专利名称：烟气监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及烟气监测，特别涉及待测管道内烟气中金属或非金属含量的监测系统。
背景技术：
烟气连续监测装置是ー种烟气排放污染源的重金属或非金属成分的监测系统，该监测系统主要经等动力采样探头抽取畑 或管道内的烟气，经过采样预处理装置，实现烟气重金属或非金属成分的无损检測。对于烟气重金属或非金属元素含量的监测，一般手动采样器从烟 或管道采集样品，收集的样品经过处理后，封存完毕，带回实验室检测；限于现场作业条件、天气、人员等因素影响，手动采样的数量、连续性受到影响，采集的样品个数受限，不能反映エ况企业的污染物排放情況；另外，不同的作业人员在样品采集、实验操作过程中会存在差异，会对测量值准确性造成影响。

实用新型内容为了解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种自动化程度高、全天候、无损样品的在线监测系统。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的管道内烟气的监测系统，所述监测系统包括采样探头，所述采样探头设置在待测管道内，包括探头罩、锥形体；所述锥形体设置在探头罩内部，且内部设有烟气通道；—次采样管，所述一次采样管的内径和所述锥形体内部的烟气通道的内径相同并连通；静止室，所述静止室设置在所述一次采样管上，且内径大于所述一次采样管；第一抽气泵，所述抽气泵设置在所述静止室下游的一次采样管上；第一流量计，所述第一流量计设置在所述一次采样管上；二次采样管，所述二次采样管的一端伸入所述静止室内，且轴向与连接静止室的一次米样管的轴向平行；喷嘴运动设备。所述喷嘴运动设备用于移动所述二次采样管的一端压紧滤膜和离开滤膜表面；富集单元,所述富集单元包括主动轮、从动轮、滤膜及驱动单元,所述滤膜用于滤除烟气中的粉尘；尾气管，所述二次采样管和尾气管分别处于所述滤膜的上下两侧；第二抽气泵，所述第二抽气泵设置在所述尾气管上；第二流量计，所述第二流量计设置在所述二次采样管或尾气管上，输出端连接测量单元;测量单元，所述测量単元用于检测所述滤膜上富集的粉尘中金属或非金属含量；[0018]控制电路，所述控制电路的输出端连接所述喷嘴运动设备、驱动単元和测量单元。根据上述的监测系统，优选地，所述测量单元采用X射线荧光光谱分析仪或冷蒸汽原子吸收光谱分析仪。根据上述的监测系统，优选地，所述第一抽气泵包括气体通道、进气通道、排气通道和气源；所述进气通道、排气通道连通所述气体管道，所述气体通道、进气通道和排气通道的连通处是膨胀区；所述进气通道和气体通道间的夹角处于(0，90°」，气体通道与排气
通道的夹角处于19(^1801,所述进气通道与排气通道间的夹角处于[QOfj ,1801;所述气源与
所述气体通道连通。根据上述的监测系统，优选地，所述膨胀区的压カ低于大气压。 根据上述的监测系统，优选地，当所述待测管道内的烟气流速处于5-30m/s时，所述锥形体内的气体通道的内径为30_60mm。根据上述的监测系统，优选地，所述锥形体内气体通道的开ロ端迎着烟气流向。根据上述的监测系统，可选地，所述监测系统还包括伴热装置，所述伴热装置用于伴热所述一次采样管内的烟气。与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为I、无需人工采样，无样品保存运输过程，样品损失少。系统的集成化程度高，不受天气、人员因素影响，可实现全天候采样，采集样品数量多，能全面掌握当前监测烟囱的污染物排放状況。2、采用无损检测的分析仪，样品无需化学消解等复杂过程即可检测，測量时间短，能快速实现样品检测，測量值实时上传至エ厂及上级监管部门，对于超标排放情况，能进行迅速有效监管。3、传统消解检测方法，样品是一次性的，无存留；采用无损检测的分析仪，样品能存留下来，利于样品比对及数据核查。

