一种烟气监测装置

技术领域

本申请涉及火电厂环境监测技术领域，具体涉及一种烟气监测装置。

背景技术

火电厂发电使燃烧的煤中会产生大量含有硫和硝烟气，这些烟气排入大气会产生污染形成酸雨,故产生的烟气需要进行脱硫和脱硝，烟气脱硫脱硝技术是应用于多氮氧化物、硫氧化物生成化工工业的一项锅炉烟气净化技术。氮氧化物、硫氧化物是空气污染的主要来源之一。已知的烟气脱硫脱硝技术有PAFP、ACFP、软锰矿法、电子束氨法、脉冲电晕法、石膏湿法、催化氧化法、微生物降解法等技术。

对于已经脱硫脱硝过的烟气，通常是直接排放到大气中，或是进行简单的抽检，不会针对烟气进行全检。因此，烟气通过脱硝以及脱硫之后依然可能存有超标的氮氧化物，将超标的氮氧化物排出，仍会对环境造成污染。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种烟气监测装置，以避免将超标的氮氧化物排放到大气中，造成环境污染。

为了实现上述目的，本申请提供一种烟气监测装置，所述监测装置包括：多个检测仓，用于检测进入检测仓的烟气的NOx浓度，以及将烟气排出至净化仓或排出至大气中；净化仓，用于将来自检测仓的烟气的NOx浓度调节至阈值以下后再排出至大气中；收集分配装置，用于收集脱硫设备排出的烟气，并按照预设规则将收集的烟气分配至检测仓；其中，所述检测仓包括可接收仓和不可接收仓；所述预设规则包括：实时获取检测仓的仓内压力值；基于检测仓的仓内压力值判断对应的检测仓为可接收仓或不可接收仓；将烟气分配至可接收仓，直至可接收仓变为不可接收仓；其中，可接收仓为仓内压力值低于预设值的检测仓，不可接收仓为仓内压力值不低于预设值的检测仓。

在本申请一些实施例中，所述检测仓包括：仓体；检测装置，设于仓体内，用于检测进入仓体的烟气的NOx浓度。

在本申请一些实施例中，所述检测仓的仓体上设有进烟口和出烟口，所述检测仓还包括：第一开闭机构，设置于进烟口处，用于打开或关闭进烟口；第二开闭机构，设置于出烟口处，用于打开或关闭出烟口；所述监测装置还包括：控制器，用于从检测装置处获取NOx浓度检测值，根据NOx浓度检测值控制第一开闭机构和第二开闭机构动作。

在本申请一些实施例中，所述检测仓的仓体上设有排烟口，所述净化仓上设有入烟口；所述监测装置还包括：第一管道，用于连通排烟口和入烟口；吸风机，与第一管道的管路连通，用于将仓体内的烟气吸入净化仓；第三开闭机构，设置于排烟口处，用于打开或关闭排烟口；所述控制器还用于：控制第三开闭机构动作；以及当从检测装置获取的NOx浓度检测值大于阈值时，控制吸风机启动以将烟气从排烟口吸出并送至入烟口，直至从检测装置获取的NOx浓度检测值恢复到阈值以下，控制吸风机关停。

在本申请一些实施例中，所述进烟口的切面呈圆形，所述第一开闭机构包括：与进烟口的尺寸适配的封堵棒，设置于进烟口处；第一电动推杆，具有伸缩端和固定端，第一电动推杆通过固定端固定于检测仓的仓体内，通过伸缩端驱动封堵棒封堵进烟口；所述控制器还用于控制第一电动推杆动作。

在本申请一些实施例中，所述第一开闭机构还包括：弹簧，套设于封堵棒外，所述弹簧的两端分别与封堵棒的其中一端和检测仓的仓体内壁固定，所述封堵棒的另一端面向进烟口设置。

在本申请一些实施例中，所述第三开闭机构包括：盖板，设置于排烟口处，通过扭簧与检测仓的仓体的外侧壁连接；第二电动推杆，具有伸缩端和固定端，第二电动推杆的固定端固定于检测仓的仓体内，通过伸缩端驱动盖板打开或关闭排烟口；所述控制器还用于控制第二电动推杆动作。

