腐蚀发生泄漏影响精度，因此就需要经常清理过滤器、更换管线，不能实现连续监测的目的，存在长期测量不稳定、精度差、故障率高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种系统，该系统可以实现对烟气进行长期连续在线监测，烟气伴热取样管温度控制精准、烟气除水排水能力强等优点，提高烟气预处理能力，为烟气分析仪高精度测量提供保障。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种烟气在线连续监测系统，该系统包括：烟气取样装置、烟气预处理装置和烟气分析装置；所述烟气取样装置与所述烟气预处理装置相连，用于采集烟气样本；所述烟气预处理装置分别与所述烟气取样装置、所述烟气分析装置相连，用于处理所述烟气取样装置采集的烟气样本，并将处理后的烟气样本送入所述烟气分析装置；所述烟气分析装置与所述烟气预处理装置相连，用于分析烟气样本的气体成分及比例。

优选地，所述烟气取样装置包括：取样探头、伴热取样管、控制器、电磁阀和储气罐；所述取样探头，用于伸入烟囱内采集烟气；采集后的烟气经过所述伴热取样管送入所述烟气预处理装置；所述控制器，用于向所述伴热取样管和所述电磁阀发送控制指令；所述储气罐与所述取样探头相连，用于释放所述储气罐内的气体，反吹取样探头；所述电磁阀位于所述储气罐和所述取样探头之间，用于控制所述储气罐内气体的释放。

优选地，所述烟气预处理装置包括：取样泵、一次过滤器、汽水分离器、一级冷凝器、二级冷凝器和二次过滤器；所述取样泵与所述烟气取样装置相连，用于抽取烟气样本，并将烟气样本送入所述一次过滤器，烟气样本经过一次过滤后进入所述汽水分离器，将烟气与水分分离，分离后的烟气依次经过所述一级冷凝器、二级冷凝器和二次过滤器，最后送入所述烟气分析装置。

优选地，所述烟气分析装置为烟气分析仪。

优选地，所述取样探头进一步包括过滤器。

优选地，所述伴热取样管包括伴热取样管外管、伴热取样管内管、保温材料、电伴热带和温度传感器；所述保温材料，位于所述伴热取样管内管和所述伴热取样管外管之间，用于保持所述伴热取样管内烟气样本的温度；所述电伴热带，位于所述保温材料内，用于加热所述伴热取样管；所述温度传感器，位于所述保温材料内，用于监测所述伴热取样管的温度。

优选地，所述伴热取样管外管为聚氯乙烯管。

优选地，所述伴热取样管内管为聚四氟乙烯管。

优选地，所述取样探头具有耐腐蚀的合金层。

优选地，所述储气罐内为压缩空气。

通过上述技术方案，本实用新型通过烟气取样装置采集烟气样本，烟气样本经过烟气预处理装置处理后，送入烟气分析装置进行分析烟气的组成成分及比例。解决了烟气取样管道易堵塞、易腐蚀，烟气预处理除水不完善影响烟气分析精度等问题。大大提高了烟气测量的精度及稳定性，达到了长期连续在线监测的目的。

本实用新型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实用新型的进一步理解，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实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是一种烟气在线连续监测系统的结构示意图；

图2是一种烟气在线连续监测系统中烟气取样装置的结构示意图；

图3是一种烟气在线连续监测系统中烟气预处理装置的结构示意图；

图4是一种烟气在线连续监测系统中伴热取样管横截面的结构示意图；

图5是一种烟气在线连续监测系统工作原理的示意图。

附图标记说明

10、烟气取样装置；20、烟气预处理装置；30、烟气分析装置；

11、取样探头；12、伴热取样管；13、控制器；14、电磁阀；15、储气罐；21、取样泵；22、一次过滤器；23、汽水分离器；24、一级冷凝器；25、二级冷凝器；26、二次过滤器；

121、伴热取样管外管；122、伴热取样管内管；123、保温材料；124、电伴热带；125温度传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

目前，国内外使用的烟气监测方法，在高浓度污染的条件下，容易积累尘埃，管线易受到腐蚀发生泄漏影响精度，烟气预处理除水不够完善，因此就需要经常清理过滤器、更换管线，不能实现连续监测的目的，存在长期测量不稳定、精度差、故障率高等问题。