參照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中图I是根据本实用新型实施例I的监测系统的基本结构图；图2是根据本实用新型实施例I的采样探头的基本结构图；图3是根据本实用新型实施例I的第一抽气泵的基本结构图；图4是根据本实用新型实施例I的富集単元的基本结构图；图5是根据本实用新型实施例I的监测方法的流程图。
具体实施方式
图1-5和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。实施例I :图I示意性地给出了本实用新型实施例的管道内烟气的监测系统的基本结构图。如图I所示，所述监测系统包括采样探头2，所述采样探头2设置在待测管道I内。图2示意性地给出了一种采样探头的基本结构图，如图2所示，所述采样探头包括探头罩20、锥形体23 ;所述锥形体23设置在探头罩20内部，且内 部设有烟气通道22 ;通过该结构使得待测管道I内的烟气以不变的流速进入所述烟气通道22。优选地，当所述待测管道内的烟气流速处于5-30m/s时，所述锥形体内的气体通道的内径为30-60mm。一次采样管3，所述一次采样管3的内径和所述锥形体内部的烟气通道22的内径相同并连通，从而将待测管道I内的烟气引出管道。可选地，在所述一次采样管上设置伴热装置4，如PTC伴热带，所述伴热装置对于本领域内的技术人员来说是容易理解的现有技术，在此不再赘述。静止室5，所述静止室5设置在所述一次采样管3上，且内径大于所述一次采样管3;所述静止室5采用一段较粗的弯管，两端套接在一次采样管3上，进ロ方向和出口方向垂直。第一抽气泵11，所述抽气泵11设置在所述静止室5下游的一次采样管3上。优选地，所述第一抽气泵11采用如下结构图3示意性地给出了第一抽气泵的基本结构图，如图3所示，所述第一抽气泵具有气体通道111、进气通道112、排气通道113和气源14 ;所述进气通道112、排气通道113连通所述气体管道111，所述气体通道111、进气通道112和排气通道113的连通处是膨胀区114;所述进气通道112和气体通道111间的夹角处于(0，90°」，气体通道111与排气通道
113的夹角处于所述进气通道112与排气通道113间的夹角处于[qO'ISoM;所述气源14与所述气体通道111连通。第一抽气泵11在工作过程中，膨胀区114的压カ要低于大气压，从而不仅将待测管道I内的烟气抽出，还需在二次采样管6 —端抬离滤膜时将ニ次采样管6内残留的烟气抽走。第一流量计10，所述第一流量计设置在所述一次采样管上；二次采样管6，所述二次采样管6的一端伸入所述静止室5内，且轴向与连接静止室5的一次采样管3的轴向平行，从而使得一次采样管3内的烟气按照原有的流动方向进入二次采样管6内。喷嘴运动设备，所述喷嘴运动设备用于移动所述二次采样管的一端压紧滤膜和离开滤膜表面；所述喷嘴运动设备既可以采用人工，还可以采用步进电机的移动轨道。富集单元7,图4示意性地给出了富集单元的基本结构图，如图4所示,所述富集単元7包括主动轮75、从动轮76、滤膜73及其驱动单元，所述滤膜73用于滤除烟气中的粉