在本申请一些实施例中，所述第一电动推杆和第二电动推杆为同一电动推杆；所述排烟口与所述进烟口位于所述仓体的同一侧壁上，所述排烟口位于进烟口的正上方；所述第三开闭机构还包括：推动条，设于检测仓的仓体内部，推动条的一端靠近排烟口设置，另一端靠近进烟口设置；所述弹簧与封堵棒连接的一端与推动条抵接；所述第一电动推杆的伸缩端与推动条连接；推动块，所述推动块的一端与推动条固定连接，另一端用于推动盖板打开排烟口，所述推动块的横截面的最长对角线或径长小于排烟口的最短边或径长。

在本申请一些实施例中，所述仓体内还设有：环形清理板，所述环形清理板与所述仓体相适配，用于清理仓体的内侧壁；升降杆，所述升降杆的伸缩端与环形清理板连接，另一端与仓体的底壁固定连接，升降杆用于通过伸缩动作带动环形清理板上升或下降；所述升降杆与控制器连接，所述控制器还用于控制升降杆执行伸缩动作。

在本申请一些实施例中，所述监测装置还包括：报警器，所述报警器与控制器连接；所述控制器还用于当从检测装置获取的NOx浓度检测值大于阈值时，控制报警器发出报警信号。

本申请中至少具备以下有益效果：

本申请中首先通过检测仓（可用多个检测仓同时检测）遍历检测脱硫设备排出的烟气是否符合排放标准（烟气中的NOx浓度是否大于阈值），由于将烟气限制在了检测仓这个相对封闭空间内，可避免由于气体流动不均匀造成一些不符合排放标准的烟气被排出。利用检测仓检测得到的NOx浓度值更接近平均值，可避免将超标的氮氧化物排放到大气中，造成环境污染。

本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施例，但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中：

图1示意性示出了本申请实施例的监测装置的结构示意简图；

图2示意性示出了检测仓的仓体内部的结构示意图。

附图标记说明

1-检测仓；11-进烟口；12-出烟口；13-封堵棒；14-弹簧；15-推动条；16-电动推杆；17-排烟口；18-推动块；2-检测装置；3-控制器；4-报警器；5-净化仓；51-吸风机；6-盖板；61-扭簧；7-环形清理板；8-步进电机；9-螺纹杆。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请实施例，并不用于限制本申请实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后等），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种烟气监测装置，所述监测装置包括：多个检测仓1，用于检测进入检测仓1的烟气的NOx浓度，以及将烟气排出至净化仓5或排出至大气中；净化仓5，用于将来自检测仓1的烟气的NOx浓度调节至阈值以下后再排出至大气中；收集分配装置，用于收集脱硫设备排出的烟气，并按照预设规则将收集的烟气分配至检测仓1；其中，所述检测仓1包括可接收仓和不可接收仓；所述预设规则包括：实时获取检测仓1的仓内压力值；基于检测仓1的仓内压力值判断对应的检测仓1为可接收仓或不可接收仓；将烟气分配至可接收仓，直至可接收仓变为不可接收仓；其中，可接收仓为仓内压力值低于预设值的检测仓1，不可接收仓为仓内压力值不低于预设值的检测仓1。

具体的，所述检测仓1包括：仓体，用于暂时容纳脱硫设备排出的烟气；检测装置2，所述检测装置2设于仓体内，用于检测烟气中的NOx浓度。其中，仓体可以为矩形仓，仓体上设有进烟口11和出烟口12，进烟口11设置在仓体的侧壁上靠近底部的位置，出烟口12设置在仓体的顶壁上。所述检测仓1还包括：第一开闭机构，用于控制进烟口11的打开或关闭；第二开闭机构，用于控制出烟口12的打开或关闭。

其中，若进烟口11呈圆形，所述第一开闭机构包括：与进烟口的尺寸适配的封堵棒13，用于封堵进烟口11；第一电动推杆，固定于仓体内，用于控制封堵棒13封堵进烟口11；所述第一电动推杆与控制器3电连接。封堵棒13可直接与第一电动推杆的伸缩端连接，通过控制第一电动推杆的伸缩来控制进烟口11的开闭。进一步的，封堵棒13可不与第一电动推杆固定连接。具体可在封堵棒13外套设弹簧14，所述弹簧14的一端与封堵棒13的一端固定连接，所述弹簧14的另一端面向进烟口11并与仓体的内壁固定连接。弹簧14未受力情况下，封堵棒13位于弹簧14内，进烟口11处于打开状态，当弹簧14受到第一电动推杆的压力时，长度变短，封堵棒13一部分被挤出弹簧14，挤出的部分正对插入进烟口11，此时进烟口11即处于封闭状态。另外，第二开闭机构可采用与第一开闭机构类似的机构或其他电动开关阀，在此不多赘述。

