CN101403735B - 生物质气化燃气焦油含量快速测量方法与仪器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物质气化燃气焦油含量快速测量方法与仪器，首次解决在线测量和显示焦油含量的问题。在加热保温的管道内经过除尘器除去颗粒物；除去颗粒物后的燃气通过体积流量计和质量流量计a，采集数据传送到控制器；将采集数据后的燃气再通入焦油吸收器中除去焦油；经过焦油吸收器的洁净气体再经过质量流量计b，再次采集数据传送到控制器；控制器处理数据，将处理结果传输到显示器。本发明的有益效果是实现了生物质燃气焦油的精确、便携、快速测量和在线显示。减少了焦油测量的中间环节，提高了测量精度；大大缩短了焦油测量周期，节省了时间和人力；体积小，携带方便，特别适合广大农村地区操作使用。

Description

生物质气化燃气焦油含量快速测量方法与仪器

技术领域

本发明涉及一种便携式快速测量生物质气化燃气焦油含量快速测量方法与仪器，本方法和仪器主要用于测量生物质气化炉产生的燃气中的焦油含量，并具有便携、快速、准确和在线显示等特点。

背景技术

国家《可再生能源中长期发展规划》明确提出，到2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10％，到2020年达到15％的发展目标。中国有7.5亿人口生活在农村，受经济和技术水平的限制，仍有多数农村地区依靠传统方式利用生物质能源。这种利用方式导致能源利用效率低，环境污染严重。解决农村能源问题是全面建设***新农村的必然要求，而生物质气化技术恰恰是解决农村能源问题的有效途径之一。

在***新农村建设和新镇新农村发展目标的推动下，生物质气化技术最近几年发展迅速。目前中国村镇级生物质气化集中供气***近1000处，供气户数30万余户。但是当前的生物质气化技术普遍存在着燃气焦油含量高，管道和燃烧设备易堵塞，环境污染严重等技术瓶颈问题。因此，焦油含量的测量与监控就显得尤为重要。然而，现在国内的焦油测量方法存在着测量周期长、测量成本大、测量过程复杂等问题。因此，发明一种方法和一种仪器，实现焦油测量的快速、简单和低成本意义重大

国内有关焦油采样与测量的专利很少，通常都是用冷捕集法或者固体吸附等方法对焦油进行采样，然后在实验室分析，最后得出焦油含量，这些方法测量周期长，过程复杂，成本大。相关的文献如：中国科学院广州能源研究所的可视生物质焦油快速采集器(专利号CN02250468.0)等。

国外关于焦油采样与测量的专利也很少，基本上与国内的状况相同，都是先采样然后在实验室分析。如欧洲BTG(Biomass Technology Group)团队在制定焦油测量标准的过程中采用的也是冷捕集法采样，然后在实验室分析。

这些方法可以在实验室的条件下实现，但是很难在农村现场使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题：(1)现有的焦油测量技术精度低，测量周期长，不能快速、多次测量；(2)现有的焦油测量方法所需的设备较多，过程复杂，移动不便。(3)现有的测量技术成本较大，不适应农村技术经济水平特点

本发明提出测量生物质气化燃气焦油含量的方法，首次解决在线测量和显示焦油含量的方法。

本发明的测量生物质气化燃气焦油含量的方法如下：在加热保温的管道内经过除尘器除去颗粒物；除去颗粒物后的燃气通过体积流量计和质量流量计a，采集数据传送到控制器；将采集数据后的燃气再通入焦油吸收器中除去焦油；经过焦油吸收器的洁净气体再经过质量流量计b，再次采集数据传送到控制器；控制器处理数据，将处理结果传输到显示器。

本发明的测量方法的设备，包括除尘器、加热套、阀门、体积流量计、质量流量计、焦油吸收器、控制器、传输线路、显示器；通过带有加热套的管道依次连接燃气入口、截止阀、除尘器、流量调节阀、体积流量计和质量流量计a，焦油吸收器前设置有质量流量计a，体积流量计设置在质量流量计a之前；焦油吸收器后设置有质量流量计b，体积流量计、质量流量计a和质量流量计b经过数据线与控制其连接，控制器与显示器连接。

