烟道气或管道气中气体绝对湿度的在线测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种烟道气或管道气中气体绝对湿度的在线测量装置，其包括气体抽取单元、气体伴热输送单元、湿氧测试单元、气体冷凝单元、气体流量计量及抽取采样泵、干氧测试单元、计算机控制分析及数据发送单元。采用本发明专利技术提供的在线测量装置可直接测量SO2、NO、NO2热湿浓度值，只需分析吸收光谱即可得到结果，无需增加硬件，提高整体烟气连续在线监测系统的性价比。

【技术实现步骤摘要】
烟道气或管道气中气体绝对湿度的在线测量装置
本专利技术属于气体湿度监测
，具体涉及一种烟道气或管道气中气体绝对湿度的在线测量装置。
技术介绍
当前我国经济正处于高速增长期，国家对环保高度重视，相关政策和法规陆续出台。尤其是烟气超低排放监测规范的颁布实施，湿法脱硫、氨法脱硝后的烟气湿度都比较大，为正确测量烟气中的低浓度SO2及NOx，需要正确测量烟气的湿度以完成干基排放量换算。烟气湿度的在线监测方法有：冷凝法(重量法、体积法)、电容法、干氧湿氧法。冷凝法就是将抽取的烟气加热到一定温度，使之通过半导体或压缩机制冷的泠凝器，将烟气中的水分冷凝，根据冷凝水的体积或重量以及抽取的气体计算烟气湿度。电容法测量烟气湿度是基于水和水蒸气的介电常数差异原理来测量烟气的湿度，适用于测量测试低温烟气，无法实现高温烟气的测量。目前烟气含氧量的测量有电化学传感器法、氧化锆法、顺磁氧法，其中电化学传感器法是使用添加电解液的化学传感器，测试气体的工作温度不能超过40℃，而测量湿氧气体的温度要大于100℃，因此不能用电化学传感器的方法测量湿氧；其中的氧化锆法可以实现高温测量，但遇到工艺样气温度猝然变冷，或含有大量水蒸气时锆管容易炸裂，致使购置运营成本高；顺磁氧法测量时受极性气体的影响，而烟气中的SO2、NO、NO2都属于极性气体，影响测量结果。为弥补现有烟气湿度在线监测方法中的不足，本专利技术基于紫外差分吸收光谱法测量湿烟气，吸收光谱法测量湿氧具备耐高温、高压以及成本低等优点，紫外光照射高温烟气，在紫外区域185-205nm内水蒸气、CO、CO2均不吸收紫外光，其余的SO2、NO、NO2的浓度与O2的浓度相差5-6个数量级，对湿氧的测量几乎无干扰。干氧测量在湿烟气经过冷凝之后监测，使用一般的氧气传感器如电化学、氧化锆等均可实现。
技术实现思路
为克服上述技术问题，本专利技术提供一种烟道气或管道气中气体绝对湿度的在线测量装置，弥补现有的电容法或部分干氧湿氧法测量烟气湿度监测方法的不足，测量的烟气湿度目的是为了准确的计算干基的SO2、NO、NO2排放量，应用本专利技术时可直接测量SO2、NO、NO2热湿浓度值，只需分析吸收光谱即可得到结果，无需增加硬件，提高整体烟气连续在线监测系统的性价比。基于此，本专利技术提供一种烟道气或管道气中气体绝对湿度的在线测量装置，包括气体抽取单元、气体伴热输送单元、湿氧测试单元、气体冷凝单元、气体流量计量及抽取采样泵、干氧测试单元、计算机控制分析及数据发送单元。所述气体抽样单元的进气端从烟道中抽取气体，其出气端与气体伴热输送单元的进气端相连接，所述气体冷凝单元的进气端连接湿氧测试单元的加热检测气室出气端，质量流量计及抽取采样泵的进气端连接气体冷凝单元的出气端，所述质量流量计及抽取采样泵的出气端与所述干氧测试单元的进气端相连接。