为便于控制进烟口11或出烟口12的开闭，所述监测装置还包括：控制器3，所述第一开闭机构、第二开闭机构和检测装置2分别与控制器3电连接。

进一步的，所述仓体上设有排烟口17，所述净化仓5上设有入烟口；所述监测装置还包括：第一管道，用于连通排烟口17和入烟口；吸风机51，与第一管道连通，用于将NOx的浓度大于阈值的烟气从排烟口17吸出并送至入烟口；第三开闭机构，用于控制排烟口17的打开或关闭；所述第三开闭机构和吸风机51分别与控制器3电连接。其中，所述第三开闭机构包括：盖板6，所述盖板6通过扭簧61与仓体的内壁连接，用于打开或关闭排烟口17；第二电动推杆，固定于仓体内，用于驱动盖板6打开或关闭排烟口17。若在仓体内同时放置第一电动推杆和第二电动推杆，显然会占用仓体内的空间，影响烟气的检测效率，因此本实施例中考虑通过同一个电动推杆同时控制进烟口11和排烟口17的开闭。而本实施例中，需要在控制进烟口11关闭的同时控制排烟口17打开，而进烟口11打开时，排烟口17需要关闭。示例性的，可采用以下结构及设置以满足上述需求：

所述排烟口17与所述进烟口11位于仓体的同一侧壁上，所述排烟口17位于进烟口11的正上方；所述第一开闭机构或第三开闭机构还包括：推动条15，所述推动条15设于仓体内部，其一端靠近排烟口17设置，另一端靠近进烟口11设置；所述弹簧14与封堵棒13连接的一端与推动条15抵接；所述第一电动推杆的伸缩端与推动条15连接；推动块18，所述推动块18的一端与推动条15固定连接，另一端用于推动盖板6打开排烟口17，所述推动块18的横截面的最长对角线或径长小于排烟口17的最短边或径长；当封堵棒13穿过进烟口11，将进烟口11封堵时，推动块18穿过排烟口17，推动盖板6开启排烟口17；当封堵棒13离开进烟口11完全置于检测仓1内部时，推动块18也离开排烟口17完全置于检测仓1内部，盖板6通过扭簧61回弹封闭排烟口17。

另外，关于检测装置2，可将检测装置2固定在仓体内部，检测装置2固定在仓体远离地面的一端，检测装置2和控制器3电连接，电动推杆16和控制器3电连接，报警器4和控制器3电连接，当脱硫后的烟气从进烟口11进入时，检测装置2对烟气进行监测，如果烟气中氮氧化物的含量较高，检测装置2传递信号至控制器3，控制器3将信号传递至报警器4，报警器4发出声音，从而引发作业人员的注意，同时控制器3将信号传递给电动推杆16，使得电动推杆16的伸缩端运动，从而在水平方向上滑动推动条15，推动条15推动封堵棒13，直至封堵棒13将进烟口11封堵，阻断脱硫后的烟气继续进入仓体。

吸风机51固定在仓体开设排烟口17的位置处，吸风机51和仓体相通，吸风机51的吸风口对准排烟口17，吸风机51远离仓体的一端通过第一管道与有净化仓5连通，净化仓5和吸风机51相通，当监测到进入仓体的烟气氮氧化物含量较高时，启动吸风机51，将烟气吸入至净化仓5内进行处理，避免污染环境。

由于烟气的排放量较大，若全部放到一个检测仓1（仓体）内仍然可能存在混合不均匀或混合效率低下的问题，进而容易影响传感器检测的准确性或存在检测效率低下的问题。优选的，本实施例通过设置多个检测仓1以解决上述问题，检测仓1的容积可不必设置太大，以保证检测的准确性和检测效率。而存在多个检测仓1时，则涉及烟气的分配问题，因此本实施例则通过增设收集分配装置，首先将烟气统一收集再按照预设规则统一分配。

在检测仓1容积已知的情况下，检测仓1内的压力可直观反映仓内的烟气量，因此本实施例中基于仓内压力是否超过阈值将检测仓1分为可接收仓和不可接收仓（可接收仓和不可接收仓属于实时状态，随时间动态变化，非一成不变），可接收仓表示该检测仓1内的压力值还未达到阈值，可继续接收烟气（不可接收仓则相反）。若需要实时检测检测仓1内的压力，则意味着各检测仓1内还需分别配备压力传感器，然后压力传感器获取到的压力值实时判断各检测仓1为可接收仓或不可接收仓。

