一種避免氣室污染的紅外測硫儀的制作方法

本發明涉及煤質分析儀器領域，更具體地，涉及一種避免氣室污染的紅外測硫儀。

背景技術：

在我國，煤被廣泛應用在火力發電、鋼鐵和化工等行業中，煤的各種參數直接影響到用煤行業的生產成本、生產效率、生產安全以及環境問題。其中，硫是煤中的主要有害物質，主要以單質硫、硫化物以及硫酸鹽的形式存在于煤炭中，煤中的硫在燃燒后會以SO₂和SO₃等氣態物質排入大氣，最終與水結合形成酸霧、酸雨等，造成大氣和環境污染。因此，對煤中硫的含量進行檢測是環境保護的重要手段和方法，同時，煤中硫含量也是影響煤的定價和銷售的一個重要指標。

煤中硫含量的檢測方法以前采用得比較多的是庫侖法，近年來，隨著紅外光譜分析技術的迅猛發展，紅外測硫法由于具有簡單快速和檢測成本低等優勢逐漸得到廣泛的應用。

紅外測硫法的原理是煤燃燒產生的氣體中的SO₂對特定波長的紅外光具有吸收作用，SO₂濃度越高，吸收作用就越強。在具體應用過程中，設計在一根一定長度的管狀氣室，氣室一側設有紅外光源，另一側設有特定波長的紅外光接收器，氣室內壁涂附有具有紅外光反射的涂層，待測氣體通過氣室后，通過特定波長的紅外光的吸收量來反推煤中硫的含量。在紅外測硫法中，通常將紅外光源、氣室、特定波長紅外光接收器及相應的電路組合的整體稱為紅外池，紅外池是紅外測硫法中最核心的測量部件。

公開號為CN101196470的中國發明專利申請公開了一種采用集氣方式的紅外測硫儀，在實際應用中，由于集氣裝置內壓力較大，管道中沒有濾除干凈的微量水分會在集氣裝置中液化并凝結，最后與SO₂反應生成酸類，生成的微量酸類與管道金屬內壁反應生成鐵銹等其他物質。同時，由于紅外池的氣室設置在最底端，紅外測硫儀的管道中的鐵銹等其他物質容易沉積在氣室內壁，極大降低了氣室內壁對紅外光的反射作用，影響測量結果的準確性，縮短了其使用壽命。

公開號為CN101858853A的中國發明專利申請公開了一種測硫儀，采用網帶送樣機構自動送樣，能有效降低操作人員的勞動強度，提高測量效率。但是，在使用該測硫儀的過程中，由于抽氣泵的抽吸作用，氣體干燥裝置和氣體過濾裝置中的微小顆粒會隨著氣流進入抽氣泵中，損壞抽氣泵的膜片，大大減短了其使用壽命，且進入抽氣泵中的微小顆粒會繼續進入下級管道，腐蝕下級管道中的其他零部件。

綜上，合理設計紅外測硫儀的氣路，優化紅外池的安裝方式，消除管道系統中微量水的液化現象，避免管道中的金屬零部件生銹，避免管道中的雜物隨氣流進入并沉積在紅外池的氣室內，研發出具有更高的測試精度和更長的使用壽命的紅外測硫儀具有重要的現實意義。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明提供了一種避免氣室污染的紅外測硫儀。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種避免氣室污染的紅外測硫儀，包括紅外池，所述紅外池包括進氣三通、氣室、分流管和出氣三通，所述氣室在豎直方向上處于分流管的上方，所述氣室兩端分別設有紅外光發射光源和紅外光接收傳感器，所述進氣三通分別與進氣管、氣室的紅外發射端和分流管一端相連，所述出氣三通分別與出氣管、氣室的紅外接收端和分流管另一端相連。

在上述技術方案中，所述紅外測硫儀還包括高溫爐、燃燒管、氣體干燥裝置、氣體過濾裝置以及氣體流量調控裝置，所述燃燒管套設在高溫爐內，所述氣體干燥裝置、氣體過濾裝置、氣體流量調控裝置以及紅外池通過管路依次連接，所述氣體干燥裝置的進氣端與燃燒管的尾端相連通，所述氣室內壁設有紅外光反射涂層。

在上述技術方案中，所述紅外測硫儀還包括抽氣泵，所述抽氣泵的進氣端與紅外池的出氣管連接。

在上述技術方案中，所述氣體流量調控裝置的出氣管連接到所述進氣三通的進氣管。

在上述技術方案中，所述氣體流量調控裝置包括流量計和流量控制器，所述流量計的出氣端與流量控制器的進氣端相連。

在上述技術方案中，所述氣體干燥裝置包括第一級除水過濾器和第二級除水過濾器，所述第一級除水過濾器和第二級除水過濾器均為高氯酸鎂型高效除水過濾器。

在上述技術方案中，所述第一級除水過濾器的進氣端與燃燒管的尾端相連通，出氣端與第二級除水過濾器的下端相連，所述第二級除水過濾器的上端與氣體過濾裝置的進氣端相連。

再進一步的，在上述技術方案中，所述第二級除水過濾器的濾芯上部設有除塵過濾棉。

在上述技術方案中，所述氣體過濾裝置包括第一級除塵過濾器和第二級除塵過濾器。

再進一步的，在上述技術方案中，所述第一級除塵過濾器的進氣端與氣體干燥裝置的出氣端相連，出氣端與氣體流量調控裝置的進氣端相連，所述氣體流量調控裝置的出氣端與第二級除塵過濾器的進氣端相連，所述第二級除塵過濾器的出氣端與紅外池的進氣端相連。