所述气体抽取单元用于抽取烟道气或管道气，由不锈钢采样管、法兰盘、加热粉尘过滤器、反吹控制电磁阀、温度检测及控制器组成,该气体抽气单元中的各部件设置在同一个防水箱里。所述粉尘过滤器的外部设置有过滤器加热套，过滤器加热套的外部安装有保温层，粉尘过滤器远离不锈钢采样管的一端后部设置温度检测及控制器，尾部设置有密封盖，粉尘过滤器与不锈钢采样管通过法兰盘连接，在粉尘过滤器的下部设置有反吹控制电磁阀，反吹控制电子阀的出气嘴在防水箱的外部，除不锈钢采样管外的设备放置在防水箱里。所述气体伴热输送单元是包绕加热丝的脐带式聚四氟乙烯样品导气管，内置耐高温电源线、标准气管、压缩空气气管、样品气气管、并设置绝缘层，保温层、保护套管和测温热电偶，整体设计为脐带式，伴热温度连续可调。所述耐高温电源线、标准气管、压缩空气气管和聚四氟乙烯样品气气管内置于绝缘层中，在绝缘层外侧包绕加热丝形成电加热带，在电加热带外侧设置硅橡胶层，在电加热带和硅橡胶层之间设置测温热电偶，在硅橡胶层外侧设置保护套管。所述湿氧测试单元位于干氧湿氧测定仪主机内，包括光源、光谱仪、加热检测气室、光纤、加热继电器和温度控制器，气室内置温度传感器、压力传感器，温度传感器、压力传感器实时检测测量气室的温度和压力，以对湿氧进行温度和压力修正。所述湿氧测试单元基于紫外差分吸收光谱原理，利用紫外光源照射被测高温热湿气体，其中的氧气吸收185-205nm带宽内的能量，形成特征吸收峰，并依据特征吸收峰的强度直接测量高温下的含水气体中的氧气浓度。具体的，本专利技术是基于紫外差分吸收光谱法测量湿烟气，紫外光照射高温烟气，在紫外区域185-205nm内水蒸气、CO、CO2均不吸收紫外光，其余的SO2、NO、NO2的浓度与O2的浓度相差5-6个数量级，对湿氧的测量几乎无干扰。干氧测量在湿烟气经过冷凝之后监测，使用一般的氧气传感器如电化学、氧化锆等均可实现。干氧湿氧测量烟气湿度的计算公式如下：其中C值来源于冷凝后干烟气的绝对饱和湿度。所述气体冷凝单元包括冷凝装置主体、散热片、热连接片，散热片与热连接片连接，两者之间设置电绝缘层，电连接片与冷凝装置主体之间设置电绝缘层，电连接片与外部电源连接，在所述冷凝装置主体进行样品气体的冷凝，设置样品气体管道和冷凝水管道。所述气体冷凝单元与加热检测气室相连，从加热检测气室出来的湿烟气进入气体冷凝单元冷凝，冷凝水通过蠕动泵排出。所述流量计量及气体抽取采样泵包括质量流量计、耐高压的气体采样泵及流量信号反馈装置，反馈信号传送至计算机控制分析及数据发送单元。所述干氧测试单元包括氧气传感器及监测气室，检测的干氧浓度值发送至计算机控制分析及数据发送单元。所述计算机控制分析及数据发送单元，其特征是整个测定仪的中枢，其功能有：1、控制质量流量计及烟气采样泵，保持采样流量恒定；2、接收光谱仪的含有湿氧吸收的光谱信号，并根据湿氧检测气室温度和压力信号，计算并修正湿氧浓度；3、接收干氧传感器的干氧氧气浓度；4、根据干氧、湿氧浓度计算烟道气或管道气气体含湿量。系统固定安装调试完成后，开启整机电源，计算机控制分析及数据发送单元，驱动气体抽取单元加热恒温到一定温度，发出控制信号：1、驱动气体抽取单元加热恒温到一定温度；2、驱动气体伴热输送单元加热恒温到设定温度；3、开启湿氧测试单元的光源；4、并驱动湿氧测试单元的测试气室开始加热至恒温，同时获得光谱信号保存至计算机中；5、并驱动气体冷凝单元开始制冷。