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技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于氣體監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種脫硝氨逃逸一體化在線監(jiān)測儀。

背景技術(shù)：

目前，NH3在線監(jiān)測大多采用激光原位對穿式測量技術(shù)或者稀釋采樣、轉(zhuǎn)化為NO、化學(xué)發(fā)光測量技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測；稀釋采樣、轉(zhuǎn)化為NO、化學(xué)發(fā)光測量技術(shù)屬于間接測量法的安裝方式為：稀釋抽取，通過氣路接到分析小屋；先對氣體稀釋，避免水氣冷凝，然后再轉(zhuǎn)化；其存在下述缺點：1.測量準(zhǔn)確性較低，氣體稀釋和轉(zhuǎn)化過程都會引入誤差，且誤差會放大；2.現(xiàn)場安裝較復(fù)雜，需要建分析小屋，煙道和分析小屋之間需要布線，需要提供超低露點壓縮空氣；3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)麻煩；4.系統(tǒng)制作和使用成本高；5.系統(tǒng)響應(yīng)時間較差，影響氣體分析效率。激光原位對穿式測量技術(shù)的安裝方式為原位對穿式安裝；雖然采用了較為先進(jìn)的TDLAS直接測量技術(shù)，但是存在下述缺陷：1.測量準(zhǔn)確性較低，容易受煙道內(nèi)粉塵以及溫度、壓力、流速變化的干擾；2.對大煙道來講，因為光路限制，只能安裝在角落中，測點不典型；3.現(xiàn)場安裝較復(fù)雜，需要在煙道上開兩個孔，并做光路對準(zhǔn)；4.受煙道振動影響大，因為煙道振動會導(dǎo)致光路發(fā)生變化；5.不具備自動校準(zhǔn)功能，校準(zhǔn)麻煩，需要將探頭拆下來，利用標(biāo)定管標(biāo)定；6.維護(hù)麻煩，需要拆下探頭來維護(hù)，7.工礦適應(yīng)性較低，不適用于高粉塵和高溫場合；8.系統(tǒng)制作和使用成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，提供了一種可同時測量多種氣體，有效避免各組分相互干擾；且測量靈敏度高、響應(yīng)時間短，不受背景氣體干擾的脫硝氨逃逸一體化在線監(jiān)測儀。本發(fā)明的技術(shù)方案：一種脫硝氨逃逸一體化在線監(jiān)測儀，包括機(jī)箱、設(shè)置在機(jī)箱上的進(jìn)氣口、設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)的加熱預(yù)處理裝置、采樣和校準(zhǔn)裝置、氨氣分析裝置、數(shù)據(jù)處理及顯示裝置、溫控裝置、供電及對外接口裝置，所述加熱預(yù)處理裝置包括加熱器、高溫球閥和二級過濾器，所述數(shù)據(jù)處理及顯示裝置包括CPU、數(shù)據(jù)傳輸模塊和液晶顯示屏；所述采樣和校準(zhǔn)裝置包括采樣泵、校準(zhǔn)電磁閥和干擾電磁閥；所述溫控裝置包括溫度顯示儀、溫控儀、溫度傳感器和若干固態(tài)繼電器；所述溫控儀的信號接收端連接溫度傳感器，溫控儀的控制端連接加熱器；所述高溫球閥的輸入端通過管道和進(jìn)氣口連接外界伴熱管脫硝氨氣逃逸檢測儀，高溫球閥的輸出端通過管道連接二級過濾器的輸入端，所述二級過濾器的輸出端通過管道連接氨氣分析裝置，所述氨氣分析裝置與采樣泵連接；所述CPU的數(shù)據(jù)接收端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊連接氨氣分析裝置，CPU的信號輸出端連接液晶顯示屏。優(yōu)選地，所述機(jī)箱包括上機(jī)箱和下機(jī)箱，所述預(yù)加熱處理裝置設(shè)置在上機(jī)箱內(nèi)，所述采樣和校準(zhǔn)裝置、氨氣分析裝置、數(shù)據(jù)處理及顯示裝置、溫控裝置、供電及對外接口裝置設(shè)置在下機(jī)箱內(nèi)。

