[實用新型]一種基于可調諧半導體激光吸收光譜的煙氣碳排放監測裝置

有效

• 申請號: 201920240740.0
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN210108949U
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 姚順春;李越勝;莫爵徽;盧偉業;盧志民
• 申請（專利權）人: 佛山華譜測智能科技有限公司;廣東省特種設備檢測研究院順德檢測院
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01N21/01
• 代理公司: 廣州圣理華知識產權代理有限公司 44302
• 代理人: 頓海舟;董覺非

本實用新型提供了一種基于可調諧半導體激光吸收光譜的煙氣碳排放監測裝置，包括主機、若干取樣探桿組件和抽氣泵；所述主機包括顯示屏、控制模塊、激光器、數據處理模塊、電源模塊和吸收池；每個所述取樣探桿組件包括取樣探桿本體和采樣箱，所述采樣箱設置在所述取樣探桿本體的尾部，通過將取樣探桿插入煙道上不同部位的測量孔及不同的深度，取樣后經冷卻及過濾的煙氣通入多次反射激光的氣體池中，獲取并分析吸收光譜，可以實現CO₂濃度的網格化測量，提高了碳排放測量的可靠性。該裝置結實堅固、測量周期短、響應快速、無需定期標定、成本低、實用性強。

技術領域

本實用新型涉及煙氣碳排放測量技術領域，具體涉及一種基于可調諧半導體激光吸收光譜的煙氣碳排放在線監測裝置。

背景技術

我國人均碳排放量已經超過歐盟，并且總體排放量也高于美國，其中CO₂的排放量占全球排放總量的近30％。作為最大的發展中國家和世界第二大經濟體，我國主動承擔大國責任，積極減排。據國家統計局資料顯示，2017年煤炭在中國總能源消耗結構中所占的份額為67％，而電廠則是煤炭消耗以及CO₂排放大戶，是未來CO₂減排的重點部門之一。

目前火電廠通用的碳排放量獲取方法大致分為五類：排放因子法、模型法、物料衡法、生命周期法和實測法。排放因子法對數據的數量和質量的要求都很高，計算難度大。模型法主要研究的是碳排放量受能源結構、技術水平的影響。物料衡法只用于爐膛內燃燒過程的碳排放計算。生命周期法理論上可以計算整個生產過程的碳排放量，但由于發電過程涉及到很多系統，排放形式復雜，難以確定計算邊界。實測法測量結果直接準確，但對硬件的要求較高。電廠煙氣中含有15％左右的CO₂，是重要的溫室氣體，也是碳排放測量的主要對象。對于煤炭燃燒后的碳排放檢測至關重要，不但可以有效監控污染物生成和排放情況，同樣可以用于電廠燃燒系統的控制優化，同時在中國成為全球最大的碳排放交易市場的背景下，精確的碳排放數據是碳減排措施的施行和碳交易市場發展的基礎。因此，研發適用于火電廠CO₂排放在線監測系統，對實現碳排放總量的準確計量，提升企業碳排放數據管理和低碳生產評估水平，促進低碳產業創新發展，構建與國際接軌的“可監測、可報告、可核查”的碳交易技術管理體系具有重要意義。

實用新型內容

為實現上述目的，本實用新型提供了一種基于可調諧半導體激光吸收光譜的煙氣碳排放在線監測裝置，通過將取樣探桿插入煙道上不同部位的測量孔及不同的深度，取樣后經冷卻及過濾的煙氣通入多次反射激光的氣體池中，獲取并分析吸收光譜，可以實現CO₂濃度的網格化測量，提高了碳排放測量的可靠性。具體包括：包括主機、若干取樣探桿組件和抽氣泵；所述主機包括顯示屏、控制模塊、激光器、數據處理模塊、電源模塊和吸收池；每個所述取樣探桿組件包括取樣探桿本體和采樣箱，所述采樣箱設置在所述取樣探桿本體的尾部，所述采樣箱均與所述抽氣泵的一端連接，所述抽氣泵的另一端與所述吸收池連通；所述激光器與所述吸收池電連接，所述吸收池與所述數據處理模塊電連接。

取樣探桿通過法蘭與煙道側面連接并密封，在抽氣泵的作用下，煙氣通過取樣探桿不斷的進入取樣探頭，取樣過程中樣品氣始終處于140℃～160℃的高溫狀態，使樣品氣中的水汽不發生冷凝，采樣煙氣經過采樣管線冷卻，冷卻后的煙氣經采樣管線送入分析儀主機的吸收池中，控制器通過溫度調諧和電流調諧，使得激光器發出特定波長的激光，激光在池中經過多次反射被氣體吸收，通過數據采集和處理模塊，得到對應的CO₂濃度測量結果。

優選的，在所述采樣箱內設置有過濾器和置換閥。所述過濾器用于將采樣煙氣進行過濾。