烟道气体在线分析装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种烟道气体在线分析装置，该分析装置包括：水冷取气管，接合到烟道的烟气流经的上游的位置，并与烟道相连通，水冷取气管的外围布置有水冷却系统；水冷除尘室，接合到水冷取气管的另一端，水冷除尘室的外围布置有水冷却系统；除尘管，位于水冷除尘室中；分析通道管，分析通道管和除尘管与水冷除尘室之间通过法兰盘连接，并与除尘管相连通；激光分析仪，设置在分析通道管上；排气管，排气管的一端接合到分析通道管并与分析通道管相连通，另一端接合到烟道的烟气流经的下游的位置并与烟道相连通；抽气泵，邻近于烟道并设置在排气管上。根据本实用新型的装置，由于取气造成的延时很短，使得缩短了分析系统的延迟时间。
【专利说明】烟道气体在线分析装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于高温废气检测分析【技术领域】，具体地讲，涉及一种对炼钢或其它工业的高温烟道中的气体进行在线分析的装置。
【背景技术】
[0002]炼钢转炉以及其它冶炼或燃烧装备在生产中所产生的大量含尘高温废气通过烟道(或烟气管道)输送到除尘系统中。然而，在生产过程中，随着时间的不同或生产工艺的变化，所产生的气体成分也会随之发生变化。烟气内的成分在很大程度上反映了生产的状况和生产的进程，因此，可以根据烟气内的信息对炼钢转炉或其它冶炼设备的生产进行实时动态过程控制。
[0003]目前，国内外采用高温烟气在线分析的方法主要有两种。一种方法为在经过除尘设备以后的冷端进行取样在线分析，优点是不需要对取样器的端部进行冷却，取样过滤器寿命长；缺点是分析结果相对于生产过程来说严重延迟(一般延迟时间大约为30min以上)，获得的数据不能反映当前正在进行的生产状况，其数据不能用于生产过程控制，只能作为生产监视参考。另一种方法为在烟道的高温端通过高温取样探头取样进行在线分析，并且经过比较长的管道的气体除尘预处理和终处理系统才能进入分析仪中进行烟气成分分析，这种方法的优点是在时效性上比在冷端进行取样在线分析有很大的改进，但是缺点是采用的分析仪大多为质谱分析仪或拉曼激光分析仪，建设投资费用大，而且高温取样探头易被损坏。另外，这种方法使用的气体处理系统的管道比较长，因此也存在一定的分析延时问题(一般延迟时间大约在15s以上)。
实用新型内容
[0004]针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。
[0005]根据本实用新型的一方面，提供一种烟道气体在线分析装置，所述烟道气体在线分析装置包括:水冷取气管，接合到烟道的烟气流经的上游的位置，并与烟道相连通，其中，水冷取气管的外围布置有水冷却系统；水冷除尘室，接合到水冷取气管的另一端，其中，水冷除尘室的外围布置有水冷却系统；除尘管，位于水冷除尘室中，以过滤烟气；分析通道管，分析通道管和除尘管与水冷除尘室之间通过法兰盘连接，并与除尘管相连通；激光分析仪，设置在分析通道管上，以检测分析通道管中的气体；排气管，排气管的一端接合到分析通道管并与分析通道管相连通，另一端接合到烟道的烟气流经的下游的位置并与烟道相连通；抽气泵，邻近于烟道并设置在排气管上。
[0006]根据本实用新型的实施例，所述烟道气体在线分析装置还可以包括切断阀和反吹管，切断阀位于抽气泵的上方并设置在排气管上，反吹管位于切断阀上方并设置在排气管上，并且在反吹管上设置有反吹阀。
[0007]根据本实用新型的实施例，所述水冷取气管可以沿与水平面垂直的方向通过焊接或铆接的方式固定到烟道。
[0008]根据本实用新型的实施例，所述激光分析仪的发射器与接收器可以布置在分析通道管的两端，以检测分析通道管中的气体。
[0009]根据本实用新型的烟道气体在线分析装置，由于取气造成的延时很短，使得缩短了分析系统的延迟时间，能够满足生产控制对信息反馈的需求。另外，本实用新型的分析装置采用全封闭系统，从而不会对环境造成污染。此外，本实用新型的分析装置具有结构简单、投资少等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]通过下面结合附图进行的对实施例的描述，本实用新型的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中:
[0011]图1是示出了根据本实用新型的烟道气体在线分析装置的结构示意图。
[0012]附图标记说明如下:
