基于伴熱池的煙氣高精度的ftir在線測量系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體雜質檢測領域，尤其涉及一種基于伴熱池的煙氣高精度的FTIR在線測量系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著我國國民經濟的迅速發(fā)展，固定污染源箱大氣排放所造成的環(huán)境污染已成為一個十分突出的問題。由于煙氣排放組分復雜，加上工業(yè)現場的惡劣環(huán)境，如高溫，給煙氣排放的監(jiān)測和檢測帶來極大的困難，尤其是氣態(tài)污染物的準確、高精度測量問題尤為突出。目前，用于工業(yè)污染源煙氣排放和生產中的氣體污染物濃度在線監(jiān)測技術中，傅立葉紅外變換分析法不僅具有快速的實時測量性能，而且基本可以同時測量各種組分的煙氣污染排放氣體。但是煙道環(huán)境惡劣，粉塵濃度、相對濕度都很高，且有些氣體污染物濃度很低，甚至達到PPb級別，為了更好的維護FTIR光譜儀的使用，并得到更高的高精度和更低的測量探測限，需要一套穩(wěn)定可靠并能夠高精度測量低濃度污染氣體的煙氣在線測量系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的技術解決問題是:克服現有技術中無法對多種氣體同時檢測，提供一種基于伴熱池的煙氣高精度FTIR在線測量系統(tǒng)，可以對各種煙道環(huán)境下，煙氣中S02、N0x等常規(guī)煙氣氣體以及NH3、HCL、HF等污染氣體實現高精度在線測量。
[0004]本發(fā)明通過下述技術手段解決上述技術問題:一種基于伴熱池的煙氣高精度FTIR在線測量系統(tǒng)，包括采樣探頭、伴熱管、伴熱池、探測器、傅立葉變換紅外光譜儀、內插采集卡的PC機、轉子流量計、采樣栗、蠕動栗、冷凝器、調壓過濾器以及一號電磁閥和二號電磁閥，所述采樣探頭、伴熱管及伴熱池依次串聯，所述伴熱池的出氣端氣路連接有所述冷凝器氣路入口端，所述冷凝器上分別連接有采樣栗及蠕動栗，所述采樣栗尾端部連接有所述轉子流量計，所述采樣探頭上并聯連接有所述一號電磁閥和所述二號電磁閥，所述并聯連接的所述一號電磁閥和所述二號電磁閥尾端部設置有所述調壓過濾器，所述伴熱池的光出口端串聯連接有所述探測器與所述傅立葉變換紅外光譜儀，所述伴熱池還連接有所述內插采集卡的PC機。由采樣栗進行煙道內煙氣的抽取，經過采樣探頭進行粉塵過濾，過濾后的高溫煙氣樣氣通過伴熱管全程高溫伴熱進入伴熱池，伴熱池出氣端氣路接入冷凝器氣路入口端，通過冷凝器的冷凝將高溫煙氣樣氣中的水分分離出來，通過蠕動栗排出，保護冷凝器后端連接的采樣栗，氣路中串聯轉子流量計對整個煙氣采樣氣路進行氣流監(jiān)控和粗調，第一電磁閥和第二電磁閥的通斷控制潔凈空氣進入采樣探頭進行反吹，氣路前端串聯調壓過濾器進行反吹氣壓調節(jié)并再次對反吹氣進行粗過濾，所述FTIR光譜儀發(fā)出的紅外激光光束進入伴熱池內，經過池內反射鏡的多次反射，多次穿過充滿伴熱池的煙氣樣氣，最后一次反射后，紅外激光光信號從伴熱池光出口端被探測器接收，探測信號被內插采集卡的PC機采集到煙氣樣氣中的紅外特征吸收光譜。
[0005]作為本發(fā)明的進一步改進，所述伴熱池由里至外依次包括:池腔體、PFA涂層、加熱瓦、氣凝膠隔熱氈、硅橡膠套。
[0006]作為本發(fā)明的進一步改進，所述第一電磁閥與所述第二電磁閥均為常閉兩通電磁閥。
[0007]作為本發(fā)明的進一步改進，所述池腔體材料為耐腐蝕不銹鋼。
