烟气监控系统用除水装置及烟气监控系统的制作方法

1.本实用新型涉及烟气监控的技术领域，尤其涉及一种烟气监控系统用除水装置及烟气监控系统。


背景技术：

2.cems是英文continuous emission monitoring system的缩写，是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置，被称为“烟气自动监控系统”，亦称“烟气排放连续监测系统”或“烟气在线监测系统”。
3.cems分别由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统组成。气态污染物监测子系统主要用于监测气态污染物(二氧化硫、氮氧化合物等)的浓度和排放总量；颗粒物监测子系统主要用来监测烟尘的浓度和排放总量；烟气参数监测子系统主要用来测量烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气含氧量、烟气湿度等，用于排放总量的积算和相关浓度的折算；数据采集处理与通讯子系统由数据采集器和计算机系统构成，实时采集各项参数,生成各浓度值对应的干基、湿基及折算浓度,生成日、月、年的累积排放量，完成丢失数据的补偿并将报表实时传输到主管部门。烟尘测试由跨烟道不透明度测尘仪、β射线测尘仪发展到插入式向后散射红外光或激光测尘仪以及前散射、侧散射、电量测尘仪等。
4.根据取样方式不同，cems主要可直接抽取测量，也可以是遥感测量。其中，直接抽取法cems取样预处理环节的主要问题就是除水除湿，是否能有效除水是关乎cems分析仪能否正常运行的必要条件，也是cems预处理最难的地方之一。
5.现有cems预处理的除水主要依靠温差将烟气中的水分快速冷凝成水，烟气伴热的温度控制在140摄氏度，制冷器温度控制在2摄氏度，制冷器冷腔是双腔设计，相当于是经过两级除水，然后通过蠕动泵排出。
6.发明人在实现本实用新型的过程中发现：超低排放以来，由于sncr(英文全称selective non-catalytic reduction，即选择性非催化还原对应的脱硝技术)的使用，烟气湿度变大，导致预处理除水不是很彻底很干净。制冷器冷腔虽然是双腔设计，但是烟气过来是先经过一级冷腔除水，出来再进入保护过滤器，然后出来再进行二级除水；这样二级冷腔因为没有温差的大变化，除水效果不明显，二级冷腔基本起不了多大作用。