待上述单元工作稳定后，开启气体流量计量及抽取采样泵，抽取气体，经计算获得湿氧测试单元给出的含水杨平气体的湿氧光谱信号，获取干氧测试单元传输来的干氧测试信号，计算得到样品气的湿度X1；同时，接收气体冷凝单元检测到的冷凝后的水蒸气温度，对比计算机内存的饱和水蒸气表，得到冷凝后样品气中的湿度X2，X1与X2的和就是抽取样品气的总湿度XT。在本专利技术中，烟道气或管道气中烟气绝对湿度的在线测量：(1)湿氧测试是基于紫外差分吸收光谱原理，利用紫外光源照射被测高温热湿气体，其中的氧气吸收185-205nm带宽内的能量，形成特征吸收峰，并依据特征吸收峰的强度直接测量高温下的含水气体中的氧气浓度O2(湿)；(2)加热检测气室带有温度和压力监测器，实时监测被测气体的压力和温度，以修正测量的湿氧浓度值O2(湿)；(3)干氧测试是将气体经过冷凝单元冷凝，从加热检测气室出来的湿烟气进入气体冷凝单元冷凝，冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟道气或管道气中气体绝对湿度的在线测量装置，其特征在于：包括气体抽取单元、气体伴热输送单元、湿氧测试单元、气体冷凝单元、气体流量计量及抽取采样泵、干氧测试单元、计算机控制分析及数据发送单元。

【技术特征摘要】
1.一种烟道气或管道气中气体绝对湿度的在线测量装置，其特征在于：包括气体抽取单元、气体伴热输送单元、湿氧测试单元、气体冷凝单元、气体流量计量及抽取采样泵、干氧测试单元、计算机控制分析及数据发送单元。2.如权利要求1所述的烟道气或管道气中气体绝对湿度的在线测量装置，其特征在于：所述气体抽样单元的进气端从烟道中抽取气体，其出气端与气体伴热输送单元的进气端相连接，所述气体冷凝单元的进气端连接湿氧测试单元的加热检测气室出气端，质量流量计及抽取采样泵的进气端连接气体冷凝单元的出气端，所述质量流量计及抽取采样泵的出气端与所述干氧测试单元的进气端相连接。3.如权利要求1或2所述的烟道气或管道气中气体绝对湿度的在线测量装置，其特征在于：所述气体抽取单元用于抽取烟道气或管道气，由不锈钢采样管、法兰盘、加热粉尘过滤器、反吹控制电磁阀、温度检测及控制器组成,该气体抽气单元中的各部件设置在同一个防水箱里。4.如权利要求1至3所述的烟道气或管道气中气体绝对湿度的在线测量装置，其特征在于：所述粉尘过滤器的外部设置有过滤器加热套，过滤器加热套的外部安装有保温层，粉尘过滤器远离不锈钢采样管的一端后部设置温度检测及控制器，尾部设置有密封盖，粉尘过滤器与不锈钢采样管通过法兰盘连接，在粉尘过滤器的下部设置有反吹控制电磁阀，反吹控制电子阀的出气嘴在防水箱的外部，除不锈钢采样管外的设备放置在防水箱里。5.如权利要求1至4所述的烟道气或管道气中气体绝对湿度的在线测量装置，其特征在于：所述气体伴热输送单元是包绕加热丝的脐带式聚四氟乙烯样品导气管，内置耐高温电源线、标准气管、压缩空气气管、样品气气管、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭振铎，贾瑞祥，丁君，张晓慷，赵立铖，刘志同，
申请(专利权)人：青岛博睿光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37