專利名稱：一種氣體預處理方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及氣體的處理，特別涉及一種去除氣體中水分的方法和裝置。
背景技術：
為了有效地監(jiān)控各地有害氣體的排放情況，目前多采用氣態(tài)組分監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測管 道內各種有害氣體的濃度，并將所述測得參數輸送到環(huán)保監(jiān)控部門，以便根據測得參數采 取相應策略措施。目前，廣泛使用的氣態(tài)組分監(jiān)測系統(tǒng)都包括采樣裝置、伴熱管線、冷凝除水裝置以 及紅外監(jiān)測裝置。具體的工作方式為被測煙氣經過取樣裝置采樣后，經全程伴熱管通到冷 凝裝置(比如壓縮機制冷器)中去除煙氣中的水分，然后應用紅外測量裝置測得冷凝后氣 體的各組分如二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物、氧氣等濃度。上述監(jiān)測系統(tǒng)有以下不足1、煙氣中通常含一定量的粉塵、腐蝕性氣體(如氟化氫、氯化氫等氣體)、有機物 (苯、芳香烴、高碳聚合物)、無機鹽等，在冷凝處理時，這些氣體會溶于冷凝水而形成具有 較強腐蝕性的酸性溶液或是形成污垢或是沉淀，對預處理管路和接頭產生損傷和堵塞。特 別是在具有高濕、強腐蝕和成分復雜的煙氣環(huán)境下，對預處理流路影響非常嚴重。2、由于煙氣中的二氧化硫、氮氧化物、氯化氫等氣體易溶于水，采用冷凝方法將導 致二氧化硫等氣體監(jiān)測時數據誤差較大。

發(fā)明內容
為了解決現有技術中的不足，本發(fā)明提出了一種可有效去除氣體中水分的預處理 方法及裝置，以及應用上述方法和裝置的氣態(tài)組分監(jiān)測方法和系統(tǒng)。一種氣體預處理方法，包括以下步驟a、氣體被通入密封容器內的水中，氣體中的部分水分停留在水中，氣體中溶于水 的氣體成分也溶解于密封容器內的水中；b、對從水中排出的氣體進行汽水分離，分離出的水流入所述密封容器內，分離出 的氣體流向下游；在上述過程中，密封容器內的水量逐步增多；當水面超出設定的液位后，高于所述 液位的水被排出密封容器。本發(fā)明還提出了一種應用上述預處理方法的氣態(tài)組分監(jiān)測方法，包括以下步驟a、取樣步驟取樣管道內的煙氣，取得的煙氣經過伴熱后傳輸到加熱氣體室；b、測量步驟測量出加熱氣體室內至少一種第一類氣態(tài)組分的濃度；C、除水步驟除去從加熱氣體室排出煙氣中的水分，具體為
Cl、煙氣被通入密封容器內的水中，煙氣中的部分水分停留在水中，煙氣中溶于水 的氣體成分溶解于密封容器內的水中；c2、對從水中排出的氣體進行汽水分離，分離出的水流入所述密封容器內，分離出 的氣體流向下游；在上述過程中，密封容器內的水量逐步增多；當水面超出設定的液位后，高于所述 液位的水被排出密封容器；d、測量出除水后氣體中至少一種第二類氣態(tài)組分的濃度。進一步，所述第一類被測氣態(tài)組分是易溶于水的氣體。進一步，所述第二類被測氣態(tài)組分是難溶于水的氣體。作為優(yōu)選，所述第一類、第二類被測氣態(tài)組分濃度使用吸收光譜技術或拉曼光譜 技術或熒光光譜技術或電化學技術或順磁技術測量。進一步，在所述步驟c、d之間還有一過濾步驟，以過濾掉煙氣中的固態(tài)/液態(tài)顆粒 物。