技术实现要素：

7.为了解决现有直接抽取法cems仪表用多级除水装中二级冷腔不能很好起到除水效果的问题，本实用新型提供一种烟气监控系统用除水装置及烟气监控系统，通过对烟气提取元件构造关系的调整，烟气从一级冷腔出来后马上进入二级冷腔，增加了烟气的受冷面积；而且在保护过滤器和阻水过滤器之间增加一个膜式过滤器，对残余的水汽进一步处理，改善进入分析仪的烟气不含有水分，提高分析仪的测量准确性和稳定性，延长分析仪的
使用寿命。
8.为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案包括：
9.本实用新型一方面提供一种烟气监控系统用除水装置，其特征在于，包括：
10.一级冷腔、二级冷腔，所述二级冷腔直接与所述一级冷腔连接，使得烟气从所述一级冷腔出来后马上进入所述二级冷腔；
11.蠕动泵，用于排出所述一级冷腔和所述二级冷腔中产生的冷凝水；
12.保护过滤器，与所述二级冷腔的出口连接；
13.阻水过滤器，设置成隔离所述烟气中的水分，并将除水后的烟气送至烟气分析仪；以及
14.设置在所述保护过滤器和所述阻水过滤器之间的膜式过滤器，所述膜式过滤器包括吸水除湿用的过滤纸。
15.本实用新型优选的实施方式中，所述一级冷腔和所述二级冷腔之间直接设置有相互连通的通孔，或者所述一级冷腔和所述二级冷腔通过小于10mm的管道直接连接。
16.本实用新型优选的实施方式中，所述装置还包括：依次设置在所述保护过滤器和所述阻水过滤器之间的零气入口、取样泵和标气入口。
17.本实用新型进一步优选的实施方式中，所述膜式过滤器设置在所述取样泵出口、标气入口组成的取样烟气出口后面，使得进入所述阻水过滤器之前的取样烟气先经过所述膜式过滤器去水去湿。
18.本实用新型进一步优选的实施方式中，所述烟气经过所述保护过滤器后和所述零气一起送至所述取样泵。
19.本实用新型优选的实施方式中，所述蠕动泵包括两个入口管道和一个出口管道，所述两个入口管道分别连接至所述一级冷腔的出水口和所述二级冷腔的出水口。
20.本实用新型优选的实施方式中，所述装置还包括：与所述一级冷腔、所述二级冷腔连接的制冷器。
21.本实用新型另一方面还提供一种烟气监控系统，其特征在于，包括：
22.烟气收集器，用于收集待测试烟气；
23.烟气分析仪，用于分析所述待测试烟气中物质成分；以及
24.设置在所述烟气收集器和所述烟气分析仪之间的烟气监控系统用除水装置，所述烟气监控系统用除水装置为如权利要求1-7中任意一种所述烟气监控系统用除水装置。
25.本实用新型优选的实施方式中，所述系统还包括：显示装置和警示信息生成装置，所述显示装置用于显示所述待测试烟气中物质成分，所述警示信息生成装置用于在所述待测试烟气中特定物质成分超过预定值之后，发送警示信息。
26.本实用新型优选的实施方式中，所述烟气监控系统应用于火力发电厂，所述烟气收集器用于接收来自发电厂内燃煤锅炉排出的烟气。
27.采用本实用新型提供的上述技术方案，对烟气提取元件构造关系的调整，烟气从一级冷腔出来后马上进入二级冷腔，增加了烟气的受冷面积；而且在保护过滤器和阻水过滤器之间增加一个膜式过滤器，对残余的水汽进一步处理，改善进入分析仪的烟气不含有水分，提高分析仪的测量准确性和稳定性，延长分析仪的使用寿命。
28.实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书变
得显而易见，或者通过实施本实用新型的技术方案而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。
附图说明
29.图1为本实用新型实施例提供的一种烟气监控系统用多级除水装置的内部构造关系示意图。
30.图2为本实用新型实施例提供的一种烟气监控系统的内部构造关系示意图。
31.附图标记
32.110
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一级冷腔，
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120
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二级冷腔，
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130
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保护过滤器，
33.140-蠕动泵，
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150-零气入口，
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160-取样泵，
34.170-标气入口，
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180-膜式过滤器，
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190-阻水过滤器，
35.200-烟气监控系统，
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210-烟气收集器，
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220-多级除水装置，
36.230-烟气分析仪。
具体实施方式
37.以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，这些具体的说明只是让本领域普通技术人员更加容易、清晰理解本实用新型，而非对本实用新型的限定性解释；并且只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。
38.下面通过附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细描述：
39.实施例
40.如图1所示，本实施例提供一种烟气监控系统用除水装置，该除水装置包括：