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土 ;尾气管，所述二次采样管和尾气管分别处于所述滤膜的上下两侧；第二抽气泵9，所述第二抽气泵设置在所述尾气管上；第二流量计8，所述第二流量计设置在所述二次采样管6或尾气管上，输出端连接测量单元；测量单元74，所述测量単元74用于检测所述滤膜73上富集的粉尘中金属或非金属含量，并根据第二流量计8传送来的流量信息得到待测管道·内烟气中金属或非金属的含量。可选地，所述测量単元74采用X射线荧光光谱分析仪或冷蒸汽原子吸收光谱分析仪；控制电路，所述控制电路的输出端连接所述喷嘴运动设备、驱动単元和测量单元，用于控制所述二次采样管一端的移动、主动轮的转动、測量単元的工作。图5示意性地给出了本实用新型实施例的烟气监测方法的流程图。如图5所示，所述监测方法包括以下步骤(Al)采样步骤二次采样管的一端压紧滤膜，在第一抽气泵的抽吸下，待测管道内的烟气以同于待测管道内的流速进入采样探头，之后通过一次采样管进入内径大于一次采样管的静止室内；可选地，所述采样探头设置在待测管道内，包括探头罩、锥形体；所述锥形体设置在探头罩内部，且内部设有烟气通道。优选地，所述第一抽气泵包括气体通道、进气通道、排气通道和气源；所述进气通道、排气通道连通所述气体管道，所述气体通道、进气通道和排气通道的连通处是膨胀区；所述进气通道和气体通道间的夹角处于(0，90°」，气体通道与排气通道的夹角处于
所述进气通道与排气通道间的夹角处于,1801;所述气源与所述气体通道连通。第一抽气泵在工作过程中，膨胀区的压カ要低于大气压，从而不仅将待测管道内的烟气抽出，还需在二次采样管一端抬离滤膜时将二次采样管内残留的烟气抽走。在第二抽气泵的抽吸下，一次采样管内的烟气进入伸入到静止室内的二次采样管，之后烟气中的粉尘被滤膜过滤并累积，利用第二流量计测得在过滤时间内通过二次采样管的烟气流量，并传送到测量单元；(A2)測量步骤所述二次采样管的一端抬离滤膜，所述滤膜移动，測量单元测量所述滤膜上累积的粉尘中金属或非金属的含量，再根据接收到的烟气流量而获得待测管道内烟气中金属或非金属的含量；所述第一抽气泵继续工作，从而将所述二次采样管内的烟气抽走，避免了二次采样管内的残留烟气逸出而腐蚀各种部件，如富集単元、测量单元等。根据本实用新型实施例I达到的益处在于以同于待测管道内烟气流速采样烟气，并伴热了采样烟气，避免了测量的失真；在測量步骤中，第一抽气泵继续工作，防止了ニ次采样管内的残留烟气逸出而腐蚀富集単元、测量单元等部件。实施例2 根据本实用新型实施例I的监测系统及方法在垃圾焚烧厂烟囱内烟气监测中的应用例。所述烟囱内的烟气的流速为20m/s，含有汞、铅、铬、神等金属、非金属元素。在该应用例中，采样探头内烟气通道的内径为50mm，和一次采样管的内径相同。所述一次采样管的弯曲较小，也即弯曲角为钝角或直角，并设置有PTC伴热带，以便伴热一次采样管内的烟气。静止室的采用弯管，内径为60_，使得一次采样管内的烟气进入静止室后減速、混合均匀。第一抽气泵中进气通道与排气通道、气体通道间的夹角分别为180度、90度，气源采用压缩空气。測量单元采用X射线荧光光谱分析仪，具体结构和測量原理是本领域的现有技术，在此不再赘述。第二抽气泵采用隔膜泵。喷嘴运动设备采用步进电机及其驱动的轨道，而二次采样管的一端设置在所述轨道上。如图4所示，在二次采样管的一端设有护套70、喷嘴72，两者之间设有密封圈71。所述步进电机、驱动单元、测量单元的输入端连接控制电路，由控制电路发出指令，从而使得在采样步骤中，滤膜静止，二次采样管的一端压紧滤膜，而在测量步骤中，所述二次采样管的一端抬离滤膜，而主动轮带动滤膜移动一定距离，并使得所述分析仪工作，以测量所述滤膜上富集的尘中金属、非金属含量。 上述实施例中示例性地给出了垃圾焚烧厂烟囱内烟气监测的情况，当然还可以应 用在其它领域，如火电厂、金属冶炼厂等，测量原理与上述实施例相同，具体实施方式