收集分配装置的具体分配流程为：分别获取各检测仓1内（仓体内）的压力值，基于仓内压力值分别判断对应检测仓1是否为可接收仓，收集分配装置向可接收仓内分配烟气，直至可接收仓变为不可接收仓（仓内压力达到或超过阈值），针对不可接收仓，则需要等待其完成检测后，将仓内烟气排入大气或送入净化仓5之后（仓内压力变低，转变为可接收仓），再行分配烟气。

针对检测仓1的设置数量、配置容积以及收集分配装置的配置容积，可事先基于烟气的流速、检测仓1的单次检测时间等因素进行综合考虑，避免当收集分配装置内的烟气容量达到容量上限时，所有检测仓1均为不可接收仓（不可接收状态）。

实施例2

本实施例中，所述仓体内还设有：环形清理板7（由于本实施例中，仓体呈矩形，因此对应的环形清理板7也呈矩形环，如图2所示），所述环形清理板7与所述仓体相适配，用于清理仓体的内侧壁；升降杆，所述升降杆的伸缩端与环形清理板7连接，另一端与仓体的底壁固定连接，用于控制环形清理板7上升或下降。具体的，升降杆包括螺纹杆9和步进电机8，其中螺纹杆9的一端与环形清理板7连接，另一端与步进电机8的转轴连接，步进电机8与控制器3连接，通过控制步进电机8正反转即可控制动环形清理板7的升降，环形清理板7在升降过程中会刮蹭仓体的内壁进行清理。具体的，可将步进电机8固定在仓体的顶壁内侧，步进电机8转轴朝向地面设置，步进电机8转轴的长度方向和仓体的长度方向相同，步进电机8转轴上固定有螺纹杆9，螺纹杆9的长度方向和步进电机8转轴的长度方向相同，螺纹杆9远离步进电机8一端靠近进烟口11，螺纹杆9上环套设置有环形清理板7，环形清理板7和螺纹杆9螺纹连接，环形清理板7完全和仓体内壁抵接，环形清理板7和仓体内壁滑动连接，滑动方向沿仓体内壁滑动连接，滑动方向沿仓体长度方向设置，仓体底部开设有出渣口，当需要对仓体内壁进行清理时，启动步进电机8，步进电机8转轴转动，从而螺纹杆9转动，环形清理板7滑动，从而对仓体内壁进行清理，将清理产生的渣从出渣口排出即可。

实施例3

具体的，所述监测装置还包括：报警器4，所述报警器4与控制器3连接，所述控制器3还用于当从检测装置2获取的NOx浓度检测值大于阈值时，控制报警器4发出报警信号，提示工作人员。脱硫产生的烟气从进烟口11进入检测仓1，检测装置2和烟气接触，将信号传递至控制器3，如果烟气中仍含有超标的氮氧化物，报警器4发出报警，封闭进烟口11，继续将烟气送入净化仓5进行处理；若烟气中的氮氧化物含量符合标准，则打开出烟口12，对烟气进行排放，报警器4的存在便于监测烟气排出情况的效果。

本实施例中，监测装置的实施原理为：当脱硫后的烟气进入仓体时，烟气中的氮氧化物含量较高，检测装置2会将信号传输给控制器3，控制器3将信号传递至报警器4，报警器4发出警报，控制器3再将信号传递至电动推杆16，启动电动推杆16，推动条15滑动，直至封堵棒13将进烟口11封堵，推动块18将盖板6推开，排烟口17开启，再启动吸风机51，吸风机51将烟气吸至净化仓5中，直至处理完成，再启动电动推杆16，将封堵棒13和推动块18滑回至仓体中，当需要对仓体进行清理时，启动步进电机8，步进电机8转轴转动，从而环形清理板7滑动，对仓体内壁进行清理即可。

另外，由于排烟口17需要推动块18穿过排烟口17推动盖板6才能开启，因此需要保证推动块18的最长对角线或径长小于排烟口17的最短边或径长，即能够穿过排烟口17又不能堵塞排烟口，优选的推动块18的最长对角线或径长小于排烟口17的最短边或径长的1/3。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。