一種用於氣體在線分析的一體化探頭的製作方法
2023-05-08 09:35:01 2
專利名稱：一種用於氣體在線分析的一體化探頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣體測量裝置，更具體地說，涉及一種用於氣體在線 分析的一體化探頭。
技術背景在工業生產過程中，會產生或使用很多氣體，對這些氣體進行在線分析對 於實現生產工藝優化、安全控制或環保排放控制至關重要。例如在克勞斯硫磺 回收工藝中，為了使硫磺回收過程達到最佳效果，需要測量管道內硫化氫和二氧化硫氣體的摩爾比，並反饋到DCS對進氣量進行控制，使所述摩爾比為2:1。 常用的測量方法為，如Brimstone公司採用的方式，如圖1所示，使用探頭52 從被測管道51中取樣，然後經過較長的氣體管線通入到複雜的預處理系統53 去除其中的硫蒸氣，然後再通入測量室54中測量，測量室54的兩側安裝光學 器件。所述系統中是在測量室54的下遊安裝射流泵6，從而抽出被測管道51內 的氣體。所述射流泵6包括吸入氣通道61、噴射氣通道63和入射氣通道62， 所述入射氣通道62和噴射氣通道63同線，而吸入氣通道61和噴射氣通道63 的夾角為90。。為了減少氣路冷凝硫堵塞的危險，還需要把氣路(包括氣體管線、 預處理系統、測量室、射流泵等)加熱到較髙溫度，如15(TC，包括系統中的調 零和標定用氣體管線。上述技術方案具有以下缺點1)利用分離器件實現被測氣體採樣、管線傳 輸、硫蒸氣過濾、濃度分析、最後排回管道，系統採用全程伴熱，結構複雜， 可靠性低；2)被測管道內的氣體要經過較長的氣體管道才能通入測量室，響應 速度慢；3)射流泵的吸入氣通道與噴射氣通道的夾角為90。，氣體中殘留的硫 易堵塞射流泵，造成系統無法正常採樣；4)測量室的光學器件上易沉積硫粉， 無法清除，需要定期清洗，維護工作量大。 實用新型內容為了解決現有技術中的上述不足，本實用新型提供了一種結構簡單緊湊、 可靠性高、響應速度快、不易堵塞、系統維護量小的用於氣體在線分析的一體
化探頭。本實用新型的目的是通過下述技術方案得以實現的一種用於氣體在線分析的一體化探頭，包括測量頭以及與之相連接的採樣 管，所述測量頭內設有測量室以及與之相連通的進氣通道和出氣通道，所述測量室的兩側安裝光學器件；所述出氣通道上安裝射流裝置；在所述進氣通道和 出氣通道上安裝氣流截止閥。作為優選，所述射流裝置包括吸入氣通道、噴射氣通道和入射氣通道，所 述吸入氣通道和噴射氣通道設在所述出氣通道內，所述入射氣通道與所述吸入 氣通道間的夾角為銳角。作為優選，所述測量頭包括第一裝配體和與之相連接的第二裝配體，所述測 量室設在所述第二裝配體內，所述射流裝置設在所述第一裝配體內，所述進氣 通道、出氣通道設在第一裝配體和第二裝配體內。作為優選，所述進氣通道和出氣通道是直通的。作為優選，所述測量室上還安裝吹掃裝置，所述吹掃裝置具有進氣口和出 氣口，所述出氣口對準所述光學器件。作為優選，在所述測量室的上部設有分別與所述進氣通道、出氣通道連通 的除汙通道。作為優選，所述進氣通道的一端還連接安裝在採樣管內的進氣管，所述進 氣管是彎曲或傾斜的。作為優選，所述測量室的側部還設有加熱流體通道。作為優選，所述採樣管的一端設有傾斜的切口，所述切口背對被測氣體管 道內氣體的流向。作為優選，所述進氣通道上還安裝過濾器。與現有技術相比，本實用新型具有如下優點1)系統簡單，結構緊湊的一 體化探頭直接安裝在被測管道上，無需複雜的預處理系統，同時也不需要全程 伴熱，而只需對測量室進行伴熱，以避免氣體中的水分冷凝在光學器件上；2) 響應速度快，被測管道內的氣體只需經過很短的釆樣管即可到達測量室；3)射 流泵的吸入氣通道與噴射氣通道間的銳角設計保證了氣體流通順暢，氣體中的殘留顆粒物如硫不易堵塞出氣通道；4)系統維護量小，進氣通道上的過濾器將 大部份殘留顆粒物如硫濾除，少量進入測量室的殘留顆粒物如硫由吹掃裝置自 動吹掃去除，還可以通過關閉氣流截止閥、拆下裝配體進行維護。