為了實現上述預處理方法，本發(fā)明還提出了這樣一種氣體的預處理裝置，包括密 封的容器、進氣通道、排水通道和汽水分離單元；所述進氣通道的一端開口于密封的容器外，另一端開口于密封的容器內；所述排水通道的一端開口于密封容器內，另一端開口于密封容器外；在密封容器 內，排水通道的開口端位置高于進氣通道的開口端；所述氣液分離單元具有進氣端、出氣端和排水端，所述進氣端、排水端分別與密封 容器內連通。本發(fā)明還提出了一種應用上述預處理裝置的氣態(tài)組分監(jiān)測系統(tǒng)，包括取樣裝置，用于取樣管道內的煙氣；伴熱管線，用于將取樣后的煙氣伴熱輸送到加熱氣體室；加熱氣體室；第一測量裝置，用于測量加熱氣體室內至少一種第一類被測氣態(tài)組分的濃度；除水裝置，用于除去從加熱氣體室排出的煙氣中的水分；所述除水裝置包括密封 的容器、進氣通道、排水通道和汽水分離單元；所述進氣通道的一端開口于密封的容器外， 另一端開口于密封的容器內；所述排水通道的一端開口于密封容器內，另一端開口于密封 容器外；在密封容器內，排水通道的開口端位置高于進氣通道的開口端；所述氣液分離單 元具有進氣端、出氣端和排水端，所述進氣端、排水端分別與密封容器內連通；第二測量裝置，測量除水后氣態(tài)物質中的至少一種第二類被測氣態(tài)組分濃度的第 二測量裝置。作為優(yōu)選，所述第一測量裝置、第二測量裝置分別包括吸收光譜或拉曼光譜或熒 光光譜或電化學或順磁分析裝置。進一步，在除水裝置和第二測量裝置之間設置過濾裝置，用于濾掉煙氣中的固態(tài) 和/或液態(tài)顆粒物。與現有技術比較，本發(fā)明具有以下有益效果1、預處理中利用密封容器內的水對樣氣進行冷凝，解決了原有冷凝裝置中一些不 溶于水，但在低溫下析出的物質沉積在水中，后續(xù)和水一起排放。同時易溶于水的氣體也會溶于水中，這樣就能減少后端的腐蝕和堵塞情況。2、該除水裝置利用煙氣中的本身冷凝水進行水循環(huán)，解決了利用外來水帶來的煙 氣樣氣污染。對排出密封容器的氣體作進一步的汽水分離，把一定溫度下揮發(fā)的水汽分離 回流。


圖1是本發(fā)明的除水裝置的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明做進一步詳細說明。實施例—種氣態(tài)組分監(jiān)測系統(tǒng)，包括取樣裝置、伴熱管線、加熱氣體室、第一測量裝置、除 水裝置及第二測量裝置。所述取樣裝置設置在管道上，伴熱管線的兩端分別連接取樣裝置和加熱氣體室。所述第一測量裝置安裝在儀表柜中，是一套應用紫外差分吸收光譜技術的測量裝 置，具體包括光源、第一和第二光纖、分光器件、探測器和分析模塊。光源發(fā)出的測量光通過 第一光纖輸出到加熱氣體室，穿過加熱氣體室內煙氣的測量光再通過第二光纖傳輸，之后 被分光器件分光，并被探測器轉換為電信號，分析模塊分析所述電信號即可得到至少一種 第一類被測氣態(tài)組分的濃度。如圖1所示，所述除水裝置包括密封的容器40、進氣通道、排水通道和汽水分離單 元42 ；所述進氣通道的一端410開口于密封的容器外，另一端411開口于密封的容器內；所 述排水通道的一端430開口于密封容器內，另一端開口于密封容器外；在密封容器內，排水 通道的開口端430位置高于進氣通道的開口端411 ；所述氣液分離單元42具有進氣端420、 出氣端421和排水端422，所述進氣端420、排水端422分別與密封容器內連通。所述第二測量裝置11是一套應用半導體激光吸收光譜技術的測量裝置，包括激 光器、探測器和分析單元。