[实用新型]具有一氧化碳和甲烷同时测量的燃烧分析仪

说明书

提供了一种燃烧分析仪，其被配置为同时检测燃烧过程中氧气、一氧化碳和甲烷的浓度。该燃烧分析仪包括：氧气传感器，被配置为检测燃烧过程中的氧气并产生指示燃烧过程中氧气浓度的传感器信号。该燃烧分析仪还包括：一氧化碳‑甲烷双重传感器，被配置为在大约400℃下工作并提供指示甲烷浓度的第二传感器信号，并且在大约300℃下工作以选择性地提供指示一氧化碳浓度的第三传感器信号。该燃烧分析仪最后包括：控制器，被配置为接收传感器信号，确定氧气浓度，并基于一氧化碳‑甲烷双重传感器信号和氧气浓度产生一氧化碳浓度输出和甲烷浓度输出。

技术领域

本实用新型涉及具有一氧化碳和甲烷同时测量的燃烧分析仪。

背景技术

过程工业通常依赖于包括一个或多个燃烧过程的能源。这样的燃烧过程包括操作熔炉或锅炉以产生蒸汽或加热原料液体。尽管燃烧提供了相对低成本的能量，但是寻求使燃烧效率最大化。另外，烟囱排出的来自工业过程的烟气通常受到管制，且危险气体的量通常必须降至最低。因此，燃烧过程管理行业的一个目标是使现有熔炉和锅炉的燃烧效率最大化，这固有地也减少了温室气体和其他受管制气体的产生。通过保持来自这种燃烧过程的废气或烟气中的氧气的理想水平，可以优化燃烧效率。

原位或过程分析仪通常用于燃烧过程的监测、优化和控制。通常，这些分析仪采用的传感器被加热到较高的温度，并直接在熔炉或锅炉燃烧区上方或附近工作。已知的过程燃烧分析仪通常采用氧化锆传感器，该传感器布置在直接插入到烟气流中的探头的一端。随着废气或烟气流入传感器，其扩散到传感器附近。传感器提供与气体中存在的氧气量有关的电信号。

实用新型内容

提供了一种燃烧分析仪，其被配置为同时检测燃烧过程中氧气、一氧化碳和甲烷的浓度。该燃烧分析仪包括：氧气传感器，被配置为检测燃烧过程中的氧气并产生指示燃烧过程中氧气浓度的传感器信号。该燃烧分析仪还包括：一氧化碳-甲烷双重传感器，被配置为在大约400℃下工作并提供指示甲烷浓度的第二传感器信号，并且在大约300℃下工作以选择性地提供指示一氧化碳浓度的第三传感器信号。该燃烧分析仪最后包括：控制器，被配置为接收传感器信号，确定氧气浓度，并基于一氧化碳-甲烷双重传感器信号和氧气浓度产生一氧化碳浓度输出和甲烷浓度输出。

附图说明

图1是本实用新型的示例特别适用于的原位燃烧分析仪的示意图。

图2是本实用新型的示例特别适用于的燃烧分析仪的示意性透视图。

图3是示出燃烧分析仪的一个示例的简化方框图。

图4是温度对一氧化碳和甲烷双重量热传感器的灵敏度的影响的图形表示。

图5至图7是使用燃烧分析仪进行的气体浓度测量的图形表示。

图8至图10是使用根据本实用新型的示例的燃烧分析仪进行的气体浓度测量的图形表示。

图11是示出根据本实用新型的示例的燃烧分析仪的甲烷测量的图形表示。

图12是示出根据本实用新型的示例的燃烧分析仪的甲烷测量的图形表示。

图13是示出用于监测和控制燃烧过程的方法的一个示例的流程图。

图14是示出燃烧分析仪的一个示例的简化方框图。

具体实施方式

基于氧化锆的电化学氧气传感器广泛用于工业应用中进行氧气测量。电化学氧气传感器在升高的温度(例如，大约600-800℃)下工作，并测量燃烧后剩余的氧气过量。传感器对参考电极上具有固定分压的差异氧气浓度(例如，使用空气)的响应，可以使用能斯特方程计算：

等式1：