41.一级冷腔110、二级冷腔120，二级冷腔120直接与一级冷腔110连接，使得烟气从一级冷腔110出来后马上进入二级冷腔120；其中，一级冷腔110和二级冷腔120的具体结构，本实施例不作限制，例如，一级冷腔110和二级冷腔120的结构可以相同，也可以不同；
42.蠕动泵140，用于排出一级冷腔110和二级冷腔120中产生的冷凝水；其中，蠕动泵140一般由三部分组成：驱动器，泵头和软管；流体被隔离在泵管中，蠕动泵就像用手指夹挤一根充满流体的软管，随着手指向前滑动管内流体向前移动；蠕动泵也是这个原理只是由滚轮取代了手指，通过对泵的弹性输送软管交替进行挤压和释放来泵送流体，就像用两根手指夹挤软管一样,随着手指的移动,管内形成负压,液体随之流动。
43.其中，本实施例优选的实施方式中，蠕动泵140包括两个入口管道和一个出口管道，两个入口管道分别连接至一级冷腔的出水口和二级冷腔的出水口，出口管道直接将蠕动泵140收集的水分排出。这样一级冷腔110和二级冷腔120，就可以共用一个蠕动泵140，但是本实施例不限于此，也可以分别在一级冷腔110和二级冷腔120对应的位置分别设置一个蠕动泵140。
44.保护过滤器130，与二级冷腔120的出口连接；其中，本实施例可以采用专用的cems保护过滤器，过滤器使用极细的高效滤芯，可靠的分离气体中所含固体，尤其是极细的固体
颗粒；该过滤器采用标准件结构、过滤头、外壳及滤芯均具备极高的兼容性，使得安装简便，并且能适应安装现场的各种不同要求；例如，过滤器采用玻璃外壳,滤芯的污染程度可从外部直接观察到；气体不与玻璃外壳,产生化学反应，更换滤芯不需工具，o型圈的安装处于最佳位置；通用型、操作可靠，易于维护。更具体地，该采样接口采用ptfe npt4/6mm，操作压力(20℃)max.5bar.abs；适配器gl接口压力5bar abs；最大容量65cm3；过滤材质：滤芯陶瓷和四氟滤芯。
45.阻水过滤器190，设置成隔离烟气中的水分，并将除水后的烟气送至烟气分析仪；例如，采用型号为sartoiab-p20的阻水过滤器，该阻水过滤器配0.22um孔径的醋酸纤维素除菌滤膜过滤器采用无菌单个包装，适用于培养基或培养液的除菌过滤，处理量为0.1l—5l；具有过滤面积大的优点，并且在滤器上端设计有8个带ptfe的排气孔，在过滤过程中有自动排气功能，避免产生气阻，因此过滤速度非常快，过滤器更加装了玻璃纤维过滤膜，既能过滤粘稠的难过滤的液体，也能保证理想的高流速。
46.如图1所示，本实施例提供的烟气监控系统用除水装置还包括设置在保护过滤器130和阻水过滤器190之间的膜式过滤器180，膜式过滤器180包括吸水除湿用的过滤纸；其除水除湿的原理是：在一个塑料密封桶中加入吸水除湿滤纸，达到进一步除水除湿的目的；其具体实现包括但不限于直接采用戈尔薄膜液体过滤器。
47.采用本实施例提供的上述技术方案，对烟气提取元件构造关系的调整(尤其是二级冷腔120和一级冷腔110之间构造关系的改进)，烟气从一级冷腔110出来后马上进入二级冷腔120，增加了烟气的受冷面积；而且在保护过滤器130和阻水过滤器190之间增加一个膜式过滤器150，对残余的水汽进一步处理，改善进入分析仪的烟气不含有水分，提高分析仪的测量准确性和稳定性，延长分析仪的使用寿命。
48.需要说明的是，图1中烟气提取元件构造仅仅是按照烟气流向对应的示意图，对于各个元件上下位置之间的构造关系，可以结合实际工程需求进行合理布置即可；本实施例不对其进行具体的限制。
49.如图1所示，本实施例优选的实施方式中，一级冷腔110和二级冷腔120之间直接设置有相互连通的通孔，或者一级冷腔和二级冷腔通过小于10mm的管道直接连接。
50.现有技术中制冷器冷腔虽然是双腔设计，但是其主要除水过程是在经过第一腔室的时候完成，第二腔室基本没有水分排出；而本实施例提供的除水装置提高二级腔室除水的效率，使冷腔的制冷效果得到很大的提升，最大程度的降低烟气中的含水量，提高分析仪的使用寿命。而且一级除水出来后到二级除水之间的管路要尽可能短，这样可以让上述二级腔室除水的效率提升更加明显。
51.如图1所示，本实施例优选的实施方式中，除水装置还包括：依次设置在保护过滤器130和阻水过滤器190之间的零气入口150、取样泵160和标气入口170。
52.进一步优选的实施方式中，膜式过滤器180设置在取样泵160出口、标气入口150组成的取样烟气出口后面，使得进入阻水过滤器190之前的取样烟气先经过膜式过滤器180去水去湿。并且烟气经过保护过滤器130后和零气一起送至取样泵160。
53.本实施例优选的实施方式中，除水装置还包括：与一级冷腔110、二级冷腔120连接的制冷器(未示出)；制冷器的数量可以是1个，这样两个冷腔共用一个，也可以分别在两个冷腔处设置1个冷却器。
54.如图2所示，本实施例还提供一种烟气监控系统200，该烟气监控系统200包括：
55.烟气收集器210，用于收集待测试烟气；
56.烟气分析仪230，用于分析待测试烟气中物质成分；以及
57.设置在烟气收集器210和烟气分析仪230之间的烟气监控系统用除水装置220，该烟气监控系统用除水装置220为图1和上述实施例提及的烟气监控系统用除水装置。
58.本实施例优选的实施方式中，烟气监控系统200还包括：显示装置(未示出)，该显示装置可以是一个液晶屏，用于显示烟气分析仪230分析烟气中各种成分的含量；警示信息生成装置(未示出)，用于在待测试烟气中特定物质成分超过预定值之后，发送警示信息；例如直接发送报警信息，或者发送短信、邮件给管理人员。
59.本实施例优选的实施方式中，烟气监控系统200应用于火力发电厂，烟气收集器用于接收来自发电厂内燃煤锅炉排出的烟气。
60.采用本实施例提供的上述技术方案，对烟气提取元件构造关系的调整，烟气从一级冷腔出来后马上进入二级冷腔，增加了烟气的受冷面积；而且在保护过滤器和阻水过滤器之间增加一个膜式过滤器，对残余的水汽进一步处理，改善进入分析仪的烟气不含有水分，提高分析仪的测量准确性和稳定性，延长分析仪的使用寿命。
61.最后需要说明的是，上述说明仅是本实用新型的最佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，都可利用上述揭示的做法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和简单的替换等，这些都属于本实用新型技术方案保护的范围。