一种基于可调谐半导体激光吸收光谱的烟气碳排放监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于可调谐半导体激光吸收光谱的烟气碳排放监测装置，包括主机、若干取样探杆组件和抽气泵；所述主机包括显示屏、控制模块、激光器、数据处理模块、电源模块和吸收池；每个所述取样探杆组件包括取样探杆本体和采样箱，所述采样箱设置在所述取样探杆本体的尾部，通过将取样探杆插入烟道上不同部位的测量孔及不同的深度，取样后经冷却及过滤的烟气通入多次反射激光的气体池中，获取并分析吸收光谱，可以实现CO

A device for carbon emission monitoring of flue gas based on tunable semiconductor laser absorption spectrum

【技术实现步骤摘要】
一种基于可调谐半导体激光吸收光谱的烟气碳排放监测装置
本技术涉及烟气碳排放测量
，具体涉及一种基于可调谐半导体激光吸收光谱的烟气碳排放在线监测装置。
技术介绍
我国人均碳排放量已经超过欧盟，并且总体排放量也高于美国，其中CO2的排放量占全球排放总量的近30％。作为最大的发展中国家和世界第二大经济体，我国主动承担大国责任，积极减排。据国家统计局资料显示，2017年煤炭在中国总能源消耗结构中所占的份额为67％，而电厂则是煤炭消耗以及CO2排放大户，是未来CO2减排的重点部门之一。目前火电厂通用的碳排放量获取方法大致分为五类：排放因子法、模型法、物料衡法、生命周期法和实测法。排放因子法对数据的数量和质量的要求都很高，计算难度大。模型法主要研究的是碳排放量受能源结构、技术水平的影响。物料衡法只用于炉膛内燃烧过程的碳排放计算。生命周期法理论上可以计算整个生产过程的碳排放量，但由于发电过程涉及到很多系统，排放形式复杂，难以确定计算边界。实测法测量结果直接准确，但对硬件的要求较高。电厂烟气中含有15％左右的CO2，是重要的温室气体，也是碳排放测量的主要对象。对于煤炭燃烧后的碳排放检测至关重要，不但可以有效监控污染物生成和排放情况，同样可以用于电厂燃烧系统的控制优化，同时在中国成为全球最大的碳排放交易市场的背景下，精确的碳排放数据是碳减排措施的施行和碳交易市场发展的基础。因此，研发适用于火电厂CO2排放在线监测系统，对实现碳排放总量的准确计量，提升企业碳排放数据管理和低碳生产评估水平，促进低碳产业创新发展，构建与国际接轨的“可监测、可报告、可核查”的碳交易技术管理体系具有重要意义。
技术实现思路
为实现上述目的，本技术提供了一种基于可调谐半导体激光吸收光谱的烟气碳排放在线监测装置，通过将取样探杆插入烟道上不同部位的测量孔及不同的深度，取样后经冷却及过滤的烟气通入多次反射激光的气体池中，获取并分析吸收光谱，可以实现CO2浓度的网格化测量，提高了碳排放测量的可靠性。具体包括：包括主机、若干取样探杆组件和抽气泵；所述主机包括显示屏、控制模块、激光器、数据处理模块、电源模块和吸收池；每个所述取样探杆组件包括取样探杆本体和采样箱，所述采样箱设置在所述取样探杆本体的尾部，所述采样箱均与所述抽气泵的一端连接，所述抽气泵的另一端与所述吸收池连通；所述激光器与所述吸收池电连接，所述吸收池与所述数据处理模块电连接。取样探杆通过法兰与烟道侧面连接并密封，在抽气泵的作用下，烟气通过取样探杆不断的进入取样探头，取样过程中样品气始终处于140℃～160℃的高温状态，使样品气中的水汽不发生冷凝，采样烟气经过采样管线冷却，冷却后的烟气经采样管线送入分析仪主机的吸收池中，控制器通过温度调谐和电流调谐，使得激光器发出特定波长的激光，激光在池中经过多次反射被气体吸收，通过数据采集和处理模块，得到对应的CO2浓度测量结果。优选的，在所述采样箱内设置有过滤器和置换阀。所述过滤器用于将采样烟气进行过滤。优选的，所述烟气碳排放装置还包括压缩空气储气罐、压缩空气管线和压缩空气电磁阀，所述压缩空气储气罐与所述过滤器通过所述压缩空气管线连接，所述压缩空气电磁阀设置在所述压缩空气管线上，所述压缩空气电磁阀与所述控制模块电连接。系统设定每连续抽气三个小时后，用压缩空气储气罐中的压缩空气吹扫附在过滤器外表面的浮尘，将其吹扫回烟道内，防止浮尘积聚过多影响抽取效果。优选的，所述取样探杆本体的头部设置有安装部，并且优选的，所述安装部为螺纹结构，所以可以通过该螺纹结构连接和拆卸连接管，使得所述取样探杆的长度可调，从而实现网格法测量，提高了碳排放测量的可靠性。本技术的有益效果为：1.采用本技术的基于可调谐半导体激光吸收光谱的烟气碳排放在线监测装置，可以实现1分钟内完成CO2浓度测量，达到快速测量的要求。