用于高温、高粉尘气体的恒温抽取检测系统及其检测方法与流程

本发明涉及样气分析领域，尤其涉及用于高温、高粉尘气体的恒温抽取检测系统及其检测方法。

背景技术：

1、在目前的样气分析系统中所使用的分析仪表需要严格控制样气的温度、洁净度、干燥度等，这样就必须对高温、高粉尘的样气进行降温、过滤、除湿、干燥后才能进行检测，而在进行上述处理时就会在分析系统的预处理单元中使用降温、过滤、水洗、冷凝除湿等设备进行净化和冷凝除湿的处理，而样气中需要测量的少量的氨、二氧化硫、硫化氢等易溶于水的介质将会随着样气的冷凝除湿等工序一同除去，从而无法测量分析出来；如果只做除尘，让样气在高温状态下进行测量分析，高温样气一旦进入到分析系统中的分析仪中时就会对分析仪中的传感器造成损坏，无法对高温样气进行检测。

2、本发明的目的是提供一种用于高温、高粉尘气体的恒温抽取检测系统及其检测方法，其在取样、除尘及检测的过程中使样气保持恒高温状态，使样气中的组分在不发生物性和组份含量改变的情况下实现精准可靠的测量分析，确保测量分析结果的真实性和准确性。

3、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：用于高温、高粉尘气体的恒温抽取检测系统，包括：与工艺管道相连的差压旋风除尘采样器，在差压旋风除尘采样器上设置有第一加热箱，在差压旋风除尘采样器上设置有初过滤器，初过滤器位于第一加热箱中，在初过滤器上连接有第一输气管，第一输气管伸入到第二加热箱中，在第一输气管上绕设有伴热电缆，在位于第二加热箱中的第一输气管上依次设置有精过滤器和第一球阀，第一输气管与第二输气管相连，在第二输气管上设置有采样泵，在第二输气管上绕设有伴热电缆，第二输气管与分析机柜中的复合式激光测量管相连，复合式激光测量管位于第三加热箱中，在复合式激光测量管上连接有第三输气管，第三输气管伸出第三加热箱后与稳压排放装置相连；

4、所述差压旋风除尘采样器包括：正压导流管、负压导流管、样气管，在正压导流管和负压导流管的下端均设置有坡口，在负压导流管上设置有若干外进气孔，在样气管上盘旋设置有螺旋盘，在设置有螺旋盘的样气管上设置有若干内进气孔，正压导流管密封固定在工艺管道上，正压导流管中的坡口朝向工艺管道中的迎风方向，负压导流管密封设置在正压导流管中且与正压导流管之间留有进气空隙，负压导流管中的坡口朝向工艺管道中的顺风方向且向下伸出于正压导流管，样气管密封设置在负压导流管中且与负压导流管之间留有排气空隙，螺旋盘位于排气空隙中，负压导流管上的外进气孔位于样气管的螺旋盘上方，初过滤器与样气管相连；

5、所述复合式激光测量管包括：内管及外管，在两根外管之间密封设置有气体分配器，在气体分配器上设置有安装孔及回流孔，在气体分配器上设置有与安装孔相连通的样气进口，第二输气管与样气进口相连，在气体分配器上设置有与回流孔相连通的样气出口，第三输气管与样气出口相连，内管密封卡设在安装孔中，内管的长度为激光分析仪的有效测量光程，在内管上设置有与样气进口相连通的内通孔，在两根外管背离气体分配器的一端上均设置有加热片，在两根外管设置有加热片的一端上分别设置有激光分析仪的发射单元及激光分析仪的接收单元，在激光分析仪的发射单元及激光分析仪的接收单元上均设置有氮气吹扫孔，氮气吹扫孔通过氮气管与氮气气源相连。

6、进一步的，前述的用于高温、高粉尘气体的恒温抽取检测系统，其中，在第一加热箱中设置有密封罩，初过滤器设置在密封罩中，差压旋风除尘采样器中的样气管依次穿过第一加热箱及密封罩后与初过滤器相连，在密封罩上连接有第一反冲管，在位于第二加热箱中的第一输气管上连接有第二反冲管，第一反冲管和第二反冲管均穿过第二加热箱后与氮气气源相连。

7、进一步的，前述的用于高温、高粉尘气体的恒温抽取检测系统，其中，在样气管上设置有保温护套，保温护套的下端伸入到负压导流管中并与负压导流管密封连接，保护套的上端穿过第一加热箱后与密封罩密封连接。

8、进一步的，前述的用于高温、高粉尘气体的恒温抽取检测系统，其中，在工艺管道上设置有两个差压旋风除尘采样器，两个差压旋风除尘采样器上的第一输气管与同一根第二输气管相连。

