一种气体分析预处理装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于气体检测领域，特别涉及一种气体分析预处理装置及方法。
【背景技术】
[0002] 能源的长期稳定可持续利用，是国家的一项重要战略任务，近年来国家大力提倡 新能源开发与利用、制定新能源战略，煤/生物质气化技术是一种将固体燃料转换成可燃 气体的新能源利用技术，转换后的可燃气需经气体检测仪对其进行监测和分析，可是煤/ 生物质气化技术在产生可燃气体的同时会产生焦油和飞灰颗粒，在气体分析仪监测、分析 被测样气的同时，焦油和飞灰颗粒也会进入设备内部，污染设备探头、影响设备的精度，长 时间还会损坏设备，影响设备的安全稳定运行。随着秸杆技术的推广应用，清除焦油技术的 技术和方法越来越多，主要包括活性炭等带简易预处理功能的气体分析系统，主要清除方 法是当样气通过吸附系统时，把其中通过的焦油粘附在滤料上，其缺点是经过一定时间的 使用，焦油会越来越多，会影响检测设备的精度，当焦油量积累到达到一定程度时，气体分 析系统就会出现故障，不能正常工作。因此，需要经常更换滤料，利用该方法除焦油可以除 掉部分焦油，但是效果不佳，会导致测试精度差，稳定性差，并且浪费成本。另外还有一种物 理除焦油方法是水洗除焦油系统，其主要方法是将含有焦油及灰飞的样气从水箱经过，利 用水滴和颗粒物的惯性碰撞将焦油和灰飞从样气中脱离出来，主要利用合适的气流速度、 适度的水量和喷水的方式，还需要另外配置废水处理装置，利用该水洗除焦油系统可以除 去一定量的焦油，但是效果不好，净化不彻底；主要缺点是会浪费大量的水资源，除焦油废 水会造成二次污染，大量焦油并没有实质意义的被去除，造成能源浪费，且除焦油效果不 佳。
【发明内容】
[0003] 本发明针对上述问题，提供一种可完全清除焦油及灰飞颗粒的装置及方法。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0005] -种气体分析预处理装置，包括一级过滤炉和二级过滤炉；反吹氮气进口、空气进 口、样气进口通过若干三通阀以及电磁控制阀与一级过滤炉连通；反吹氮气进口、空气进 口、样气进口还通过若干三通阀以及电磁控制阀与二级过滤炉连通；样气出口通过三通阀 以及电磁控制阀与一级过滤炉连通；一级过滤炉和二级过滤炉分别通过电磁控制阀与排污 出口连通。
[0006] 在上述的一种气体分析预处理装置，所述一级过滤炉和二级过滤炉的内部均设置 有耐高温材料的滤芯，并且由电磁控制阀控制样气、空气及氮气进入。
[0007] 在上述的一种气体分析预处理装置，所述一级过滤炉和二级过滤炉内部的除焦油 加热温度范围为500- 800°C，利用电加热的方式给加热炉加热。
[0008] 在上述的一种气体分析预处理装置，一级过滤炉和二级过滤炉滤芯材料由几种混 合物经高温烧结而成，混合物包括：30- 70 %骨料颗粒；5 - 60 %结合剂；5 - 40 %的成孔 剂；5-10%的稀土抗蚀剂。
[0009] 在上述的一种气体分析预处理装置，其过滤炉和二级过滤炉滤芯由多种混合物 经过高温烧结而成，混合物优选的包括30- 50%的骨料颗粒；10 - 30%的结合剂；10 - 20 的成孔剂，和最多10%的稀土抗蚀剂。
[0010] -种气体分析预处理方法，其具体工作步骤是：
[0011] 步骤1，打开电磁控制阀13,样气经三通阀10进入一级过滤炉过滤，样气经过滤后 打开电磁控制阀16进入样气出口；
[0012] 步骤2,当焦油超过过滤炉重量的120-180%时，关闭电磁控制阀13、16,连通加 热炉给一级过滤炉加热，同时打开电磁控制阀14、21，经三通11通入空气，焦油开始燃烧， 焦油完全燃烧后，关闭电磁控制阀14,打开电磁控制阀15,经三通12反吹氮气，将燃烧产生 的灰飞颗粒吹入排污出口，灰飞排除干净后，关闭电磁控制阀21 ;