对于本领域的技术人员来说是容易理解的，且在上述实施例基础上不需要付出创造性劳动即可获得。
权利要求1.管道内烟气的监测系统，所述监测系统包括 采样探头，所述采样探头设置在待测管道内，包括探头罩、锥形体；所述锥形体设置在探头罩内部，且内部设有烟气通道； 一次采样管，所述一次采样管的内径和所述锥形体内部的烟气通道的内径相同并连通； 静止室，所述静止室设置在所述一次采样管上，且内径大于所述一次采样管； 第一抽气泵，所述抽气泵设置在所述静止室下游的一次采样管上； 第一流量计，所述第一流量计设置在所述一次采样管上； 二次采样管，所述二次采样管的一端伸入所述静止室内，且轴向与连接静止室的一次采样管的轴向平行； 喷嘴运动设备，所述喷嘴运动设备用于移动所述二次采样管的一端压紧滤膜和离开滤膜表面； 富集单元，所述富集单元包括主动轮、从动轮、滤膜及其驱动单元，所述滤膜用于滤除烟气中的粉尘； 尾气管，所述二次采样管和尾气管分别处于所述滤膜的上下两侧； 第二抽气泵，所述第二抽气泵设置在所述尾气管上； 第二流量计，所述第二流量计设置在所述二次采样管或尾气管上，输出端连接测量单元; 测量单元，所述测量単元用于检测所述滤膜上富集的粉尘中金属或非金属含量； 控制电路，所述控制电路的输出端连接所述喷嘴运动设备、驱动単元和测量单元。
2.根据权利要求I所述的监测系统，其特征在于所述测量单元采用X射线荧光光谱分析仪。
3.根据权利要求I所述的监测系统，其特征在于所述第一抽气泵包括气体通道、进气通道、排气通道和气源；所述进气通道、排气通道连通所述气体管道，所述气体通道、进气通道和排气通道的连通处是膨胀区；所述进气通道和气体通道间的夹角处于(0，90°」，气体通道与排气通道的夹角处于[90° ,ISOfi j,所述进气通道与排气通道间的夹角处于190^180°所述气源与所述气体通道连通。
4.根据权利要求3所述的监测系统，其特征在于所述膨胀区的压カ低于大气压。
5.根据权利要求I所述的监测系统，其特征在于当所述待测管道内的烟气流速处于5-30m/s时，所述锥形体内的气体通道的内径为30_60mm。
6.根据权利要求I所述的监测系统，其特征在于所述锥形体内气体通道的开ロ端迎着烟气流向。
7.根据权利要求I所述的监测系统，其特征在于所述监测系统还包括伴热装置，所述伴热装置用于伴热所述一次采样管内的烟气。
专利摘要本实用新型提供了管道内烟气的监测系统，包括采样探头，设置在待测管道内，包括探头罩、锥形体；所述锥形体设置在探头罩内部，且内部设有烟气通道；一次采样管，内径和所述锥形体内部的烟气通道的内径相同并连通；静止室，设置在所述一次采样管上，且内径大于所述一次采样管；第一抽气泵；第一流量计，设置在所述一次采样管上；二次采样管，一端伸入所述静止室内，且轴向与连接静止室的一次采样管的轴向平行；喷嘴运动设备，用于移动所述二次采样管的一端压紧滤膜和离开滤膜表面；富集单元；尾气管，二次采样管和尾气管分别处于所述滤膜的上下两侧；第二抽气泵，设置在所述尾气管上；第二流量计，设置在二次采样管或尾气管上，输出端连接测量单元；测量单元；控制电路，输出端连接所述喷嘴运动设备、驱动单元和测量单元。本实用新型具有检测时间短、精确度高等优点。
文档编号G01N1/24GK202404044SQ20112057758
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者冯长宏, 周正平, 郭生良, 陈侠胜, 陈生龙 申请人:杭州聚光环保科技有限公司, 聚光科技(杭州)股份有限公司