9、进一步的，前述的用于高温、高粉尘气体的恒温抽取检测系统，其中，在第二输气管上设置有第二球阀，在位于第二球阀与复合式激光测量管之间的第二输气管上连通有检测管，在检测管上设置有三通阀，三通阀的一端通过第一支管与零点气气源相连，三通阀的另一端通过第二支管与标气气源相连通。

10、进一步的，前述的用于高温、高粉尘气体的恒温抽取检测系统，其中，两根外管通过变径短节分别与激光分析仪的发射单元及激光分析仪的接收单元相连，变径短节密封固定在第三加热箱的侧壁上，激光分析仪的发射单元及激光分析仪的接收单元均位于第三加热箱的外侧。

11、所述的检测方法，使用上述的用于高温、高粉尘气体的恒温抽取检测系统，其步骤如下：

12、s1、启动第一加热箱、第二加热箱、第三加热箱及伴热电缆，然后打开第一球阀及采样泵，工艺管道中的高温气体遇到正压导流管的坡口上时会沿着进气空隙向上运动，然后从负压导流管上的外进气孔进入到排气空隙中，而负压导流管的坡口因气流分离而产生负压，进入到排气空隙中的高温气体在负压作用下就会向下流动，高温气体在螺旋盘的引导作用下就会高速旋转，在离心作用下，高温气体就会分层，靠近样气管的高温气体较为干净，远离样气管的高温气体中存在大颗粒粉尘，当分层的高温气体向下遇到内进气孔时，靠近样气管的高温气体在采样泵的抽气压力的作用下就会进入到样气管中，并作为高温样气往第一输气管方向运动，而大颗粒粉尘就会随着远离样气管的高温气体在负压作用下继续向下运动，直至重新掉落到工艺管道中，样气管中的高温样气经过初过滤器的粗过滤后进入到第一输气管中，然后进入到精过滤器中进行精过滤后；

13、s2、激光分析仪的发射单元和激光分析仪的接收单元上的氮气吹扫孔同时进行喷吹，经过精过滤的高温样气先通过气体分配器进入到内管中，高温样气汇聚在内管中逐渐将氮气排挤到外管中，当内管中充满高温样气后，多余的高温样气扩散到外管中后与氮气在内管的两端进行混合，氮气封堵在内管的两端，激光分析仪的发射单元及激光分析仪的接收单元对内管中的高温样气进行测量分析，从而得到高温样气中各成分的浓度；

14、s3、氮气与高温样气混合后一起回流到外管中并通过气体分配器中的回流孔流入到第三输气管中，第三输气管将氮气与高温样气的混合气体一起输送到稳压排放装置中进行水洗，然后排放出去。

15、进一步的，所述的检测方法，其中，在s1中，第一加热箱和伴热电缆的加热温度为110～115℃，第二加热箱和第三加热箱的加热温度为120～125℃。

16、进一步的，所述的检测方法，其中，在s1中，采样泵的抽气压力要大于工艺管道中的气体压力，在s2中，采样泵的抽气压力要大于激光分析仪的发射单元及激光分析仪的接收单元中的氮气吹扫孔所喷吹出来的氮气的压力。

17、本发明的优点在于：差压旋风除尘采样器利用压差就能对工艺管道中的高温气体进行取样，在取样后能够利用压差使高温气体进行离心除尘，去除掉高温气体中的大部分大颗粒粉尘，从而得到含有小颗粒粉尘的高温样气，然后将差压旋风除尘采样器得到的高温样气经过初过滤器和精过滤器的双重过滤后就能得到干净的高温样气，这样可以延长初过滤器的使用寿命，然后高温样气进入到复合式激光测量管中进行测量分析，复合式激光测量管利用特定波长的激光与高温样气中气体分子相互作用，通过分析激光通过气体后的强度变化或散射光的特性，来确定高温样气中的成分和各成分的浓度，具有较高的测量效率及测量精度，在整个输送、测量过程中，高温样气都是在高恒温条件下完成的，高温样气就不会发生冷凝，既不会有冷凝水影响复合式激光测量管的测量精度，也不会发生高温样气中的成分与冷凝水发生溶解，高温样气在没有发生物性和含量的变化下就完成了测量工作，保证了测量精度，而且最后通过稳压排放装置进行排放，稳压排放装置既能起到稳压作用，抵消掉工艺管道中的气压波动，防止工艺管道中产生的气压波动影响复合式激光测量管的测量精度，又能使高温样气中易溶于水的有害成分溶于水中，使高温样气符合排放标准。

技术实现思路