为了解决上述问题，结合图1至图4，本实用新型提供了一种烟气在线连续监测系统，该系统包括：烟气取样装置10、烟气预处理装置20和烟气分析装置30；所述烟气取样装置10与所述烟气预处理装置20相连，用于采集烟气样本；所述烟气预处理装置20分别与所述烟气取样装置10、所述烟气分析装置30相连，用于处理所述烟气取样装置10采集的烟气样本，并将处理后的烟气样本送入所述烟气分析装置30；所述烟气分析装置30与所述烟气预处理装置20相连，用于分析烟气样本的气体成分及比例。所述烟气分析装置30为烟气分析仪，主要用于分析烟气样本的主要组成成分及其比例。本实用新型通过所述烟气取样装置10采集烟气样本，烟气样本经过所述烟气预处理装置20处理后，送入所述烟气分析装置30进行分析烟气的组成成分及比例。解决了烟气取样管道易堵塞、易腐蚀，烟气预处理除水不完善影响烟气分析精度等问题。大大提高了烟气测量的精度及稳定性，达到了长期连续在线监测的目的。

可选地，所述烟气取样装置10包括：取样探头11、伴热取样管12、控制器13、电磁阀14和储气罐15；所述取样探头11，用于伸入烟囱内采集烟气；采集后的烟气经过所述伴热取样管12送入所述烟气预处理装置20；所述控制器13，用于向所述伴热取样管12和所述电磁阀14发送控制指令；所述储气罐15与所述取样探头11相连，用于释放所述储气罐内的气体，反吹所述取样探头11；所述电磁阀14位于所述储气罐15和所述取样探头11之间，用于控制所述储气罐15内气体的释放。所述取样探头11内进一步包括过滤器，用于过滤烟气样本含有的尘埃。所述取样探头11的制作材料为耐腐蚀的合金，或者表面具有耐腐蚀的合金层，如不锈钢，主要是防止烟气内的二氧化硫气体溶于水后腐蚀所述取样探头11，达到长期使用不需要更换的目的。所述储气罐15内的气体为干燥、无尘、无水的压缩空气，所述电磁阀14通过所述控制器13设置间隔时间和反吹时间，打开或关闭所述储气罐15内的气体，用于对所述取样探头11进行反吹，防止尘埃堵塞所述取样探头11。

可选地，所述烟气预处理装置20包括：取样泵21、一次过滤器22、汽水分离器23、一级冷凝器24、二级冷凝器25和二次过滤器26；所述取样泵21与所述烟气取样装置10相连，用于抽取烟气样本，并将烟气样本送入所述一次过滤器22，烟气样本经过一次过滤后进入所述汽水分离器23，将烟气与水分分离，分离后的烟气依次经过所述一级冷凝器24、二级冷凝器25和二次过滤器26，最后送入所述烟气分析装置30。所述汽水分离器分离23过后的水分会流进储水槽内，另一部分会经过两次冷凝器进行冷凝处理，使得烟气样本含有的水分能够清除的比较彻底，提高烟气分析的精度，减少误差。

可选地，所述伴热取样管12包括伴热取样管外管121、伴热取样管内管122、保温材料123、电伴热带124和温度传感器125；所述保温材料123，位于所述伴热取样管外管121和所述伴热取样管内管122之间，用于保持所述伴热取样管12内烟气样本的温度；所述电伴热带124，位于所述保温材料123内，用于加热所述伴热取样管12；所述温度传感器125，位于所述保温材料123内，用于监测所述伴热取样管12的温度。所述伴热取样管外管121为聚氯乙烯管，或是其他可以耐腐蚀的管线。所述伴热取样管内管122为聚四氟乙烯管，或是其他可以耐腐蚀的管线。所述伴热取样管12内的电伴热带受所述控制器13的控制，用于加热所述伴热取样管12，使得伴热取样管12的温度保持在140至160℃的范围内。避免烟气样本内的水分在输送过程中冷凝，造成堵塞所述伴热取样管12。

作为一实施例，如图4和图5所示，在本实用新型中，首先，工作人员在所述控制器13处设置用于控制所述电磁阀14的打开时间和关闭时间（如可以设置打开时间为1分钟，关闭时间为10分钟），所述取样泵21的启动时间和关闭时间（如启动时间为10分钟，关闭时间为1分钟），以及所述伴热取样管12所需要的温度范围（如可以设置温度范围为140至160℃，所述伴热取样管12的温度不得低于120℃）。然后，工作人员通过所述控制器13向所述取样泵21发送启动指令，使得所述取样泵21启动收取烟气样本。所述取样探头11会安置在深入烟囱内约1.5m处，烟气样本从所述取样探头11经过过滤器进入到所述伴热取样管12内，到达所述取样泵21。在此过程中，所述控制器13分别向所述取样泵21、所述电磁阀14、所述伴热取样管12发送控制指令。为了避免所述储气罐15内的压缩空气与烟气样本混淆，当所述取样泵21处于工作状态时，所述电磁阀14处于关闭状态；当所述取样泵21处于停止工作状态时，所述电磁阀14处于开启状态，打开所述储气罐15，释放所述储气罐15内的压缩空气，对所述取样探头11进行反吹，防止积累的尘埃堵塞所述取样探头11。同时所述控制器13会一直控制所述伴热取样管12，所述伴热取样管12内的温度传感器125随时向所述控制器13反馈所述伴热取样管12的温度。当所述伴热取样管12的温度低于设定的最低温度时，所述控制器13向所述伴热取样管12发送启动所述电伴热带124的指令，加热所述伴热取样管12；当所述伴热取样管12的温度高于设定的最高温度时，所述控制器13向所述伴热取样管12发送停止加热的指令，使得所述伴热取样管12的温度时刻保持在所设定的温度范围内。

