[实用新型]载体催化式窑炉烟气自动分析器

说明书

本实用新型属于一种气体流程分析仪器，适用于窑炉烧成气氛中CO，H2、CH₄等成分分析，尤其是对南方地区各种陶瓷窑炉还原气氛中CO的含量进行自动分析。

在现有技术中，适用测量气体成分的流程分析仪器种类很多，它们的结构和性能各异。例如：气相色谱仪、红外线气体分析器等产品，其分析精度高，选择性能好，但是这些气体分析仪结构复杂，价格昂贵。

在现有技术中，还有一种结构简单，价格低廉的气体分析器，即采用载体催化元件作探头形式的气体分析器。这类分析器在特定的气氛中（载体催化元件正常工作的必要条件是：气体中含有一定氧量的情况下，才能与上述气体反应而输出相应的信号），具有灵敏度高，线性度好，使用方便等优点，但是存在测量精度较低，选择性和可靠性能较差、量程小，不易调零校准等不足。它们不适用陶瓷窑炉还原气氛CO的分析。例如：美国的MSA气体分析仪，仅适用于测量空气中的CO，量程只有0～0.15％。

本实用新型目的就是针对上述情况，提供一种即结构简单，成本低廉，又具有良好的综合性能的载体催化式烟气自动分析器。它可连续分析陶瓷窑炉其烧成气氛中的CO成分并能将CO能浓度成比例地转变成为0～10MA控制电流信号，便于与现有的自动控制系统联机，形成对气氛的自动控制。

本实用新型结构与要点结合附图详细描述如下：

图1：烟气分析器的总体结构框图；

图2：烟气取样预处理装置示意图；

图3：助燃气和参比气取样装置示意图；

图4：传感装置结构示意图；

图5：传感装置的测量电路原理图；

图6：放大电路原理图；

如图1所示：本实用新型由烟气取样预处理装置（1），助燃气和参比气取样装置（2），传感装置（3）、放大电路（4）、显示记录仪（5）等组成。烟气经过（1）被冷却、洗涤、过滤、干燥后进入（3）内工作传感器（3′）的气体混合室；空气经过（2）被净化而获得助燃气（h）和参比气（i），其助燃气输入（3′）的气体混合室与净化烟气（g）混合；参比气进入参比传感器（3″）；（3′）将混合气体中CO浓度转变成电压信号V₁，（3″）将参比气中微量CO浓度转变成V₂，V₁与V₂之差△V由放大电路（4）放大与转换处理，输出0～10MA的控制电流信号（f），最后由（5）将测量数据记录显示出来。

烟气取样预处理装置（1）如图2所示：它由取样管（6），射水抽气器（7），气水分离器（8），离心式过滤器（9），干燥管（10）针阀（11），转子流量计（12）构成。

助燃气和参比气取样装置（2）如图3所示：它由射水抽水器（13），气水分离器（14），干燥管（15），三通阀（16），针阀（17）、（18），转子流量计（19）、（20）构成。该装置可使空气净化，所得助燃气的湿度和温度可与烟气一致，便于这二种气体的混合。给净化烟气充加助燃气这一措施，可稀释烟气，使得测量范围加宽，线性度好；另则可使混合气体有过量的氧气，即确保了载体催化元件的正常工作，又克服了烟气中因氧量变化对分析过程所产生的干扰因素，从而提高了分析精度。采用参比气这一措施，可消除助燃气带入微量CO气体对分析结果的误差影响，进一步提高了分析精度。

传感装置（3）如图4所示：它由工作传感器（3′）和参比传感器（3″）构成。（3′）、（3″）内均设有相对称的球体状混合气室（a），园柱状参比气室（b），园柱状工作气室（c），混合气室（a）与助燃气气路和净化烟气气路相连通，二气路其中心线成130～140度夹角。在传感装置（3）中设有一由载体催化元件r₁、r₂、r₃、r₄作为探头，电阻R₁、R₂作为补偿元件，调零电位器W₁而构成的桥式测量电路，如图5所示。由于采用载体催化元件作为探头，使其结构简单，响应速度快，灵敏高；该电路能有效地消除助燃气中CO对分析过程的干扰，克服气体流量波动对分析结果的影响。传感装置（3）中的二个传感器（3′）和（3″）由陶瓷材料制成，气路光滑，气体流动性好，热容量大，耐腐蚀，加工简单，成本低。