專利名稱：氣體分析系統(tǒng)及其工作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及氣體分析，特別涉及氣體分析系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術(shù)：
采用在線色譜技術(shù)進行垃圾焚燒氣中有機物在線檢測過程中，由于垃圾焚燒氣中含有大量的水蒸氣，約占氣體體積分數(shù)的10% 30%，水蒸氣進入色譜儀中容易引起色譜柱流失，縮短色譜柱的使用壽命；與垃圾焚燒氣中的腐蝕性氣體冷凝后，產(chǎn)生酸性液體，容易腐蝕儀器內(nèi)部管路。導致儀器需要經(jīng)常維護，和更換零部件，不利于儀器的長期在線分析檢測。現(xiàn)有技術(shù)解決方法:1、半導體制冷除水，將分析氣體降溫至4°C進行除水，該方法適用于沸點較低的樣品分析處理中，在煙氣有機物分析中，有機物總類較多，樣品沸點范圍較寬，從180°C爐氣溫度降至低溫后，會造成有機物的大量損失，尤其是沸點較高的物質(zhì)，損失會更大；2,Nafion管除水，Nafion管是一種特殊的材料，最高使用溫度可達120°C，可將樣品干燥至100°c，要干燥至常溫條件時，需要使用另外一根常溫Nafion管進行二次干燥，同樣會引起高沸點物質(zhì)的損失，且常溫條件下Nafion管對部分有機物具有一定的吸附殘留，會造成一定的背景干擾；3、氯化鋰干燥管，采用無水氯化鋰填料的干燥管在100°C下對樣品進行干燥，干燥后將氯化鋰干燥管升溫至300°C反吹，將氯化鋰干燥管進行老化處理。但該干燥裝置使用過程中容易結(jié)塊，堵塞氣路，且煙氣中含有部分無機類氣體，在水蒸汽作用下容易與氯化鋰發(fā)生反應，造成干燥裝置失活。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定性好、檢測準確的氣體分析系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:—種氣體分析系統(tǒng)，所述氣體分析系統(tǒng)包括:取樣單元，所述取樣單元用于取樣待測環(huán)境中的被測氣體，并傳送到傳輸單元；傳輸單元，所述傳輸單元用于維持所述被測氣體的溫度，并傳送到降溫單元；降溫單元，所述降溫單元用于降低傳輸單元傳送來的被測氣體的溫度；吸附單元，所述吸附單元用于選擇性地吸附從降溫單元傳送來的被測氣體中的待測組分以及在被加熱單元解熱時釋放出所述待測組分；加熱單元，所述加熱單元用于加熱所述吸附單元；吹掃單元，所述吹掃單元用于將加熱后的吸附單元內(nèi)的所述待測組分吹進檢測單元;檢測單元，所述檢測單元用于檢測所述待測組分的含量。
根據(jù)上述的分析系統(tǒng),優(yōu)選地,所述吸附單元內(nèi)填充Tenax TA或Tenax GR。根據(jù)上述的分析系統(tǒng)，可選地，所述待測組分是揮發(fā)性有機物。根據(jù)上述的分析系統(tǒng)，優(yōu)選地，通過所述降溫單元后的被測氣體的溫度高于95度。根據(jù)上述的分析系統(tǒng)，可選地，所述吹掃單元包括:第一切換模塊，所述第一切換模塊用于使所述吸附單元的輸入端選擇性地連通所述傳輸單兀、第一端；第二切換模塊，所述第二切換模塊用于使所述吸附單元的輸出端選擇性地連通外
界或第二端；所述檢測單元連通所述第一端或第二端。根據(jù)上述的分析系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述待測環(huán)境為垃圾焚燒中的煙道或煙囪。根據(jù)上述的分析系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述傳輸單元采用惰性化處理的不銹鋼管道。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):根據(jù)上述的分析系統(tǒng)的工作方法，所述工作方法包括以下步驟:(Al)取樣單元工作，待測環(huán)境內(nèi)的被測氣體進入傳輸單元并被維持一定的溫度；(A2)降溫單元降低傳輸單元傳送來的被測氣體的溫度，防止液態(tài)水的出現(xiàn)；(A3)降溫后的被測氣體進入吸附單元，被測氣體中的待測組分被吸附，其它組分排走；(A4)關閉吸附單元與外界的連通，加熱所述吸附單元至200度以上，所述待測組分釋放出來；(A5)吹掃氣體將所述吸附單元內(nèi)的所述待測組分吹出，并輸送到檢測單元；(A6)檢測單元分析所述待測組分的含量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:1、適用高溫條件下去除有機物中的水蒸氣和腐蝕性氣體，特別適用于垃圾焚燒場合下氣體監(jiān)測；2、裝置簡單，長期穩(wěn)定性好；3、可依據(jù)待分析的組分性質(zhì)選擇不同的吸附填料,如Tenax TA、TenaxGR等,具有一定的選擇性。