優(yōu)選地，所述供電及對外接口裝置包括開關(guān)電源、供電插座、對外接線口、對外輸出接線端子和若干控制繼電器，所述對外輸出接線端子固定在下機(jī)箱的底面上，所述供電插座和控制繼電器設(shè)置在下機(jī)箱背板上，所述開關(guān)電源設(shè)置在下機(jī)箱的側(cè)壁上。優(yōu)選地，所述高溫球閥的閥體設(shè)置在上機(jī)箱內(nèi)，高溫球閥的調(diào)節(jié)桿伸出在上機(jī)箱外，高溫球閥與伴熱管之間設(shè)有反吹閥和壓力變送器。優(yōu)選地，所述氨氣分析裝置包括恒溫光譜儀和高溫氣體室，所述高溫氣體室通過管道與二級過濾器連接，所述溫控儀包括配合恒溫光譜儀的光譜儀溫控儀和配合高溫氣體室的氣體室溫控儀。優(yōu)選地，所述上機(jī)箱上設(shè)有上機(jī)箱門有毒氣體報警器，所述下機(jī)箱上設(shè)有下機(jī)箱門，所述上機(jī)箱門上設(shè)有配合預(yù)加熱處理裝置的保溫板和保溫棉。優(yōu)選地，所述下機(jī)箱門上部設(shè)有上門鎖和加強(qiáng)筋，下機(jī)箱門下部設(shè)有下門鎖和資料放置盒，所述下機(jī)箱一側(cè)上部設(shè)有風(fēng)扇罩。優(yōu)選地，所述對外輸出接線端子一側(cè)設(shè)有配合供電插座的電源濾波器，所述開關(guān)電源一側(cè)上方設(shè)有渦流制冷器，所述下機(jī)箱中部設(shè)有隔板，所述渦流制冷器通過制冷器支架固定在隔板底部。優(yōu)選地，所述下機(jī)箱側(cè)壁上還設(shè)有第一過濾減壓閥和第二過濾減壓閥，所述第一過濾減壓閥通過管道連接校準(zhǔn)電磁閥，所述第二過濾減壓閥通過管道連接干擾電磁閥。

優(yōu)選地，所述下機(jī)箱底部還設(shè)有配合對外輸出接線端子的U型軌道，所述U型軌道兩端設(shè)有配合對外輸出接線端子的端子固定片。本發(fā)明的氨氣分析裝置采用最先進(jìn)的TDLAS技術(shù)測量氨氣、紫外差分（DOAS）技術(shù)測量SO2/NOx、氧化鋯法測量氧氣。TDLAS（TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy）是可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)的簡稱，由于激光二極管采用半導(dǎo)體材料制成，通常又稱為可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)。DOAS（DifferentialOpticalAbsorptionSpectroscopy）是一種光譜監(jiān)測技術(shù)，其基本原理就是利用空氣中的氣體分子的窄帶吸收特性來鑒別氣體成分，并根據(jù)窄帶吸收強(qiáng)度來推演出微量氣體的濃度。憑借其低廉且簡單的設(shè)備裝置和出色的監(jiān)測能力，DOAS技術(shù)在大氣監(jiān)測領(lǐng)域內(nèi)在國外已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。氧化鋯測量原理：被測氣體（煙氣）通過傳感器進(jìn)入氧化鋯管的內(nèi)側(cè)，參比氣體（空氣）通過自然對流進(jìn)入傳感器的外側(cè)，當(dāng)鋯管內(nèi)外側(cè)的氧濃度不同時脫硝氨氣逃逸檢測儀，在氧化鋯管內(nèi)外側(cè)產(chǎn)生氧濃差電勢（在參比氣體確定情況下，氧化鋯輸出的氧濃差電勢與傳感器的工作溫度和被測氣體濃度呈函數(shù)對應(yīng)關(guān)系）該氧濃差電動勢經(jīng)顯示儀表轉(zhuǎn)化成與被測煙氣含氧量呈線性關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)信號供顯示和輸出。