[0013]100-分析装置；110-水冷取气管；120-水冷除尘室；130_除尘管；140_分析通道管；150_激光分析仪；160_排气管；170_抽气泵；180_切断阀；190_反吹阀；200_烟道。
【具体实施方式】
[0014]下面将通过参照附图来描述实施例，以解释本实用新型。然而，本实用新型可以以多种不同的形式来实施，不应该被理解为局限于在此提出的示例性实施例。提供这些实施例使本实用新型的公开将是彻底和完全的，并将本实用新型的范围充分地传达给本领域的技术人员。
[0015]在下文中，将描述根据本实用新型的示例性实施例的烟道气体在线分析装置100。
[0016]图1是示出了根据本实用新型的烟道气体在线分析装置的结构示意图。参照图1，本实用新型的烟道气体在线分析装置100包括:水冷取气管110，接合到烟道200的烟气流经的上游的位置，并与烟道200相连通，其中，水冷取气管110的外围设置有水冷却系统；水冷除尘室120，接合到水冷取气管110的另一端，其中，水冷除尘室120的外围设置有水冷却系统；除尘管130，位于水冷除尘室120中，以过滤烟气；分析通道管140，分析通道管140和除尘管130与水冷除尘室120之间通过法兰盘连接，并与除尘管130相连通；激光分析仪150，设置在分析通道管140上，以检测分析通道管140中的气体；排气管160，排气管160的一端接合到分析通道管140并与分析通道管140相连通，另一端接合到烟道200的烟气流经的下游的位置并与烟道200相连通；抽气泵170，邻近于烟道200并设置在排气管160上。
[0017]本实用新型的烟道200是指炼钢转炉中的高温烟气管道。然而，本实用新型不限于此。
[0018]水冷取气管110可以采用本领域常用的管，例如，钢管等。根据本实用新型，水冷取气管110设置在诸如余热锅炉的高温烟气管道等的烟道200中的烟气流经的上游的位置。此外，可以通过焊接或铆接的方式将水冷取气管110固定在烟道200上，以使水冷取气管110与烟道200相连通，从而保证烟道200中的烟气进入到水冷取气管110。
[0019]根据本实用新型的实施例，水冷取气管110可以以与水平面垂直(或竖直)的方式接合(例如，焊接)到烟道200，从而便于灰尘返回到烟道200中。将在下面具体阐述以竖直的方式设置的水冷取气管如何便于灰尘返回到烟道中。
[0020]水冷除尘室120接合(例如，焊接)到水冷取气管110上，以用于接收来自水冷取气管110的烟气。穿过水冷取气管110进入到水冷除尘室120内的烟气，通过位于水冷除尘室120中的除尘管130过滤，以使烟气中的气体和灰尘分离。
[0021]在本实用新型的实施例中，水冷取气管110和水冷除尘室120的外围均布置有水冷却系统(未示出)。通过这种方式对水冷取气管I1和水冷除尘室120中的烟气进行冷却，可以提高水冷取气管和水冷除尘室的使用寿命，并且具有抗高温的作用。
[0022]水冷除尘室120与除尘管130和分析通道管140之间通过法兰盘连接，使得分析通道管140与水冷除尘室120中的除尘管110相连通。
[0023]激光分析仪150设置在分析通道管140上。优选地，激光分析仪150的发射器(未示出)与接收器(未示出)布置在分析通道管140的两端，以检测分析通道管140中的气体。采用激光分析仪150对分析通道管140中的气体进行在线快速分析，并将检测信息传送到计算机后，可以对生产过程进行监视和工业控制。根据本实用新型，激光分析仪150的发送器(未示出)和接收器(未示出)直接安装在分析通道管140上，检测点距离烟道取样点很近，由于取气造成的延时很短，分析激光仪的分析时间在Is以内，取气运动时间在2s以内，因此总的分析延迟为3s以内，相比冷端分析延时30min以上，常规热端在线分析延时15s以上来说已大大提高了在线分析的时效性，能够满足生产动态控制对快速反馈信息的需要。
[0024]排气管160可以采用本领域常用的管，例如，钢管等。排气管160的一端可以通过焊接的方式固定在分析通道管140上并与分析通道管140相连通，排气管160的另一端也可以通过焊接的方式固定在烟道200上并与烟道200相连通。另外，根据本实用新型，排气管160设置在烟道200中的烟气流经的下游的位置。
[0025]抽气泵170可以是本领域惯用的泵，例如，高温机械泵或喷射泵等。抽气泵170设置在邻近于烟道200处，可以快速地将气体排回到烟道200中。
[0026]根据本实用新型的实施例，本领域技术人员可以在本实用新型的教导下对各管路选用合适的长度和直径。
