[发明专利]气化焦油监测系统、监测方法及装置

说明书

本发明公开了一种气化焦油监测系统、监测方法及装置，其中，气化焦油监测系统包括依次连接的粉尘捕集器、控压器、干燥器、气体保温器、气体池、气体探测器、光学监测器和计算机。该粉尘捕集器用于在被设置在气化炉出口的情况下，过滤气体中的固体颗粒；控压器用于控制气体的流动速度；干燥器用于控制气体的湿度；气体保温器用于控制上述气体的温度；气体池用于承载气体；气体探测器一端通过第一光纤还连接激光器，激光器用于照射气体池中的气体产生拉曼散射光；气体探测器用于收集拉曼散射光；气体探测器另一端通过第二光纤连接光学监测器，光学监测器用于调整和放大拉曼散射光的光信号；计算机用于输出拉曼光谱和焦油的成分与含量。

技术领域

本发明属于工业污染物排放控制与监测领域，具体地，涉及一种气化焦油监测系统、监测方法及装置。

背景技术

生物质能源是一种重要的可再生能源，在化石能源日渐枯竭的今天，生物质能源的转化利用技术引起越来越多的关注。气化技术是生物质能源利用的一个重要的方向，气化技术以及后续净化提质工艺可将生物质转变为高品质的气体燃料以及生物油和生物质焦。但是在气化过程中不可避免的产生焦油。焦油是一种复杂的混合物，其主要成分为单环到多环芳香烃，具有一定的致癌和环境污染风险。同时，气化燃气体中的焦油从500℃开始逐渐冷凝，导致气体管道的堵塞，增加管路压力，带来爆炸风险。燃气中的焦油也会降低燃烧效率，同时损害下游燃烧器。因此，气化过程中的焦油的控制与脱除至关重要。

焦油问题的解决，依赖于焦油的准确监测。准确及时的焦油监测数据，可为整体工艺调整提供依据，同时也为气化产品的品质提供保障。相关的焦油监测技术主要包括两类，一类为“现场采样——实验室分析”的非在线方法。这一种方法虽然也可以得到气化燃气中焦油的含量与成分，但是测试设备昂贵，测量周期较长，无法实时提供焦油数据，不利于气化工艺的及时调整。同时，焦油成分复杂且易变化，在长时间的采样与运输过程中，极易出现样品变质的现象，从而影响到测试的准确性。另一种方法是通过两级质量流量计取样分析法，得到焦油含量的数据。这种方法虽然也可实现对焦油含量的实时在线监测，但其无法得到焦油成分的具体情况。此外，焦油的在线监测面临被测气体温度高(气化炉出气口温度高于400℃)、气体组分复杂、具有一定腐蚀性、气体含尘较多等问题，这种直接式测量往往精度不够，不可长期运行。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种气化焦油监测系统、监测方法及装置，以期至少部分地解决上述技术问题。

本发明实施例提供了一种气化焦油监测系统，包括依次连接的粉尘捕集器、控压器、干燥器、气体保温器、气体池、气体探测器、光学监测器和计算机，其中，上述粉尘捕集器，用于在被设置在气化炉出口的情况下，过滤气体中的固体颗粒；上述控压器，用于控制上述气体的流动速度；上述干燥器，用于控制上述气体的湿度；上述气体保温器，用于控制上述气体的温度；上述气体池，用于承载上述气体；上述气体探测器一端通过第一光纤还连接激光器，上述激光器用于照射上述气体池中的上述气体产生拉曼散射光；上述气体探测器，用于收集上述拉曼散射光；上述气体探测器另一端通过第二光纤连接上述光学监测器，上述光学监测器，用于调整和放大上述拉曼散射光的光信号；上述计算机，用于输出拉曼光谱和焦油的成分与含量。

根据本发明实施例，上述粉尘捕集器包括陶瓷膜、石英膜中的任意一种。

根据本发明实施例，上述激光器包括输出波长为532nm的激光器。

根据本发明实施例，上述气体保温箱内部的温度包括300～600℃。

根据本发明实施例，上述气体池包括耐腐蚀腔体，上述耐腐蚀腔体上设置插孔，上述插孔用于安装上述气体探测器。

根据本发明实施例，上述耐腐蚀腔体包括镍基合金腔体。

根据本发明实施例，上述光学监测器包括：傅里叶拉曼光谱光路，用于调整上述拉曼散射光的光路；电荷耦合器件，用于将经过调整的上述拉曼散射光的光信号放大。