本發明的優點：

(1)本發明通過調整紅外池的安裝方式，將氣室在豎直方向上設置于分流管的上端，即使有少量鐵銹等其他物質進入紅外池中，也會沉積于紅外池的分流管中，能有效避免紅外池氣室的污染物聚集，從而提高紅外池的測試精度，同時有效的延長了其使用壽命。

(2)本發明的紅外測硫儀的氣體干燥裝置采用兩級除水過濾的方式，能有效保障其干燥效果，且第二級除水過濾器采用從下而上的進氣方式，能有效杜絕除水過濾器中干燥劑的微小顆粒隨氣流進入下級管道的現象，進而避免其對抽氣泵等的損壞，減少紅外池中其他物質的沉積，進而，有效提高了其測量結果的準確性，大大延長了其使用壽命；

(3)本發明的紅外測硫儀的氣體過濾裝置采用兩級除塵過濾器的方式，能有效保障其過濾效果，且第二級除塵過濾器在氣路上位于紅外池的前端，能有效降低進入紅外池的氣體的微小顆粒的含量，進而，有效提高了其測量結果的準確性，大大延長了其使用壽命；

(4)本發明通過調整抽氣泵在整個氣路中的安裝位置，將抽氣泵的進氣端與紅外池的出氣管連接，大大拉長了抽氣泵與流量控制器的距離，加大其緩沖量，消除紅外測硫儀的管道系統中的微量水的液化現象，進而避免管道中的金屬零部件生銹，此外由于緩沖量的增大，氣體流量調控裝置更加穩定，進而，在一定程度上提高了其測量結果的準確性。

附圖說明

圖1為本發明實施例一所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀的結構示意圖；

圖2為本發明實施例一所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀的紅外池的結構示意圖；

圖3為本發明實施例二所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀的結構示意圖；

圖4為本發明實施例三所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀的結構示意圖；

圖5為本發明實施例四所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀的結構示意圖；

圖中：1-高溫爐，2-燃燒管，3-氣體干燥裝置(31-第一級除水過濾器，32-第二級除水過濾器)，4-氣體過濾裝置(41-第一級除塵過濾器，42-第二級除塵過濾器)，5-氣體流量調控裝置(51-流量計，52-流量控制器)，6-紅外池(61-進氣三通，62-氣室，621-紅外光發射光源，622-紅外光接收傳感器，623-紅外光反射涂層，63-分流管，64-出氣三通)，7-抽氣泵。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的保護范圍。

實施例一

如圖1所示，本發明實施例一所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀，包括高溫爐1、燃燒管2和紅外池6，燃燒管2套設在高溫爐1內，紅外池6的進氣端與燃燒管2的尾端相連通。

如圖2所示，本發明實施例一所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀的紅外池6包括進氣三通61、氣室62、分流管63和出氣三通64，氣室62兩端分別為紅外發射端和紅外接收端，紅外發射端設有紅外光發射光源621，紅外接收端設有紅外光接收傳感器622，氣室62內壁設有紅外光反射涂層623，進氣三通61分別與進氣管、氣室62的紅外發射端和分流管63一端相連，出氣三通64分別與出氣管、氣室62的紅外接收端和分流管63另一端相連，氣室62在豎直方向上處于分流管63的上方。

本實施例所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀的工作過程如下：裝有待測煤樣的燃燒管2通過高溫爐1加熱，待測煤樣燃燒，燃燒時排放的氣體經過管道進入紅外池6，進入紅外池6的氣體中氧化硫的濃度含量可通過特定波長的紅外光的吸收量來反推。

本實施例通過調整紅外池6的安裝方式，將氣室62在豎直方向上設置于分流管63的上端，即使有少量鐵銹等其他物質進入紅外池6中，也會沉積于紅外池6的分流管63中，能有效避免紅外池6的氣室62的污染物聚集，從而提高紅外池6的測試精度，同時有效的延長了其使用壽命。

實施例二

如圖3所示，本發明實施例二所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀，本實施例中的紅外測硫儀與實施例一中的紅外測硫儀結構類似，不同地方在于，本實施例的紅外測硫儀還包括氣體干燥裝置3、氣體過濾裝置4以及氣體流量調控裝置5，氣體干燥裝置3、氣體過濾裝置4、氣體流量調控裝置5以及紅外池6通過管路依次連接，氣體干燥裝置3的進氣端與燃燒管2的尾端相連通。