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進，所述伴熱池中設置有若干塊反射鏡。
[0009]
本發(fā)明的有益效果:(I)本發(fā)明將伴熱式池和FTIR技術結合起來，應用到煙氣多組分氣體測量系統(tǒng)中，將樣氣吸收光程提高了幾十倍，極大的提高了煙氣氣體的測量精度，且光程2m~20m可調，一套系統(tǒng)就可以滿足不同煙道環(huán)境內，不同濃度范圍的氣體的高精度測量；(2)本發(fā)明解決了伴熱池在高溫高粉塵等惡劣環(huán)境下應用的技術難點，確保了伴熱池的穩(wěn)定可靠工作；(3)本發(fā)明可有效的防止氣體吸附造成的測量誤差，保證測量結果準確可靠；(4)本發(fā)明整套在線測量系統(tǒng)氣路穩(wěn)定，及時清潔采樣探頭，防止堵塞，可在各種工程環(huán)境下實時連續(xù)測量。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明基于伴熱池的煙氣高精度的FTIR在線測量系統(tǒng)的結構示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明基于伴熱池的煙氣高精度的FTIR在線測量系統(tǒng)的伴熱池的結構示意圖。
[0012]I采樣探頭2伴熱管3伴熱池4探測器5傅立葉變換紅外光譜儀6內插采集卡的PC機7轉子流量計8采樣栗9蠕動栗10冷凝器11調壓過濾器12 —號電磁閥13 二號電磁閥。
【具體實施方式】
[0013]為了使本發(fā)明實現的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0014]本發(fā)明實施例:一種基于伴熱池的煙氣高精度FTIR在線測量系統(tǒng)，采樣探頭I固定于煙道上探測點，由采樣栗8進行煙道內煙氣的抽取，經過采樣探頭)進行粉塵過濾，過濾后的高溫煙氣樣氣通過伴熱管2全程高溫伴熱進入伴熱池3，伴熱池3出氣端氣路接入冷凝器10氣路入口端，通過冷凝器10的冷凝將高溫煙氣樣氣中的水分分離出來，通過蠕動栗9排出，保護冷凝器10后端連接的采樣栗8，氣路中串聯轉子流量計7對整個煙氣采樣氣路進行氣流監(jiān)控和粗調，第一電磁閥12和第二電磁閥13的通斷控制潔凈空氣進入采樣探頭I進行反吹，保證采樣探頭I的清潔，防止探頭被煙道內粉塵堵塞，氣路前端串聯調壓過濾器11進行反吹氣壓調節(jié)并再次對反吹氣進行粗過濾，傅立葉變換紅外光譜儀5發(fā)出的紅外激光光束進入伴熱池3內，經過池內3片反射鏡的多次反射，多次穿過充滿伴熱池3的煙氣樣氣，極大的提高了樣氣的吸收光程，從而能夠提高測量的精度，降低測量探測限，最后一次反射后，紅外激光光信號從伴熱池3光出口端被探測器4接收，探測信號被內插采集卡的PC機6采集到煙氣樣氣中的紅外特征吸收光譜，通過與S02、NOx等常規(guī)煙氣氣體以及NH 3、HCL,HF等污染氣體的紅外標準譜進行光譜數據擬合分析，實現煙氣多組分氣體濃度的高精度在線同時測量，伴熱池3由里至外依次包括:池腔體13、PFA涂層14、加熱瓦15、氣凝膠隔熱氈16、硅橡膠套17。
[0015]所述伴熱池的長度約為0.5m，光程長度可調，光程最低為2m,光程最高可達20m，所伴熱池腔體外壁緊貼包覆2片加熱瓦，用于對整個伴熱池高溫加熱，加熱瓦外層包裹1mm厚氣凝膠隔熱氈，達到優(yōu)秀的隔熱效果，最外層包裹硅橡膠套加以裝配，腔體內壁噴涂80 μ m厚PFA涂層，防止煙氣樣氣吸附于內壁，影響測量準確性。伴熱池腔體材料為316耐腐蝕不銹鋼，有效防止煙氣中腐蝕性氣體對樣品池的腐蝕，延長伴熱池使用壽命。2片加熱瓦的加熱溫度由控制單元采用PID算法控制在200°C ±2°C范圍內，為了防止White內鏡片熱變形過大導致鏡片破碎或者鏡片鍍膜脫落，加熱功率不易過高，從常溫加熱到200°C的時間不可少于半小時。