激光器發(fā)出的測量光穿過除水后的氣體，之后被探測器接收并轉 換為電信號，分析單元通過分析測量光在通過氣體時的衰減，從而得出除水后氣態(tài)物質中 的至少一種第二類被測氣態(tài)組分濃度。本發(fā)明還揭示了一種氣態(tài)組分監(jiān)測方法，包括如下步驟a、取樣步驟取樣裝置取樣管道內的煙氣，取得的煙氣經過伴熱管線傳輸到加熱氣體室；b、測量步驟利用第一測量裝置測量加熱氣體室內至少一種第一類氣態(tài)組分的濃度，具體方式 為光源發(fā)出的測量光通過第一光纖輸出到加熱氣體室，穿過加熱氣體室內煙氣的測 量光再通過第二光纖傳輸，之后被分光器件分光，并被探測器轉換為電信號，分析模塊分析 所述電信號即可得到至少一種第一類被測氣態(tài)組分的濃度；所述第一類被測氣態(tài)組分主要 是那些如果不在所述加熱氣體室內測量，其測量結果可能會失真的氣態(tài)組分，比如氨氣、二 氧化硫、三氧化硫、二氧化氮、氯化氫、氟化氫等一些易溶于水的氣體和溫度降低后其濃度會發(fā)生變化的氣態(tài)金屬(如鋅、鉛或汞等)以及氣態(tài)金屬化合物(如氯化汞或氯化銀等)；C、除水步驟利用上述除水裝置去除從加熱氣體室排出煙氣中的水分，具體為Cl、煙氣通過進氣通道被通入密封容器內的水中，煙氣中的部分水分(氣態(tài)水)留 在水中，煙氣中溶于水的氣體成分(如氨氣、二氧化硫、三氧化硫、二氧化氮、氯化氫、氟化 氫等氣體)也溶解于密封容器內的水中，而且煙氣中的氣態(tài)金屬(如鋅、鉛或汞等)以及氣 態(tài)金屬化合物(如氯化汞或氯化銀等)也會由于溫度降低而留在水中；c2、利用汽水分離單元對從水中排出的氣體進行汽水分離，分離出的水流入所述 密封容器內，分離出的氣體流向下游以待進一步分析；d、利用第二測量裝置測量出除水后氣體中至少一種第二類氣態(tài)組分的濃度，具體 方式為激光器發(fā)出的測量光穿過除水后的氣體，之后被探測器接收并轉換為電信號，分 析單元通過所述電信號從而得知除水后氣體中至少一種第二類氣態(tài)組分的濃度，如一氧化 碳等一些難溶于水的氣體的濃度；在上述過程中，密封容器內的水量逐步增多；當水面超出設定的液位后，高于所述 液位的水被排出密封容器。上述實施方式不應理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。實施例中列舉了兩種氣態(tài)組 分的測量技術，當然還可以是其它形式，如電化學技術、熒光光譜分析技術、順磁分析技術 等。在不脫離本發(fā)明精神的情況下，對本發(fā)明做出的任何形式的改變均應落入本發(fā)明的保 護范圍之內。
權利要求
一種氣體的預處理方法，包括以下步驟a、氣體被通入密封容器內的水中，氣體中的部分水分停留在水中，氣體中溶于水的氣體成分也溶解于密封容器內的水中；b、對從水中排出的氣體進行汽水分離，分離出的水流入所述密封容器內，分離出的氣體流向下游；在上述過程中，密封容器內的水量逐步增多；當水面超出設定的液位后，高于所述液位的水被排出密封容器。
2.一種氣態(tài)組分監(jiān)測方法，包括以下步驟a、取樣步驟取樣管道內的煙氣，取得的煙氣經過伴熱后傳輸到加熱氣體室；b、測量步驟測量出加熱氣體室內至少一種第一類氣態(tài)組分的濃度； C、除水步驟除去從加熱氣體室排出煙氣中的水分，具體為Cl、煙氣被通入密封容器內的水中，煙氣中的部分水分停留在水中，煙氣中溶于水的氣 體成分也溶解于密封容器內的水中；c2、對從水中排出的氣體進行汽水分離，分離出的水流入所述密封容器內，分離出的氣 體流向下游；在上述過程中，密封容器內的水量逐步增多；當水面超出設定的液位后，高于所述液位 的水被排出密封容器；d、測量出除水后氣體中至少一種第二類氣態(tài)組分的濃度。