圖1是一種現有技術的結構示意圖；圖2是本實用新型的一種用於氣體在線分析的一體化探頭的結構示意圖； 圖3是圖2 —體化探頭中的吹掃裝置的結構示意圖； 圖4是另一種射流裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型作進一步詳細描述。 實施例1:如圖2所示， 一種用於氣體在線分析的一體化探頭，應用在克勞斯硫回收 工藝尾氣硫比值分析中，包括採樣管l、測量頭，所述測量頭包括第一裝配體2 以及與之裝配在一起的第二裝配體3。所述第一裝配體2與所述採樣管1相連接， 而所述採樣管1安裝在被測管道11上。所述第二裝配體3內設有測量室38以及與之相連通的進氣通道31、出氣通 道32。所述測量室38的兩側安裝光學器件35、 36。測量室38的側部還設有加 熱流體通道39。所述第二裝配體3內還設有分別與所述進氣通道31、出氣通道 32貫通的除汙通道33、 34,所述除汙通道33、 34的進口平時封閉。如圖3所 示，在第二裝配體3的側部還安裝有吹掃裝置4，所述吹掃裝置4具有進氣口 41和出氣口 42、 43。所述出氣口 42斜對著所述光學器件35,所述出氣口 43斜 對著光學器件36。如圖2,所述第一裝配體2內設有與所述進氣通道31相貫通的進氣通道21、 與所述出氣通道32相貫通的出氣通道22。其中，在所述進氣通道21上還設有 氣流截止閥23,在出氣通道22上還設有氣流截止閥24。所述第一裝配體2內 還設有射流裝置，所述射流裝置包括吸入氣通道26、噴射氣通道27和入射氣通 道25，所述吸入氣通道26和噴射氣通道27設在直通的出氣通道22內，利於氣 體的暢通，避免彎曲的氣體流路導致硫堵塞流路。所述入射氣通道25與所述吸
入氣通道26間的夾角為銳角。所述入射氣通道25的進氣口 37設在第二裝配體 3上。所述進氣通道21上還設有便於取出的過濾器29，用於過濾掉氣體中的硫。所述採樣管1內安裝末端彎曲的進氣管28,所述進氣管28與所述進氣通道 21連通。進氣管28末端的彎曲有利於避免氣體中的硫被氣流直接帶入進氣通道 21、 31。所述採樣管1的一端設有傾斜的切口，所述切口背對被測管道內氣體 的流向12，避免被測管道11中的粉塵進入採樣管1。上述一體化探頭的工作過程為當需要測量管道ll內硫化氫和二氧化硫的 摩爾比時，所述氣流截止閥23、 24打開，所述射流裝置工作，高壓空氣從所述 進氣口 37進入入射氣通道25內。此時，被測管道11內的氣體在射流裝置的作 用下進入到所述採樣管1內，氣體中的大部份硫蒸氣被冷凝並在重力作用下落 回被測管道，然後氣體通過末端彎曲的進氣管28進入到進氣通道21內，經所 述過濾器29過濾後由進氣通道31進入到所述測量室38內，所述加熱流體通道 39內的流體加熱所述測量室38內的氣體。測量光束穿過光學器件36、測量室 38內的被測氣體、光學器件35後被接收，通過分析被被測氣體吸收後的光譜從 而測得測量室38內硫化氫和二氧化硫的摩爾比，測量室38內的氣體通過出氣 通道22、 32排回到所述採樣管1內，進而流回被測管道內。所述一體化探頭工作一段時間後，所述光學器件35、 36上會沉積少量的硫 粉，此時，所述吹掃裝置4工作，吹掃氣從所述出氣口42、 43斜吹掃所述光學 器件35、 36，從而吹掉附著在光學器件35、 36上的硫粉。當測量室38或進氣 通道21、 31或出氣通道22、 32內沉積有較多量硫粉而無法使用上述吹掃方式 徹底清除時，可關閉所述氣流截止閥24，然後吹掃進氣通道21、 31;然後關閉 所述氣流截止閥23，吹掃出氣通道22、 32。如果上述方式還是無法完全清除時， 可打開所述除汙通道33、 34，使用除汙件清除內部的硫粉或硫液。當第二裝配 體3需要維護時，關閉所述氣流截止閥23、 24，此時拆下第二裝配體3進行維 護，被測管道11中的氣體也不會洩漏。當所述過濾器29需要清洗時，關閉所 述氣流截止閥23、 24，抽出所述過濾器29進行清洗。 實施例2:一種用於氣體在線分析的一體化探頭，應用在PVC行業中，用於在線測量
