一种RTO焚烧炉VOCs浓度检测系统

技术领域

本发明涉及检测系统，尤其是涉及一种RTO焚烧炉VOCs浓度检测系统。

背景技术

RTO(蓄热式焚烧炉)作为应用广泛的VOCs废气治理设备，以其高效、节能、成本低等优势，广泛应用于石化、制药、涂装、印刷包装等行业的VOCs治理。蓄热式焚烧炉其原理是在高温下将可燃废气氧化成对应的氧化物和水，从而净化废气，并回收废气分解时所释放出来的热量，废气分解效率达到99％以上，热回收效率达到95％以上。

但是在治理过程中，RTO焚烧炉爆炸、引发火灾事故时有发生，给VOCs治理和工厂安全带来了极大的挑战，V0Cs治理工程的安全性越来越受到客户的重视，达标排放的前提是安全。有机废气大多为易燃易爆物质，被处理的VOCs混合气的爆炸性问题更是方案设计不可或缺的部分。

现有的监测(检测)设备存在诸多不足，例如：

目前国内RTO厂商绝大多数匹配的入口前爆炸极限检测仪(PID原理)，其存在设备运行稳定性差，数据测量不稳定，安全隐患大等问题。

部分进口或合资企业，由于生产线的施工的为全进口打包，故RTO炉前匹配的为进口的监测设备,典型的为sick公司生产的EuroFID监测系统，由于安装环境的影响，其存在故障率高，检修不便等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种运行稳定，检测效果好，易于维护的RTO焚烧炉VOCs浓度检测系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种RTO焚烧炉VOCs浓度检测系统，其特征在于，包括检测单元及采样单元；

所述检测单元具有总烃分析仪，所述总烃分析仪的燃烧氢气进口接于氢空一体机，所述总烃分析仪的助燃气进口接于零气发生器，其中，氢空一体机和零气发生器连接，所述总烃分析仪的样气进口通过第一接管接于冷凝干燥装置，所述冷凝干燥装置接于排液泵，所述第一接管上设置采样真空泵，所述第一接管上并位于所述采用真空泵的后端设置第二接管，所述第二接管用于连接放空总管，所述第二接管上设置计量针阀，所述冷凝干燥装置入口处设置校标三通阀；

所述采样单元具有采样器，所述采样器具有采样器壳体，所述壳体上设置壳体出气口，所述采样器壳体内设置滤筒安装体，所述滤筒安装体具有内腔，所述滤筒安装体一端设置进气口，另一端设置出气口，所述内腔内布置滤芯，所述滤筒安装体的进气口处设置取样探杆，所述取样探杆延伸至壳体外，所述滤筒安装体外侧设置加热部件，其中，所述壳体出气口通过取样伴热管线和校标三通阀连接，出气口22a和壳体出气口21a通过连接管连通。

进一步：所述取样探杆入口处设置预过滤器。

进一步：所述取样探杆内径为6-10mm。

进一步：所述检测单元布置在柜体内。

进一步：所述柜体顶部设置吊耳。

进一步：所述滤芯为碳化硅滤芯。

进一步：所述总烃分析仪的燃烧氢气进口和氢空一体机之间的接管上设置第一阀门，所述总烃分析仪的助燃气进口和零气发生器之间的接管上设置第二阀门。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明运行稳定且相应速度快，检测效果好，系统模块化设计易于维护且维护量小。

附图说明

图1为一种RTO焚烧炉VOCs浓度检测系统图。

图2为采样器结构图。

图3为RTO焚烧炉VOCs浓度检测系统接入用户DCS(分布式控制系统)后的测量趋势图。

具体实施方式

实施例1

参见图1到图2，一种RTO焚烧炉VOCs浓度检测系统，包括检测单元及采样单元

所述检测单元具有总烃分析仪11，所述总烃分析仪11的燃烧氢气进口11a接于氢空一体机12，所述总烃分析仪11的助燃气进口11b接于零气发生器13，其中，氢空一体机12和零气发生器13连接，所述总烃分析仪11的样气进口11c通过第一接管14a接于冷凝干燥装置15，所述冷凝干燥装置15接于排液泵16(例如排液蠕动泵)，所述第一接管14a上设置采样真空泵17，所述第一接管14a上并位于所述采用真空泵17的后端设置第二接管14b，所述第二接管14b用于连接放空总管，所述第二接管14b上设置计量针阀18，所述冷凝干燥装置15入口处设置校标三通阀19。

所述采样单元具有采样器2，所述采样器具有采样器壳体21，所述壳体21上设置壳体出气口21a，所述采样器壳体21内设置滤筒安装体22，所述滤筒安装体22具有内腔，所述滤筒安装体22一端设置进气口，另一端设置出气口22a，所述内腔内布置滤芯23，所述滤筒安装体22的进气口处设置取样探杆24，所述取样探杆24延伸至壳体21外，所述滤筒安装体22外侧设置加热部件25，其中，所述壳体出气口21a(从取样探杆24进入的气体，经过滤芯过滤后，从出气口22a流出，出气口22a流出的气体通过壳体出气口21a流出)通过取样伴热管线3和校标三通阀19连接，出气口22a和壳体出气口21a通过连接管连通。