3.如權利要求2所述的監(jiān)測方法，其特征在于所述第一類被測氣態(tài)組分是易溶于水 的氣體。
4.如權利要求2所述的監(jiān)測方法，其特征在于所述第二類被測氣態(tài)組分是難溶于水 的氣體。
5.如權利要求2所述的監(jiān)測方法，其特征在于所述第一類、第二類被測氣態(tài)組分濃度 使用吸收光譜技術或拉曼光譜技術或熒光光譜技術或電化學技術或順磁技術測量。
6.如權利要求2所述的監(jiān)測方法，其特征在于在所述步驟c、d之間還有一過濾步驟， 以過濾掉煙氣中的固態(tài)/液態(tài)顆粒物。
7.一種氣體的預處理裝置，包括密封的容器、進氣通道、排水通道和汽水分離單元； 所述進氣通道的一端開口于密封的容器外，另一端開口于密封的容器內；所述排水通道的一端開口于密封容器內，另一端開口于密封容器外；在密封容器內，排 水通道的開口端位置高于進氣通道的開口端；所述氣液分離單元具有進氣端、出氣端和排水端，所述進氣端、排水端分別與密封容器 內連通。
8.一種氣態(tài)組分監(jiān)測系統(tǒng)，包括 取樣裝置，用于取樣管道內的煙氣；伴熱管線，用于將取樣后的煙氣伴熱輸送到加熱氣體室； 加熱氣體室；第一測量裝置，用于測量加熱氣體室內至少一種第一類被測氣態(tài)組分的濃度； 除水裝置，用于除去從加熱氣體室排出的煙氣中的水分；所述除水裝置包括密封的容 器、進氣通道、排水通道和汽水分離單元；所述進氣通道的一端開口于密封的容器外，另一 端開口于密封的容器內；所述排水通道的一端開口于密封容器內，另一端開口于密封容器 外；在密封容器內，排水通道的開口端位置高于進氣通道的開口端；所述氣液分離單元具 有進氣端、出氣端和排水端，所述進氣端、排水端分別與密封容器內連通；第二測量裝置，測量除水后氣態(tài)物質中的至少一種第二類被測氣態(tài)組分濃度的第二測 量裝置。
9.如權利要求8所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述第一測量裝置、第二測量裝置分別 包括吸收光譜或拉曼光譜或熒光光譜或電化學或順磁分析裝置。
10.如權利要求8所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于在除水裝置和第二測量裝置之間設置 過濾裝置，用于濾掉煙氣中的固態(tài)和/或液態(tài)顆粒物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣體的預處理方法，包括以下步驟a、氣體被通入密封容器內的水中，氣體中的部分水分停留在水中，氣體中溶于水的氣體成分也溶解于密封容器內的水中；b、對從水中排出的氣體進行汽水分離，分離出的水流入所述密封容器內，分離出的氣體流向下游；在上述過程中，密封容器內的水量逐步增多；當水面超出設定的液位后，高于所述液位的水被排出密封容器。本發(fā)明還公開了一種實現上述方法的裝置。
文檔編號G01N1/28GK101949789SQ20101025574
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月16日 優(yōu)先權日2010年8月16日
發(fā)明者李科, 翁興彪, 黃德承 申請人:聚光科技(杭州)股份有限公司