本發(fā)明整個氣體流路200°C以上高溫伴熱，并定期自動反吹，避免高粉塵和銨鹽結(jié)晶堵塞過濾器和管道、以及污染分析儀氣體室，免維護(hù)周期長；采用高溫抽取采樣測量NH3，與原位對穿式相比，具有不受煙道內(nèi)粉塵、溫度、壓力波動的影響、可實現(xiàn)自動校準(zhǔn)等優(yōu)勢；現(xiàn)場安裝（采用1～2米長不銹鋼伴熱管）、氣體室采用多次折返光路（確保探頭到氣體室出口的容積小于0.5L）、氣路采用316L不銹鋼材質(zhì)，有效避免NH3強(qiáng)吸附性影響響應(yīng)時間；可以選擇最典型的測點進(jìn)行采樣測量，避免原位對穿式測點不典型的問題（尤其是大煙道場合，分析儀只能安裝在角落中）。本發(fā)明的安裝方式為：高溫伴熱抽取，具備下述有益效果：1.測量準(zhǔn)確性高，兩級過濾，測量室內(nèi)無塵，溫度、壓力穩(wěn)定，有溫度和壓力補(bǔ)償，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；2.分析儀置于測點附近；3.可任意選擇取樣點，確保測點典型性；4.不受煙道振動影響；5.校準(zhǔn)方便，且支持自動校準(zhǔn)，流路容積小，節(jié)省標(biāo)氣；6.氣體室短，清洗和維護(hù)方便；7.抽取時可以過濾粉塵和調(diào)節(jié)溫度，工礦適應(yīng)性強(qiáng)；8.響應(yīng)時間短，測量效率高。附圖說明圖1為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中I的放大圖；圖4為本發(fā)明的安裝示意圖；圖5為本發(fā)明的流程示意圖；圖中1.上機(jī)箱，2.下機(jī)箱，3.上機(jī)箱內(nèi)襯板，4.下機(jī)箱背板，5.上機(jī)箱門保溫板，6.高溫球閥的閥體，7.溫度傳感器，8.二級過濾器，9.高溫球閥的調(diào)節(jié)桿，10.校準(zhǔn)電磁閥，11.干擾電磁閥，12.第一過濾減壓閥，13.液晶顯示屏，14.恒溫光譜儀，15.固態(tài)繼電器，16.溫度顯示儀，17.對外接線口，18.第二過濾減壓閥，19.對外輸出接線端子，20.控制繼電器，21.數(shù)據(jù)傳輸模塊，22.光譜儀溫控儀，23.高溫氣體室，24.加強(qiáng)筋，25.資料放置盒，26.保溫棉，27.下機(jī)箱門，28.上機(jī)箱門，29.風(fēng)扇罩，30.渦流制冷器，31.制冷器支架，32.開關(guān)電源，33.電源濾波器，34.氣體室溫控儀，35.伴熱管，36.采樣探頭，37.進(jìn)氣口，38.氣體室溫控儀，39.供電插座，40.上門鎖，41.下門鎖，42.隔板，43.U型軌道，44.端子固定片，45.平臺，46.監(jiān)測儀，47.標(biāo)氣瓶，48.工業(yè)空調(diào)，49.空氣壓縮機(jī)，50.系統(tǒng)電源，51.配電箱，52.采樣區(qū)，53.壓力變送器，54.反沖閥，55.高溫球閥，56.氨氣分析裝置，57.高溫伴熱區(qū)域，58.采樣泵。

具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但并不是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。如圖1-3所示脫硝氨氣逃逸檢測儀，一種脫硝氨逃逸一體化在線監(jiān)測儀，包括機(jī)箱、設(shè)置在機(jī)箱上的進(jìn)氣口37、設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)的加熱預(yù)處理裝置、采樣和校準(zhǔn)裝置、氨氣分析裝置、數(shù)據(jù)處理及顯示裝置、溫控裝置、供電及對外接口裝置氧氣檢測儀，加熱預(yù)處理裝置包括加熱器、高溫球閥和二級過濾器8，數(shù)據(jù)處理及顯示裝置包括CPU、數(shù)據(jù)傳輸模塊21和液晶顯示屏13；所述采樣和校準(zhǔn)裝置包括采樣泵58、校準(zhǔn)電磁閥10和干擾電磁閥11；溫控裝置包括溫度顯示儀16、溫控儀、溫度傳感器7和若干固態(tài)繼電器15；溫控儀的信號接收端連接溫度傳感器7，溫控儀的控制端連接加熱器；高溫球閥的輸入端通過管道和進(jìn)氣口37連接外界伴熱管35，高溫球閥的輸出端通過管道連接二級過濾器8的輸入端，二級過濾器8的輸出端通過管道連接氨氣分析裝置，氨氣分析裝置與采樣泵58連接；CPU的數(shù)據(jù)接收端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊21連接氨氣分析裝置，CPU的信號輸出端連接液晶顯示屏13。機(jī)箱包括上機(jī)箱1和下機(jī)箱2，預(yù)加熱處理裝置設(shè)置在上機(jī)箱1內(nèi)，采樣和校準(zhǔn)裝置、氨氣分析裝置、數(shù)據(jù)處理及顯示裝置、溫控裝置、供電及對外接口裝置設(shè)置在下機(jī)箱2內(nèi)。

