[发明专利]一种气体预处理方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及气体的处理，特别涉及一种去除气体中水分的方法和装置。

背景技术

为了有效地监控各地有害气体的排放情况，目前多采用气态组分监测系统监测管道内各种有害气体的浓度，并将所述测得参数输送到环保监控部门，以便根据测得参数采取相应策略措施。

目前，广泛使用的气态组分监测系统都包括采样装置、伴热管线、冷凝除水装置以及红外监测装置。具体的工作方式为：被测烟气经过取样装置采样后，经全程伴热管通到冷凝装置(比如压缩机制冷器)中去除烟气中的水分，然后应用红外测量装置测得冷凝后气体的各组分如二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物、氧气等浓度。

上述监测系统有以下不足：

1、烟气中通常含一定量的粉尘、腐蚀性气体(如氟化氢、氯化氢等气体)、有机物(苯、芳香烃、高碳聚合物)、无机盐等，在冷凝处理时，这些气体会溶于冷凝水而形成具有较强腐蚀性的酸性溶液或是形成污垢或是沉淀，对预处理管路和接头产生损伤和堵塞。特别是在具有高湿、强腐蚀和成分复杂的烟气环境下，对预处理流路影响非常严重。

2、由于烟气中的二氧化硫、氮氧化物、氯化氢等气体易溶于水，采用冷凝方法将导致二氧化硫等气体监测时数据误差较大。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提出了一种可有效去除气体中水分的预处理方法及装置，以及应用上述方法和装置的气态组分监测方法和系统。

一种气体预处理方法，包括以下步骤：

a、气体被通入密封容器内的水中，气体中的部分水分停留在水中，气体中溶于水的气体成分也溶解于密封容器内的水中；

b、对从水中排出的气体进行汽水分离，分离出的水流入所述密封容器内，分离出的气体流向下游；

在上述过程中，密封容器内的水量逐步增多；当水面超出设定的液位后，高于所述液位的水被排出密封容器。

本发明还提出了一种应用上述预处理方法的气态组分监测方法，包括以下步骤：

a、取样步骤：

取样管道内的烟气，取得的烟气经过伴热后传输到加热气体室；

b、测量步骤：

测量出加热气体室内至少一种第一类气态组分的浓度；

c、除水步骤：

除去从加热气体室排出烟气中的水分，具体为：

c1、烟气被通入密封容器内的水中，烟气中的部分水分停留在水中，烟气中溶于水的气体成分溶解于密封容器内的水中；

c2、对从水中排出的气体进行汽水分离，分离出的水流入所述密封容器内，分离出的气体流向下游；

在上述过程中，密封容器内的水量逐步增多；当水面超出设定的液位后，高于所述液位的水被排出密封容器；

d、测量出除水后气体中至少一种第二类气态组分的浓度。

进一步，所述第一类被测气态组分是易溶于水的气体。

进一步，所述第二类被测气态组分是难溶于水的气体。

作为优选，所述第一类、第二类被测气态组分浓度使用吸收光谱技术或拉曼光谱技术或荧光光谱技术或电化学技术或顺磁技术测量。

进一步，在所述步骤c、d之间还有一过滤步骤，以过滤掉烟气中的固态/液态颗粒物。

为了实现上述预处理方法，本发明还提出了这样一种气体的预处理装置，包括密封的容器、进气通道、排水通道和汽水分离单元；

所述进气通道的一端开口于密封的容器外，另一端开口于密封的容器内；

所述排水通道的一端开口于密封容器内，另一端开口于密封容器外；在密封容器内，排水通道的开口端位置高于进气通道的开口端；

所述气液分离单元具有进气端、出气端和排水端，所述进气端、排水端分别与密封容器内连通。

本发明还提出了一种应用上述预处理装置的气态组分监测系统，包括：

取样装置，用于取样管道内的烟气；

伴热管线，用于将取样后的烟气伴热输送到加热气体室；

加热气体室；

第一测量装置，用于测量加热气体室内至少一种第一类被测气态组分的浓度；

除水装置，用于除去从加热气体室排出的烟气中的水分；所述除水装置包括密封的容器、进气通道、排水通道和汽水分离单元；所述进气通道的一端开口于密封的容器外，另一端开口于密封的容器内；所述排水通道的一端开口于密封容器内，另一端开口于密封容器外；在密封容器内，排水通道的开口端位置高于进气通道的开口端；所述气液分离单元具有进气端、出气端和排水端，所述进气端、排水端分别与密封容器内连通；

第二测量装置，测量除水后气态物质中的至少一种第二类被测气态组分浓度的第二测量装置。