[发明专利]一种气体采样加热的装置

说明书

技术领域

本发明属于大气污染防治技术领域，具体涉及一种气体采样加热的装置。

背景技术

电厂锅炉、工业窑炉、供暖锅炉等污染源的废气排放是我国大部地区环境大气污染的主要源头，其中的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)是主要污染因子。世界大部分国家都对其进行控制和监测。近年来，氯化氢(HCL)、氟化氢(HF)、气态汞(Hg)等污染因子也越来越多地被监测。在我国，燃煤电厂、石化企业等企业的大型锅炉，甚至一定吨位以上的供热燃煤锅炉都必须安装固定式连续烟气监测仪。此外，便携式烟气成分直读监测仪是各个环保监测、环境监理以及烟气排放控制设备安装调试的主要检测工具。现有仪器的烟气采样方式绝大多数都是抽取式，即抽气泵将烟气从烟道中抽取到在烟道外的仪器分析部分，对烟气中的二氧化硫、氮氧化物等烟气组分进行分析。

在实际进行烟气测量的过程中，烟气温度一定高于环境温度，如果不加处理，烟气通过暴露在环境空气中的仪器采样管路后，烟气中的气态水蒸气由于露点降低形成水珠，附着在导气管壁上，从而形成冷凝水。由于气态二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、氟化氢等是易溶于水的物质，烟气中的这些成分会被部分溶解进冷凝水中，在到仪器分析部分之前就损失了一部分。例如，二氧化硫是极易溶于水的，1单位体积的水能够溶解40单位体积的二氧化硫，对分析结果的准确性产生严重影响。因此，国内外众多烟气分析仪生产厂对此问题进行了研究，推出了各自的烟气采样系统(包括烟气采样管、导气管和抽气泵)及预处理器对烟气在进入仪器分析部分前进行加热、脱水处理，以降低仪器采样器管路中冷凝水的产生，减少烟气中易溶于水物质的损失。

目前使用的众多型号品牌的烟气采样管的结构件如图1所示，其中图中缠绕在采样管外壁的加热丝，对导管进行加热以达到设定温度。加热丝外包有保温材料。这种结构存在以下缺点：1)加工复杂：加热丝或加热带要均匀地缠绕在导管外壁上，另外还必须加保温层，必须做好绝缘和防腐的保护。2)可靠性低：复杂的加工过程和多种材料部件的使用必将导致可靠性低。3)传热慢：由于是间接加热方式，即加热丝首先加热气体导管外壁，气体导管再将热量传导管内的气体，加热丝产生的热量只有部分用于加热气体，其他部分用来加热导气管和通过保温层向周围环境辐射从而损失。4)达到设定温度慢：因为传热慢，达到设定的温度就会慢。5)温度保持不稳定：由于传热慢，并有保温层保温，使得温度很难达到精确控制，波动大。6)功耗大：以上3)、4)、5)三点导致了加热功耗大。7)过滤器不易加热：因为前置尘过滤器需要经常更换，这种加热方式很难对过滤器进行加热。没有加热，高湿度的烟气中的液状物容易将过滤器堵塞，影响采样。

发明内容

鉴于现有技术的缺陷，本发明目的在于提供一种气体采样加热装置和方法，可以将被采的气体快速、准确、稳定和低功耗地加热到所需温度。本发明是基于对烟道温度、湿度的充分研究理解，及对高湿烟气采样问题的长期现场测试和观察所得出。

为了实现上述目的，本发明提供了一种对气体采样进行加热的装置，包括：进气嘴(1)、过滤器(2)、加热棒(3)、导气管(4)、出气嘴(5)、测温棒(6)、手柄(7)、连接插头(8)、连接线(9)、温控器(10)，其中，导气管与进气嘴(1)密封连接，另一端密封固定在手柄(7)上，导气管(4)内部设置测温棒(6)，用于实时测量导气管(4)内部的气体温度，并将采集的温度参数通过连接线(9)反馈给温控器(10)，进而温控器(10)根据设定的温度值控制对加热棒(3)的通电状态，从而实现调整导气管(4)内部气体的温度，其特征在于加热棒(3)直接置于气体采样导气管(4)中间，穿过导气管(4)中心，一端伸出导气管，进入进气嘴(1)内的过滤器圆筒内，另一端固定在手柄(7)内。

进一步，本发明所述的对气体采样进行加热的装置，其特征在于导气管(4)为防腐不锈钢管或聚四氟乙烯管。

进一步，本发明所述的对气体采样进行加热的装置，其特征在于所述过滤器(2)为聚四氟乙烯或陶瓷或不锈钢材料的圆筒。

进一步，本发明所述的对气体采样进行加热的装置，其特征在于所述加热棒(3)为不锈钢铠装加热棒。

进一步，本发明所述的对气体采样进行加热的装置，其特征在于构成所述手柄(7)的一段为一腔体，该腔体的一端面为密封盖，用来密封导气管，并在密封盖上穿插加热棒(4)和测温棒(6)，另一端面通过连接插头(8)和连接线(9)连接。