2.通过在所述取样探杆的头部设置有安装部，所述安装部为螺纹结构，所以可以通过该螺纹结构连接和拆卸连接管，使得所述取样探杆的长度可调，取样后经冷却及过滤的烟气通入多次反射激光的气体池中，获取并分析吸收光谱，可以实现CO2浓度的网格化测量，提高了碳排放测量的可靠性。3.本装置还通过设置压缩空气储气罐、压缩空气管线和压缩空气电磁阀，系统设定每连续抽气三个小时后，用压缩空气储气罐中的压缩空气吹扫附在过滤器外表面的浮尘，将其吹扫回烟道内，防止浮尘积聚过多影响抽取效果。附图说明图1为本技术一种基于可调谐半导体激光吸收光谱的烟气碳排放在线监测装置的示意图；图2为本技术实际实用示意图；图3为本技术某一天内CO2浓度测试结果。图中各附图标记所指代的技术特征如下：1、主机；2、取样探杆本体；3、显示屏；4、控制模块；5、激光器；6、数据处理模块；7、电源模块；8、吸收池；9、过滤器；10、置换阀；11、抽气泵。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明：如图1所示，本技术一种基于可调谐半导体激光吸收光谱的烟气碳排放在线监测装置的示意图包括主机1、若干取样探杆组件和抽气泵11；所述主机1包括显示屏3、控制模块4、激光器5、数据处理模块6、电源模块7和吸收池8；每个所述取样探杆组件包括取样探杆本体2和采样箱，所述采样箱设置在所述取样探杆本体2的尾部，所述采样箱均与所述抽气泵的一端连接，所述抽气泵的另一端与所述吸收池连通；所述激光器5与所述吸收池8电连接，所述吸收池8与所述数据处理模块6电连接。所述电源模块7与所述数据处理模块6和所述控制模块4连接，所以，所述电源模块7能够给所述数据处理模块6和所述控制模块4供电。所述的控制模块4用于控制测量装置的参数设置，包括激光器5的电流和温度控制、电流和温度增益值。所述的数据处理模块6用于分析由集成在吸收池8中的探测器采集到的原始光谱信号，并计算和存储获得的CO2浓度数据。所述的显示屏3用于显示CO2浓度测量结果。所述激光器5用于发生激光。在所述采样箱内设置有过滤器9和置换阀。所述过滤器9用于将采样烟气进行过滤。所述烟气碳排放装置还包括压缩空气储气罐、压缩空气管线和压缩空气电磁阀，所述压缩空气储气罐与所述过滤器9通过所述压缩空气管线连接，所述压缩空气电磁阀设置在所述压缩空气管线上，所述压缩空气电磁阀与所述控制模块4电连接，所以所述控制模块能够控制所述压缩空气电磁阀。系统设定每连续抽气三个小时后，用压缩空气储气罐中的压缩空气吹扫附在过滤器9外表面的浮尘，将其吹扫回烟道内，防止浮尘积聚过多影响抽取效果。所述取样探杆本体2的头部设置有安装部，并且优选的，所述安装部为螺纹结构，所以可以通过该螺纹结构连接和拆卸连接管，使得所述取样探杆2的长度可调，从而实现网格法测量，提高了碳排放测量的可靠性。如图2所示，在实际使用时，把三个取样探杆插入烟道上中下的三个断面，启动主机电源开关，在控制模块4中进行测量装置的参数设置，包括激光器电流和温度控制、电流和温度增益本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可调谐半导体激光吸收光谱的烟气碳排放监测装置，其特征在于：包括主机、若干取样探杆组件和抽气泵；所述主机包括显示屏、控制模块、激光器、数据处理模块、电源模块和吸收池；每个所述取样探杆组件包括取样探杆本体和采样箱，所述采样箱设置在所述取样探杆本体的尾部，所述采样箱均与所述抽气泵的一端连接，所述抽气泵的另一端与所述吸收池连通；所述激光器与所述吸收池电连接，所述吸收池与所述数据处理模块电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于可调谐半导体激光吸收光谱的烟气碳排放监测装置，其特征在于：包括主机、若干取样探杆组件和抽气泵；所述主机包括显示屏、控制模块、激光器、数据处理模块、电源模块和吸收池；每个所述取样探杆组件包括取样探杆本体和采样箱，所述采样箱设置在所述取样探杆本体的尾部，所述采样箱均与所述抽气泵的一端连接，所述抽气泵的另一端与所述吸收池连通；所述激光器与所述吸收池电连接，所述吸收池与所述数据处理模块电连接。


2.如权利要求1所述的一种基于可调谐半导体激光吸收光谱的烟气碳排放监测装置，其特征在于：在所述采样箱内设置有过滤器和置换阀。


3....

【专利技术属性】
技术研发人员：姚顺春，李越胜，莫爵徽，卢伟业，卢志民，
申请(专利权)人：佛山华谱测智能科技有限公司，广东省特种设备检测研究院顺德检测院，
类型：新型
国别省市：广东;44