本實施例所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀的工作過程如下：裝有待測煤樣的燃燒管2通過高溫爐1加熱，待測煤樣燃燒，燃燒時排放的氣體經過管道依次經過氣體干燥裝置3、氣體過濾裝置4和氣體流量調控裝置5，最終通過進氣三通61進入紅外池6，進入紅外池6的氣體中氧化硫的濃度含量可通過特定波長的紅外光的吸收量來反推，同時，結合氣體流量調控裝置5中氣體流量的數據，即可準確算出煤中硫的含量，測量工作結束。

本實施例通過增加氣體干燥裝置3、氣體過濾裝置4和氣體流量調控裝置5，能有效過濾待測氣體中夾雜的水蒸氣和微小粉塵，同時能調控待測氣體的的流量，有效避免水蒸氣和微小粉塵在紅外池6的氣室62的聚集，提高紅外池6的測試精度，延長其使用壽命。

實施例三

如圖4所示為本發明實施例三所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀的結構示意圖，本實施例中的紅外測硫儀與實施例二中的紅外測硫儀結構類似，不同地方在于，本實施例的紅外測硫儀還包括進氣端與紅外池6的出氣管相連的抽氣泵7，此外，更加具體的，氣體流量調控裝置5包括流量計51和流量控制器52，流量計51的進氣端與氣體過濾裝置4的出氣端通過管道相連，出氣端與流量控制器52的進氣端相連，流量控制器52的出氣端與紅外池6的進氣三通61相連。

本實施例所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀的工作過程與實施例二類似，不同的地方在于，待測氣體在經過氣體過濾裝置4后，在抽氣泵7、流量計51和流量控制器52的共同作用下，可控勻速的進入紅外池6，完成測試。

本實施例所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀通過在紅外池6氣路的末端添加抽氣泵7，同時，在流量計51和流量控制器52的共同作用下，可保證進入紅外池6的待測氣體的流量可控和恒定，在一定程度上，提高紅外測硫儀的測試精度；此外，將抽氣泵7裝在紅外池6氣路的末端，拉長了抽氣泵7與流量控制器52的距離，加大其緩沖量，消除紅外測硫儀的管道系統中的微量水的液化現象，進而避免管道中的金屬零部件生銹，此外由于緩沖量的增大，氣體流量調控裝置更加穩定，進而，在一定程度上提高了其測量結果的準確性。

實施例四

如圖5所示為本發明實施例四所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀的結構示意圖，本實施例中的紅外測硫儀與實施例三中的紅外測硫儀結構類似，不同地方在于，本實施例的紅外測硫儀的氣體過濾裝置4包括第一級除塵過濾器41和第二級除塵過濾器42，第一級除塵過濾器41的進氣端與氣體干燥裝置3的出氣端相連，第一級除塵過濾器41的出氣端與流量計51的進氣端相連，流量計51的出氣端與流量控制器52的進氣端相連，流量控制器52的出氣端與第二級除塵過濾器42的進氣端相連；此外，更加具體的，氣體干燥裝置3包括第一級除水過濾器31和第二級除水過濾器32，第一級除水過濾器31和第二級除水過濾器32均為高氯酸鎂型高效除水過濾器，第一級除水過濾器31的進氣端與燃燒管2的尾端相連通，出氣端與第二級除水過濾器32的下端相連，第二級除水過濾器32的上端與第一級除塵過濾器41的進氣端相連，另外，第二級除水過濾器32的濾芯上部設有除塵過濾棉，燃燒管2為耐高溫的剛玉管。

本實施例所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀的工作過程與實施例三類似，不同的地方在于，待測氣體從燃燒管2出來后，依次經過第一級除水過濾器31和第二級除水過濾器32的雙重除水后，再經過第一級除塵過濾器41過濾，隨后經過流量計51和流量控制器52，然后再一次經過第二級除塵過濾器42過濾，最后再進入紅外池6進行測試。

本實施例所提供的避免氣室污染的紅外測硫儀通過將氣體干燥裝置3設置為包括第一級除水過濾器31和第二級除水過濾器32在內的兩級干燥裝置，且第一級除水過濾器31和第二級除水過濾器32均為高氯酸鎂型高效除水過濾器，能有效保證其干燥效果，此外，第二級除水過濾器32采用下端進氣、上端出氣的方式，能有效避免干燥劑高氯酸鎂的微小顆粒等混入待測氣體中，此外，在流量控制器52的氣路下端增設第二級除塵過濾器42，能有效增強其除塵過濾效果，避免微小顆粒對抽氣泵7等的損壞，減少紅外池6中其他物質的沉積，進而，有效提高了其測量結果的準確性，大大延長了其使用壽命；同時，通過增設第二級除塵過濾器42，進一步拉長了抽氣泵與流量控制器的距離，加大其緩沖量，消除紅外測硫儀的管道系統中的微量水的液化現象，進而避免管道中的金屬零部件生銹，此外由于緩沖量的增大，氣體流量調控裝置更加穩定，進而，在一定程度上提高了其測量結果的準確性。

最后，以上僅為本發明的較佳實施方案，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。