[0013] 步骤3,打开电磁控制阀17,样气经三通阀10进入二级过滤炉过滤，样气经过滤后 打开电磁控制阀20进入样气出口；
[0014] 步骤4,当焦油超过过滤炉重量的120-180%时，关闭电磁控制阀17、20,连通加 热炉给一级过滤炉加热，同时打开电磁控制阀18、22,经三通11通入空气，焦油开始燃烧， 焦油完全燃烧后，关闭电磁控制阀18,打开电磁控制阀19,经三通12反吹氮气，将燃烧产生 的灰飞颗粒吹入排污出口，灰飞排除干净后，关闭电磁控制阀22。
[0015] 在上述的一种气体分析预处理方法，步骤2与步骤3同时工作，步骤1与步骤4同 时工作，经步骤2、步骤3与步骤1、步骤4交替工作，可将样气中携带的焦油彻底清除，将燃 烧产生的灰飞颗粒经排污出口排出。
[0016] 因此，本发明无二次污染、安全环保、结构简单，使用方便，可完全清除掉工业气 化焦油及灰飞颗粒。对提高气体检测仪的检测稳定性和寿命有很好的保障。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明的结构示意图。
[0018] 图2为本发明过滤炉的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合案例对本发明进行详细的说明：
[0020] 图中，一号滤芯1、二号滤芯2、一级过滤炉3,二级过滤炉4,反吹氮气进口 5、空气 进口 6、样气进口 7、样气出口 8、排污出口 9、第一号三通阀10、第二号三通阀11、第三号三 通阀12,电磁控制阀13-22、滤芯23、焦油24、气栗25。
[0021] 案例1 :测试环境温湿度（26. 5°C，湿度80. 6RH)下生物质气化6组分除焦油过滤 分析系统测试数据对比，见表1 :
[0022]
[0023] 将环境温度设置为：26. 5°C，湿度80. 6RH，通入样气，样气包含6组分气体，通过对 比三组不同的除焦油气体分析系统进行二次对比测试，从测试数据中发现：本发明一种气 体分析预处理装置及方法的示值误差值范围在〇 - 〇. 6之间，明显的本发明比带简易预处 理功能的气体分析系统及待水洗除焦油气体分析系统的测试精度高，通过现场测试检测发 现，本发明的系统维护周期为67天，明显的本发明的使用寿命比其他两种系统的更长。
[0024] 案例2 :测试环境温湿度（28°C，湿度84RH)下生物质气化6组分除焦油过滤分析 系统测试数据对比，见表2:
[0025]
[0026] 将环境温度设置为：28 °C，湿度84RH，通入样气，样气包含6组分气体，通过对比三 组不同的除焦油气体分析系统进行二次对比测试，从测试数据中发现：本发明一种气体分 析预处理装置及方法的示值误差值范围在0-0. 96之间，明显的本发明比带简易预处理功 能的气体分析系统及待水洗除焦油气体分析系统的测试精度高，通过现场测试检测发现， 本发明的系统维护周期为82天，明显的本发明的使用寿命比其他两种系统的更长。
[0027] 案例3 :测试环境温湿度（10°C，湿度60RH)下生物质气化6组分除焦油过滤分析 系统测试数据对比，见表1 :
[0028]
[0029] 将环境温度设置为：10°C，湿度60RH，通入样气，样气包含6组分气体，通过对比三 组不同的除焦油气体分析系统进行二次对比测试，从测试数据中发现：本发明一种气体分 析预处理装置及方法的示值误差值范围在0 - 0. 45之间，明显的本发明比带简易预处理功 能的气体分析系统及待水洗除焦油气体分析系统的测试精度高，通过现场测试检测发现， 本发明的系统维护周期为57天，明显的本发明的使用寿命比其他两种系统的更长。
【主权项】