[0016]所述采樣栗的采樣流速通過調節(jié)轉子流量計控制為3L/min±0.5 L/min流量范圍。
[0017]第一電磁閥、第二電磁閥均為常閉兩通電磁閥，第一電磁閥控制采樣探頭內芯反吹的通斷，第二電磁閥控制采樣探頭外圈反吹的通斷，對氣路均為間隔30min開啟5min進行吹掃。
[0018]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種基于伴熱池的煙氣高精度的FTIR在線測量系統(tǒng)，其特征在于，包括采樣探頭(I)、伴熱管(2)、伴熱池(3)、探測器(4)、傅立葉變換紅外光譜儀(5)、內插采集卡的PC機(6)、轉子流量計(7)、采樣栗(8)、蠕動栗(9)、冷凝器(10)、調壓過濾器(11)以及一號電磁閥(12)和二號電磁閥(13)，所述采樣探頭(1)、伴熱管(2)及伴熱池(3)依次串聯，所述伴熱池(3)的出氣端氣路連接有所述冷凝器(10)氣路入口端，所述冷凝器(10)上分別連接有采樣栗(8 )及蠕動栗(9 )，所述采樣栗(8 )尾端部連接有所述轉子流量計(7 )，所述采樣探頭(I)上并聯連接有所述一號電磁閥(12)和所述二號電磁閥(13)，所述并聯連接的所述一號電磁閥(12)和所述二號電磁閥(13)尾端部設置有所述調壓過濾器(11)，所述伴熱池(3)的光出口端串聯連接有所述探測器(4)與所述傅立葉變換紅外光譜儀(5 )，所述伴熱池(3 )還連接有所述內插采集卡的PC機(6 )。2.根據權利要求1所述的基于伴熱池的煙氣高精度的FTIR在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述伴熱池(3)由里至外依次包括:池腔體(13)、PFA涂層(14)、加熱瓦(15)、氣凝膠隔熱氈(16)、硅橡膠套(17)。3.根據權利要求1所述的基于伴熱池的煙氣高精度FTIR在線測量系統(tǒng)，其特征在于:所述第一電磁閥(12 )與所述第二電磁閥(13 )均為常閉兩通電磁閥。4.根據權利要求1所述的基于伴熱池的煙氣高精度FTIR在線測量系統(tǒng)，其特征在于:所述池腔體(13)材料為耐腐蝕不銹鋼。5.根據權利要求1所述的基于伴熱池的煙氣高精度FTIR在線測量系統(tǒng)，其特征在于:所述伴熱池(3)中設置有若干塊反射鏡。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于伴熱池的煙氣高精度的FTIR在線測量系統(tǒng)，其特征在于，包括采樣探頭、伴熱管、伴熱池、探測器、傅立葉變換紅外光譜儀、內插采集卡的PC機、轉子流量計、采樣泵、蠕動泵、冷凝器、調壓過濾器以及一號電磁閥和二號電磁閥，本發(fā)明的有益效果是將伴熱式池和FTIR技術結合起來，應用到煙氣多組分氣體測量系統(tǒng)中。
【IPC分類】G01N21/3504
【公開號】CN105067553
【申請?zhí)枴緾N201510498674
【發(fā)明人】錢江, 張帥, 張旭輝, 徐合林, 施奇兵, 吳玉笛
【申請人】安徽藍盾光電子股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月14日