实施例中，所述取样探杆24内径为6-10mm。

实施例中，所述滤芯23包括但不仅限于碳化硅滤芯。

实施例中，所述总烃分析仪11的燃烧氢气进口11a和氢空一体机12之间的接管上设置第一阀门12a，所述总烃分析仪11的助燃气进口11b和零气发生器13之间的接管上设置第二阀门13a。

探头采样管(取样探杆)为316L不锈钢材质。碳化硅过滤器(碳化硅滤芯)四周是腔体(采样器壳体21采用不锈钢制成)，电加热块(加热部件)工作可使碳化硅过滤器和样品温度保持在某一设定值(例如150℃左右)，高于废气中水分露点温度，防止冷凝液与尘粒混合将碳化硅过滤器堵塞，同时防止酸性可溶性气体溶于冷凝液腐蚀系统部件，保证采集样品的代表性。探头的采样探杆摒弃了传统的大口径模式(传统口径为DN25)，采用小口径设计(优选内径为8mm)，这种设计能极大的减小样气的死体积，加快样气的流动性，匹配大抽力采样泵，从而使得采样的滞后时间大大缩短。取样伴热管线可以保证采样管内维持一定的恒温(例如伴热温度150℃)，保证采集样品与初始值保持基本一致。

采集器安装在气体采集部位(例如废气管道)，样气通过取样探杆进入采集器，经过碳化硅滤芯过滤，除去样气中的粉尘及杂质，采集器通过加热部件加热到120℃～150℃，防止样气在经过采集器后产生冷凝水。来自现场采样器的样品气，首先通过一个三通手动切换阀(校标三通阀19)，标定时间里外部标准气体也通过此阀,需要标定时通过它注入标准气体来检查仪器的灵敏度；然后进入样品预处理系统的冷凝器(冷凝干燥装置)除去样品气中的湿气，冷凝器采用两级冷凝干燥装置，保证大湿度的样气的干燥性，气体的冷凝物通过冷凝器下的排液泵(排液蠕动泵)排出，避免湿气进入分析仪；然后气体接入耐腐采样泵，为了尽量缩短采样时间，宜采用大流量大抽力的膜片真空泵(流量：6L/min，抽力(max)：-84KPa)，而分析主表需要的流量又很小(75-90mL/min),故在进表之前设计分流流量，采用进口swagelok计量针阀控制，这样既保证了采样的快速性，又能使进表的样气流量满足要求；样气进入分析仪进行分析、检测。

实施例2

基本方案同实施例1，区别在于，所述取样探杆24入口处设置预过滤器。废气含量大时，可以在采样探管前加装预过滤器，提高过滤效果。

实施例3

基本方案同实施例1或实施例2，区别在于，所述检测单元布置在柜体内。模块化设计使得系统安装及使用便利。

本实施例可作进一步改进，为了方便吊运，所述柜体顶部设置吊耳。

本实施例可作进一步改进，即柜体处设置工业柜机空调，上述设计确保柜内元器件在合适的温度下工作运行。

实施例4

基本方案同实施例1或实施例2或实施例3，当采用碳化硅滤芯(碳化硅陶瓷滤芯)时，为了过滤效果优，碳化硅滤芯中孔径可以为2μm。

实施例5

基本方案同实施例1或者实施例2或者实施例3或者实施例4，区别在于，为了方便检测系统使用，采样器处(例如壳体出气口21a处)可设置控制阀门。

为了提高检测效果，采样器2和冷凝干燥装置15之间的管线距离应较短(例如不超过15m)。

实施例6

本实施例涉及实施例1到实施例5中的RTO焚烧炉VOCs浓度检测系统的进一步实验数据。

本检测系统的响应时间快(5s以内)，检测效果及准确度较好。

图3为本检测系统接入用户DCS后的测量趋势图(同一工艺下，三根支管一根总管废气管道处测试)。

参见图3，图中2#支管VOCs浓度含量是我司设备(检测系统)的数据趋势图(1#、3#及总管的VOCs浓度含量均为SICK设备监测)，第五行是现场设备风量的变化趋势图，可以看出我司设备监测数据与设备总风量数据波动趋势匹配度非常高。图中纵坐标轴表示浓度/风量的大小，横坐标为时间轴，可以看出风量在80000立方米/小时-110000立方米/小时变化，变化周期1min(即1分钟内风量从80000立方米/小时-110000立方米/小时-80000立方米/小时)，风量的快速变化的原因是由于后面RTO处理装置为3室循环使用；按照设计，管道内的VOCs浓度也是要有变化的，且和风量的变化成反比关系，即风量大的时候浓度值低，风量小的时候浓度值高(风量大VOCs浓度被稀释，风量小VOCs浓度被聚集)。

从图3中还可以看出我司设备的数据平滑度及连续性非常好，SICK的设备由于直接安装在高温管道上，设备老化快，造成信号输出在小范围波动非常频繁，这也就是图中反应的SICK的数据曲线突刺非常多原因。

设备设计合理，给用户的日常维护带来了很大的便利性，同时使用的氢气发生器的耗材仅是纯净水，在氢气使用方面为用户节约了极大使用成本，设备优势明显。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。