1. 一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于，包括一级过滤炉和二级过滤炉；反 吹氮气进口、空气进口、样气进口通过若干三通阀以及电磁控制阀与一级过滤炉连通；反吹 氮气进口、空气进口、样气进口还通过若干三通阀以及电磁控制阀与二级过滤炉连通；样气 出口通过三通阀以及电磁控制阀与一级过滤炉连通；一级过滤炉和二级过滤炉分别通过电 磁控制阀与排污出口连通。2. 根据权利要求1所述的一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于，所述一级过 滤炉和二级过滤炉的内部均设置有耐高温材料的滤芯，并且由电磁控制阀控制样气、空气 及氮气进入。3. 根据权利要求1所述的一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于，所述一级过 滤炉和二级过滤炉内部的除焦油加热温度范围为500-800°C，利用电加热的方式给加热炉 加热。4. 根据权利要求1所述的一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于一级过滤炉和 二级过滤炉滤芯材料由几种混合物经高温烧结而成，混合物包括：15 - 40%骨料颗粒；20- 40%结合剂；15 - 30%的成孔剂；5 - 10%的稀土抗蚀剂。5. 根据权利要求4所述的一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于，所述混合物 优选的包括30%的骨料颗粒；35%的结合剂；20%的成孔剂，和10%的稀土抗蚀剂。6. 根据权利要求1所述的一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于，具体步骤是： 步骤1，打开电磁控制阀（13)，样气经三通阀（10)进入一级过滤炉过滤，样气经过滤后 打开电磁控制阀（16)进入样气出口； 步骤2,当焦油超过过滤炉重量的120-180%时，关闭电磁控制阀（13)、（16)，连通加热 炉给一级过滤炉加热，同时打开电磁控制阀（14)、（21)，经三通（11)通入空气，焦油开始燃 烧，焦油完全燃烧后，关闭电磁控制阀（14,打开电磁控制阀（15)，经三通（12)反吹氮气，将 燃烧产生的灰飞颗粒吹入排污出口，灰飞排除干净后，关闭电磁控制阀（21); 步骤3,打开电磁控制阀（17)，样气经三通阀（10)进入二级过滤炉过滤，样气经过滤后 打开电磁控制阀（20)进入样气出口； 步骤4,当焦油超过过滤炉重量的120-180%时，关闭电磁控制阀（17)、（20)，连通加热 炉给一级过滤炉加热，同时打开电磁控制阀（18)、（22)，经三通（11)通入空气，焦油开始燃 烧，焦油完全燃烧后，关闭电磁控制阀（18,打开电磁控制阀（19,经三通（12)反吹氮气，将 燃烧产生的灰飞颗粒吹入排污出口，灰飞排除干净后，关闭电磁控制阀（22)。7. 根据权利要求4 一种气体分析预处理装置及方法，其特征在于：步骤2与步骤3同 时工作，步骤1与步骤4同时工作，经步骤2、步骤3与步骤1、步骤4交替工作，可将样气中 携带的焦油彻底清除，将燃烧产生的灰飞颗粒经排污出口排出。
【专利摘要】本发明属于气体检测领域，特别涉及一种气体分析预处理装置及方法,包括气泵、电磁控制阀，空气进口、样气进口、样气出口、排污出口，其特征是设置有一级过滤炉、二级过滤炉、反吹氮气进口。其一级过滤炉、二级过滤炉的内部设置有耐高温材料的多孔几何形状滤芯，并且由电磁控制阀控制样气、空气及氮气进入。一级过滤炉、二级过滤炉可同时交替工作。本发明无二次污染、安全环保、结构简单，使用方便，可完全清除掉工业气化焦油及灰飞颗粒，对提高煤/生物质化气体检测仪器的稳定性和寿命有良好的保障。
【IPC分类】G01N1/34
【公开号】CN105241729
【申请号】CN201510713440
【发明人】熊友辉, 颜海涛, 黄文攀
【申请人】武汉四方光电科技有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月28日