管道中的HC1濃度。與實施例l不同的是，所述測量頭內的出氣通道不是直通 的；如圖4所示，射流裝置內的噴射氣通道53與入射氣通道51之間的夾角仍 是銳角，但吸入氣通道52與噴射氣通道53不再同線，而是有一個鈍角。需要指出的是，上述實施方式不應理解為對本實用新型保護範圍的限制。 如在實施例中，本實用新型是應用在克勞斯硫回收工藝尾氣硫比值分析、PVC 行業中的HC1的測量中，當然還可以應用在其它領域中，如煙氣排放連續監測 中二氧化硫、NOx的測量等。本實用新型的關鍵是，用於氣體在線分析的一體 化探頭包括測量頭以及與之相連接的採樣管，所述測量頭內設有測量室以及與 之相連通的進氣通道和出氣通道，所述測量室的兩側安裝光學器件；所述出氣 通道上安裝射流裝置；在所述進氣通道和出氣通道上安裝氣流截止閥。在不脫 離本實用新型精神的情況下，對本實用新型作出的任何形式的改變均應落入本 實用新型的保護範圍之內。
權利要求1、一種用於氣體在線分析的一體化探頭，其特徵在於所述一體化探頭包括測量頭以及與之相連接的採樣管，所述測量頭內設有測量室以及與之相連通的進氣通道和出氣通道，所述測量室的兩側安裝光學器件；所述出氣通道上安裝射流裝置；在所述進氣通道和出氣通道上安裝氣流截止閥。
2、 根據權利要求1所述的一體化探頭，其特徵在於所述射流裝置包括吸 入氣通道、噴射氣通道和入射氣通道，所述吸入氣通道和噴射氣通道設在所述 出氣通道內，所述入射氣通道與所述吸入氣通道間的夾角為銳角。
3、 根據權利要求1或2所述的一體化探頭，其特徵在於所述測量頭包括 第一裝配體和與之相連接的第二裝配體，所述測量室設在所述第二裝配體內， 所述射流裝置設在所述第一裝配體內，所述進氣通道、出氣通道設在第一裝配 體和第二裝配體內。
4、 根據權利要求1或2所述的一體化探頭，其特徵在於所述進氣通道和出氣通道是直通的。
5、 根據權利要求1或2所述的一體化探頭，其特徵在於所述測量室上還安裝吹掃裝置，所述吹掃裝置具有進氣口和出氣口，所述出氣口對準所述光學 器件。
6、 根據權利要求1或2所述的一體化探頭，其特徵在於在所述測量室的 上部設有分別與所述進氣通道、出氣通道連通的除汙通道。
7、 根據權利要求1或2所述的一體化探頭，其特徵在於所述進氣通道的 一端還連接安裝在採樣管內的進氣管，所述進氣管是彎曲或傾斜的。
8、 根據權利要求1或2所述的一體化探頭，其特徵在於所述測量室的側 部還設有加熱流體通道。
9、 根據權利要求1或2所述的一體化探頭，其特徵在於所述採樣管的一 端設有傾斜的切口 ，所述切口背對被測氣體管道內氣體的流向。
10、 根據權利要求1或2所述的一體化探頭，其特徵在於所述進氣通道 上還安裝過濾器。
專利摘要本實用新型公開了一種用於氣體在線分析的一體化探頭，包括測量頭以及與之相連接的採樣管，所述測量頭內設有測量室以及與之相連通的進氣通道和出氣通道，所述測量室的兩側安裝光學器件；所述出氣通道上安裝射流裝置；在所述進氣通道和出氣通道上安裝氣流截止閥。
文檔編號G01N21/17GK201043950SQ200720108999
公開日2008年4月2日 申請日期2007年4月30日 優先權日2007年4月30日
發明者於志偉, 曉 孟, 楊松傑, 健 王, 韓雙來 申請人:健 王