供電及對外接口裝置包括開關(guān)電源32、供電插座39、對外接線口17、對外輸出接線端子19和若干控制繼電器20，對外輸出接線端子19固定在下機(jī)箱2的底面上，供電插座39和控制繼電器20設(shè)置在下機(jī)箱背板4上，開關(guān)電源32設(shè)置在下機(jī)箱2的側(cè)壁上。高溫球閥的閥體6設(shè)置在上機(jī)箱1內(nèi)，高溫球閥的調(diào)節(jié)桿9伸出在上機(jī)箱1外。氨氣分析裝置包括恒溫光譜儀14和高溫氣體室23，高溫氣體室23通過管道與二級過濾器8連接，溫控儀包括配合恒溫光譜儀14的光譜儀溫控儀22和配合高溫氣體室23的氣體室溫控儀34。上機(jī)箱1上設(shè)有上機(jī)箱門28，下機(jī)箱2上設(shè)有下機(jī)箱門27，上機(jī)箱門28上設(shè)有配合預(yù)加熱處理裝置的保溫板5和保溫棉26。下機(jī)箱門27上部設(shè)有上門鎖40和加強(qiáng)筋24，下機(jī)箱門27下部設(shè)有下門鎖41和資料放置盒25，下機(jī)箱2一側(cè)上部設(shè)有風(fēng)扇罩29。對外輸出接線端子19一側(cè)設(shè)有配合供電插座39的電源濾波器33，開關(guān)電源32一側(cè)上方設(shè)有渦流制冷器30，下機(jī)箱2中部設(shè)有隔板42，渦流制冷器30通過制冷器支架31固定在隔板底部42。下機(jī)箱2側(cè)壁上還設(shè)有第一過濾減壓閥12和第二過濾減壓閥18，第一過濾減壓閥12通過管道連接校準(zhǔn)電磁閥10，第二過濾減壓閥18通過管道連接干擾電磁閥11。

下機(jī)箱2底部還設(shè)有配合對外輸出接線端子19的U型軌道43，U型軌道43兩端設(shè)有配合對外輸出接線端子19的端子固定片44。本發(fā)明耐用且易于安裝，特別適用于眾多環(huán)保及工業(yè)過程氣體排放監(jiān)測，包括燃煤發(fā)電廠、鋁廠、鋼鐵廠、冶煉廠、垃圾發(fā)電站、水泥廠和化工廠等。本發(fā)明的安裝和工作原理：如圖4和5所示，高溫球閥55與伴熱管35之間設(shè)有反吹閥54和壓力變送器53。在采樣泵58的作用下，煙氣經(jīng)采樣探頭36（含濾芯）、伴熱管35、高溫球閥55、二級過濾器8進(jìn)入NH3分析裝置56，最后排出，整個流路全程200°C以上高溫伴熱，避免水冷凝、銨鹽結(jié)晶、氨氣吸附（管壁）。為避免高粉塵導(dǎo)致探頭濾芯堵塞，系統(tǒng)定期關(guān)閉球閥，并通過控制反吹閥脈沖工作，反吹探頭濾芯。分析儀支持自動校準(zhǔn)（調(diào)零和量程校準(zhǔn)），校準(zhǔn)時，測量流路關(guān)閉。壓力變送器用于補(bǔ)償測量值、也可用于檢驗探頭是否堵塞。二級過濾器用于保護(hù)，確保探頭泄漏或探頭溫控失效時，保護(hù)NH3分析裝置。本發(fā)明的技術(shù)指標(biāo)：測量方法：激光吸收光譜（TDLAS）+紫外差分（DOAS）＋氧化鋯測量組分及量程：NH3：0-10ppm（MIN）~0-100%（MAX）SO2/NOX：0-50ppm（MIN）~0-100%（MAX）O2：0-25%（MIN）~0-100%（MAX）示值誤差：±2%F.S重復(fù)性：±2%F.S響應(yīng)時間：≤90s零點漂移：2%F.S./7d量程漂移：2%F.S./7d防護(hù)等級：IP65模擬接口：4路4-20mA輸出(可配置，最大帶載能力＜800歐)2路4-20mA輸入(可靈活配置，100歐負(fù)載)繼電器輸出：14路，可配置，DC30V2A開關(guān)量輸入：6路，可靈活配置通訊接口：1路RS232，1路RS485，支持Modbus協(xié)議電源：220±15%VAC／2KW樣氣流速：1.5±0.1L/min環(huán)境溫度：－20oC～50oC環(huán)境濕度：0%～95%RH。

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