參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對本發(fā)明的保護范圍構(gòu)成限制。圖中:圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例1的工作方法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例2的分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施例方式圖1、2和以下說明描述了本發(fā)明的可選實施方式以教導本領域技術(shù)人員如何實施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導本發(fā)明技術(shù)方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領域技術(shù)人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領域技術(shù)人員應該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。實施例1:本發(fā)明實施例的氣體分析系統(tǒng)，所述分析系統(tǒng)包括:取樣單元，所述取樣單元用于取樣待測環(huán)境中的被測氣體，并傳送到傳輸單元；所述取樣單元通常包括取樣探頭、抽氣泵，取樣探頭安裝在煙道、煙 等待測環(huán)境中，抽氣泵采用隔膜泵、射流泵等器件；傳輸單元，所述傳輸單元用于維持所述被測氣體的溫度，并傳送到降溫單元；優(yōu)選地，所述傳輸單元可采用惰性化處理的不銹鋼管道；降溫單元，所述降溫單元用于降低傳輸單元傳送來的被測氣體的溫度；所述降溫單元可采用熱交換器等器件，用于將被測氣體的溫度降到吸附單元可承受的溫度區(qū)間內(nèi)，且最好高于水的沸點(加入所有少量的液態(tài)水析出，也可以接受，因此少量的液態(tài)水會被氣流帶走)，如100度、95度；吸附單元，所述吸附單元用于選擇性地吸附從降溫單元傳送來的被測氣體中的待測組分以及在被加熱單元解熱時釋放出所述待測組分；根據(jù)待測組分去選擇吸附單元，如要檢測揮發(fā)性有機物，則選擇Tenax TA或Tenax GR作為填料；加熱單元，所述加熱單元用于加熱所述吸附單元，以使吸附單元吸附的待測組分在加熱的環(huán)境下釋放出來，加熱溫度應高于200度；吹掃單元，所述吹掃單元用于將加熱后的吸附單元內(nèi)的所述待測組分吹進檢測單元;檢測單元，所述檢測單元用于檢測所述待測組分的含量。所述檢測單元可采用氣體傳感器、光譜分析儀器、色譜分析儀器等裝置。根據(jù)上述的分析系統(tǒng)，可選地，所述吹掃單元包括:第一切換模塊，所述第一切換模塊用于使所述吸附單元的輸入端選擇性地連通所述傳輸單兀、第一端；第二切換模塊，所述第二切換模塊用于使所述吸附單元的輸出端選擇性地連通外界或第二端；第一和第二切換模塊都可以采用三通電磁閥或其它切換器件；所述檢測單元連通所述第一端或第二端。圖1示意性地給出了本發(fā)明實施例的分析系統(tǒng)的工作方法的流程圖，如圖1所示，所述工作方法包括以下步驟:(Al)取樣單元工作，待測環(huán)境內(nèi)的被測氣體進入傳輸單元并被維持一定的溫度；(A2)降溫單元降低傳輸單元傳送來的被測氣體的溫度，防止液態(tài)水的出現(xiàn)；(A3)降溫后的被測氣體進入吸附單元，被測氣體中的待測組分被吸附，其它組分排走；(A4)關閉吸附單元與外界的連通，加熱所述吸附單元，所述待測組分釋放出來；(A5)吹掃氣體將所述吸附單元內(nèi)的所述待測組分吹出，并輸送到檢測單元；(A6)檢測單元分析所述待測組分的含量。根據(jù)本發(fā)明實施例1達到的益處在于:
實施例2:根據(jù)本發(fā)明實施例1的分析系統(tǒng)和方法在垃圾焚燒氣中高沸點有機物在線檢測中的應用例。圖1示意性地給出了本發(fā)明實施例的氣體分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖，如圖1所示，取樣單元采用采樣探頭21、高溫采樣泵22，所述采樣探頭安裝在煙 11上，具有過濾功能，所述高溫采樣泵22設置在吸附單元61的下游，用于抽出煙囪11內(nèi)的煙氣。輸送單元31采用惰性化處理的不銹鋼管道，外圍采用電加熱以伴熱管道內(nèi)的煙氣，使得煙氣溫度達到煙囪內(nèi)的180度。降溫單元41采用熱交換器，使得降溫后的煙氣溫度為100度，不低于水的沸點，從而避免液態(tài)水的出現(xiàn)。為了吸附有機物，在吸附單元內(nèi)填充Tenax GR0同時在吸附單元61的外圍設置電伴熱器件，用于加熱吸附單元61以釋放出有機物，加熱溫度高于200度，保證吸附的有機物的充分釋放。吹掃單元包括第一三通閥51、第二三通閥52及氣源，所述第一三通閥51設置在降溫單元和吸附單元之間，用于使煙氣、吹掃氣體選擇性地進入吸附單元，所述第二三通閥52設置在所述吸附單元61和檢測單元71之間，使得選擇性地使吸附單元61內(nèi)除去有機物的煙氣排出，或者使吹掃氣和有機物的混合氣進入檢測單元71。檢測單元71采用色譜分析模塊。
權(quán)利要求
1.一種氣體分析系統(tǒng)，所述氣體分析系統(tǒng)包括: 取樣單元，所述取樣單元用于取樣待測環(huán)境中的被測氣體，并傳送到傳輸單元； 傳輸單元，所述傳輸單元用于維持所述被測氣體的溫度，并傳送到降溫單元； 降溫單元，所述降溫單元用于降低傳輸單元傳送來的被測氣體的溫度； 吸附單元，所述吸附單元用于選擇性地吸附從降溫單元傳送來的被測氣體中的待測組分以及在被加熱單元解熱時釋放出所述待測組分； 加熱單元，所述加熱單元用于加熱所述吸附單元； 吹掃單元，所述吹掃單元用于將加熱后的吸附單元內(nèi)的所述待測組分吹進檢測單元； 檢測單元，所述檢測單元用于檢測所述待測組分的含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析系統(tǒng)，其特征在于:所述吸附單元內(nèi)填充TenaxTA或Tenax GR00
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析系統(tǒng)，其特征在于:所述待測組分是揮發(fā)性有機物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析系統(tǒng)，其特征在于:通過所述降溫單元后的被測氣體的溫度高于95度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析系統(tǒng)，其特征在于:所述吹掃單元包括: 第一切換模塊， 所述第一切換模塊用于使所述吸附單元的輸入端選擇性地連通所述傳輸單兀、第一端； 第二切換模塊，所述第二切換模塊用于使所述吸附單元的輸出端選擇性地連通外界或A-Ap ~.上山弟.~- ； 所述檢測單元連通所述第一端或第二端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析系統(tǒng)，其特征在于:所述待測環(huán)境為垃圾焚燒中的煙道或煙囪。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析系統(tǒng)，其特征在于:所述傳輸單元采用惰性化處理的不銹鋼管道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的分析系統(tǒng)的工作方法，所述工作方法包括以下步驟: (Al)取樣單元工作，待測環(huán)境內(nèi)的被測氣體進入傳輸單元并被維持一定的溫度； (A2)降溫單元降低傳輸單元傳送來的被測氣體的溫度，防止液態(tài)水的出現(xiàn)； (A3)降溫后的被測氣體進入吸附單元，被測氣體中的待測組分被吸附，其它組分排走; (A4)關閉吸附單元與外界的連通，加熱所述吸附單元，所述待測組分釋放出來； (A5)吹掃氣體將所述吸附單元內(nèi)的所述待測組分吹出，并輸送到檢測單元； (A6)檢測單元分析所述待測組分的含量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種氣體分析系統(tǒng)，包括取樣單元，用于取樣待測環(huán)境中的被測氣體，并傳送到傳輸單元；傳輸單元，用于維持所述被測氣體的溫度，并傳送到降溫單元；降溫單元，用于降低傳輸單元傳送來的被測氣體的溫度；吸附單元，用于選擇性地吸附從降溫單元傳送來的被測氣體中的待測組分；加熱單元，用于加熱所述吸附單元；吹掃單元，用于將加熱后的吸附單元內(nèi)的所述待測組分吹進檢測單元；檢測單元，所述檢測單元用于檢測所述待測組分的含量。本發(fā)明具有穩(wěn)定性好、通用性好、可有效降低信號波動、有利于提高后續(xù)檢測準確度等優(yōu)點。
文檔編號G01N30/14GK103091416SQ201210597399
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者孟磊, 李天麟, 王琳琳, 劉曉峰, 裘騁操, 劉偉寧, 劉立鵬 申請人:聚光科技(杭州)股份有限公司