[0027]根据本实用新型的实施例，该分析装置100还可以包括切断阀180和反吹管。切断阀180位于抽气泵170的上方并设置在排气管160上。反吹管(未示出)位于切断阀180的上方并设置在排气管160上，并且在反吹管上设置有反吹阀190。
[0028]根据本实用新型的分析装置，在停止分析检测后，关闭切断阀180并打开反吹管上的反吹阀190，通过向反吹管中通入气体(例如，氮气或空气)来清理排气管160、分析通道管140、除尘管130、水冷除尘室120以及水冷取气管110上沉积或可能沉积的灰尘，清理下来的灰尘通过以竖直的方式设置的水冷取气管110直接排入到烟道200中，从而完成整个分析装置的清理。
[0029]下面将详细描述本实用新型的烟道气体在线分析装置100的使用过程。
[0030]在需要对高温烟道中的气体进行在线分析时，打开抽气泵170和切断阀180，烟道200中的烟气在抽气泵170的作用下进入水冷取气管110和水冷除尘室120中。经水冷系统冷却并经除尘管130过滤后的气体进入分析通道管140中。经除尘过滤后的气体在通过分析通道管140的同时，激光分析仪150对分析通道管140中的气体进行在线快速分析，并将检测信息传送到计算机，因此可以对生产过程进行监视和工业控制。分析通道管140中的气体流入排气管160中，继而流入烟道200中。在分析完成后，将设置在排气管160上的切断阀180关闭，并打开设置在反吹管上的反吹阀190。向反吹管中通入诸如氮气或空气的气体，通入的气体对排气管160、分析通道管140、除尘管130、水冷除尘室120以及水冷取气管110进行清理以将附积在上述装置中的灰尘吹掉并返回到烟道200中。清理完毕后，关闭反吹阀190等待下次分析。
[0031]综上所述，根据本实用新型的烟道气体在线分析装置，由于取气造成的延时很短，使得缩短了分析装置的延迟时间，满足生产控制对信息反馈的需求。例如，本实用新型的分析装置的延迟时间为3s内。
[0032]在现有技术中，炼钢转炉以及其它冶炼或燃烧装置的高温烟气管道内的烟气成分分析受到高温、粉尘、气体分析延时等诸多因素影响，时常造成分析困难、系统造价高、维护量大、对生产指导的作用降低等等问题。根据本实用新型，采用将取气与分析系统组合在一起，采用紧凑型结构，关键部位采用水冷，无消耗件，取气分析排气总体管路短。
[0033]另外，采用本实用新型的高温烟气管道气体分析装置，将其设备安装在高温烟气管道的高温端，分析设备距离生产设备(例如，炼钢转炉)很近，分析采用激光在线气体分析仪进行非接触式直接分析，从气路上仅经过一次高温除尘管除尘，总体管路短，大大缩短了分析延迟时间，系统分析延迟时间达到3秒以内，满足生产控制对信息反馈的需要。而且，本实用新型的分析装置采用全封闭系统，排出的气体和清理后的气体均返回到烟道中，整个过程无烟体粉尘排放，从而不会对环境造成污染。
[0034]此外，本实用新型的分析装置具有结构简单、投资少等优点。
[0035]以上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和组合，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种烟道气体在线分析装置，其特征在于，所述烟道气体在线分析装置包括: 水冷取气管，接合到烟道的烟气流经的上游的位置，并与烟道相连通，其中，水冷取气管的外围布置有水冷却系统； 水冷除尘室，接合到水冷取气管的另一端，其中，水冷除尘室的外围布置有水冷却系统； 除尘管，位于水冷除尘室中； 分析通道管，分析通道管和除尘管与水冷除尘室之间通过法兰盘连接，并与除尘管相连通； 激光分析仪，设置在分析通道管上； 排气管，排气管的一端接合到分析通道管并与分析通道管相连通，另一端接合到烟道的烟气流经的下游的位置并与烟道相连通； 抽气泵，邻近于烟道并设置在排气管上。
2.根据权利要求1所述的烟道气体在线分析装置，其特征在于，所述烟道气体在线分析装置还包括切断阀和反吹管，切断阀位于抽气泵的上方并设置在排气管上，反吹管位于切断阀上方并设置在排气管上，并且在反吹管上设置有反吹阀。
3.根据权利要求1所述的烟道气体在线分析装置，其特征在于，所述水冷取气管沿与水平面垂直的方向通过焊接或铆接的方式固定到烟道。
4.根据权利要求1所述的烟道气体在线分析装置，其特征在于，所述激光分析仪的发射器与接收器布置在分析通道管的两端。
【文档编号】G01N21/85GK204188532SQ201420682014
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】何平, 张海风 申请人:钢铁研究总院