当所述取样泵21将抽取的烟气样本送入所述一次过滤器22时，所述一次过滤器22会进一步的精密过滤烟气样本内所含有的烟气尘埃，使得烟气样本更加的纯净。随后，烟气样本进入所述汽水分离器23，对烟气样本内的烟气和水分进行分离，分离出来的水分送入储水槽，剩下的烟气送入所述一级冷凝器24和所述二级冷凝器25。所述一级冷凝器24和所述二级冷凝器25对烟气样本进行冷凝脱水，水分经冷凝后凝结成液体流入储水槽内。剩余的干燥的烟气样本再经过所述二次过滤器26，继续对烟气样本进行提纯，此时无尘、无水的最终烟气样本送入所述烟气分析装置30。

所述烟气分析装置30烟气样本的组成成分（一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫及氧气）比例进行分析，由于烟气分析装置30的长期运行会产生数据误差，本实施例中提供的烟气分析装置30为现有技术中的烟气分析仪，优选地能够自动校准且具有自我诊断功能。为能够精确的分析烟气样本提供了重要的保障。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种烟气在线连续监测系统，其特征在于，该系统包括：烟气取样装置（10）、烟气预处理装置（20）和烟气分析装置（30）；

所述烟气取样装置（10）与所述烟气预处理装置（20）相连，用于采集烟气样本；

所述烟气预处理装置（20）分别与所述烟气取样装置（10）、所述烟气分析装置（30）相连，用于处理所述烟气取样装置（10）采集的烟气样本，并将处理后的烟气样本送入所述烟气分析装置（30）；

所述烟气分析装置（30）与所述烟气预处理装置（20）相连，用于分析烟气样本的气体成分及比例。

2.根据权利要求1所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述烟气取样装置（10）包括：取样探头（11）、伴热取样管（12）、控制器（13）、电磁阀（14）和储气罐（15）；

所述取样探头（11），用于伸入烟囱内采集烟气；采集后的烟气经过所述伴热取样管（12）送入所述烟气预处理装置（20）；

所述控制器（13），用于向所述伴热取样管（12）和所述电磁阀（14）发送控制指令；

所述储气罐（15）与所述取样探头（11）相连，用于释放所述储气罐内的气体，反吹所述取样探头（11）；

所述电磁阀（14）位于所述储气罐（15）和所述取样探头（11）之间，用于控制所述储气罐（15）内气体的释放。

3.根据权利要求1或2所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述烟气预处理装置（20）包括：取样泵（21）、一次过滤器（22）、汽水分离器（23）、一级冷凝器（24）、二级冷凝器（25）和二次过滤器（26）；

所述取样泵（21）与所述烟气取样装置（10）相连，用于抽取烟气样本，并将烟气样本送入所述一次过滤器（22），烟气样本经过一次过滤后进入所述汽水分离器（23），将烟气与水分分离，分离后的烟气依次经过所述一级冷凝器（24）、二级冷凝器（25）和二次过滤器（26），最后送入所述烟气分析装置（30）。

4.根据权利要求3所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述烟气分析装置（30）为烟气分析仪。

5.根据权利要求2所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述取样探头（11）进一步包括过滤器。

6.根据权利要求2所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述伴热取样管（12）包括伴热取样管外管（121）、伴热取样管内管（122）、保温材料（123）、温度传感器（125）和电伴热带（124）；

所述保温材料（123），位于所述伴热取样管外管（121）和所述伴热取样管内管（122）之间，用于保持所述伴热取样管（12）内烟气样本的温度；

所述电伴热带（124），位于所述保温材料（123）内，用于加热所述伴热取样管（12）；

所述温度传感器（125），位于所述保温材料（123）内，用于监测所述伴热取样管（12）的温度。

7.根据权利要求6所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述伴热取样管外管（121）为聚氯乙烯管。

8.根据权利要求6所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述伴热取样管内管（122）为聚四氟乙烯管。

9.根据权利要求2所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述取样探头（11）具有耐腐蚀的合金层。

10.根据权利要求2所述的烟气在线连续监测系统，其特征在于，所述储气罐（15）内为压缩空气。

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