所述的控制器处理数据采用的方法是：体积流量计和质量流量计将燃气参数的模拟信号转换成数字信号传输到控制器里的芯片(芯片被写入了测量所需的计算程序)，芯片根据程序对数据进行计算，再将计算结果输送到显示器显示。计算原理如下：

$C_{\mathrm{tar}}=\frac{m_{\mathrm{gas}1}-m_{\mathrm{gas}2}}{v_{\mathrm{gas}}}\mathrm{kg}/N{m}^3$

C_tar—焦油含量，kg/Nm³

m_gas1—含焦油燃气的质量流量，kg/s

m_gas2—洁净燃气的质量流量，kg/s

v_gas—含焦油燃气的标况体积流量，Nm³/s

本发明的有益效果是实现了生物质燃气焦油的精确、便携、快速测量和在线显示。减少了焦油测量的中间环节，提高了测量精度；大大缩短了焦油测量周期，节省了时间和人力；体积小，携带方便；首次解决在线测量和显示燃气焦油的含量的问题。

附图说明

图1：本发明的流程图。

图2：本发明的设备抛面示意图。

图3：本发明设备的正面外观示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：

采用本发明的工艺流程方法，设计的具体设备是，包括燃气入口1、除尘器4、保温层3、加热套6、截止阀2、流量调节阀5、体积流量计7、质量流量计a、质量流量计b、焦油吸收器11、控制器、传输线路、显示器13、控制按钮14；通过带有加热套的管道依次连接燃气入口1、截止阀2、除尘器4、流量调节阀5、体积流量计7和质量流量计a，并且在以上部分的设备和管道外设置了保温性能良好的保温层3；焦油吸收器前设置有质量流量计a，体积流量计设置在质量流量计a之前；焦油吸收器后设置有质量流量计b，体积流量计、质量流量计a和质量流量计b的数据输出端经过数据线与控制器连接，控制器与显示器连接。质量流量计a的出口与焦油吸收器入口连接，焦油吸收器的出口与质量流量计b的入口连接，质量流量计b的出口与真空泵10连接，真空泵出口与燃气出口12连接。体积流量计和质量流量计数据输出端与控制器输入端相连，控制器输出端与显示器13相连，外观尺寸为0.5m×0.5m×0.3m。

实施例2：

将上一个实施例中的除尘器4与截止阀2互换位置。

实施例3：

将上一个实施例中的体积流量计7与质量流量计a互换位置。

测量效果对比如下：

1.被测量燃气：天津市静海县城关屯西钓台生物质气化站燃气(气柜入口处)

用本发明的方法和设备测量：测量时间，从开始测量到获得数据的时间持续2分钟；可以连续重复测量；焦油含量：56mg/Nm³。

用实验室冷捕集的测量方法：测量时间从采样到获得数据2天；不可连续重复测量；取样和测量装置很多，携带不便；焦油含量：58mg/Nm³。

两种方法测量误差约为3.45％。

2.被测量燃气：天津市武清区大刘堡生物质气化站燃气(风机入口处)

用本发明的方法和设备测量：测量时间从开始测量到获得数据的时间2分钟；可以连续重复测量；焦油含量：173mg/Nm³。

用实验室冷捕集的测量方法：测量时间从采样到获得数据2天；不可连续重复测量；取样和测量装置很多，携带不便；焦油含量：168mg/Nm³。

两种方法测量误差约为2.98％。

3.被测量燃气：天津市静海县大曲河生物质气化站燃气(气柜入口处)

用本发明的方法和设备测量：测量时间从开始测量到获得数据的时间2分钟；可以连续重复测量；焦油含量：61mg/Nm³。

用实验室冷捕集的测量方法：测量时间从采样到获得数据2天；不可连续重复测量；取样和测量装置很多，携带不便；焦油含量：64mg/Nm³。

两种方法测量误差约为4.9％。

显然，上述实施例仅仅是为了更清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种生物质气化燃气焦油含量快速测量方法，其特征是所述的方法如下：燃气在加热保温的管道内经过除尘器除去颗粒物；除去颗粒物后的燃气通过体积流量计和质量流量计a，采集数据传送到控制器；将采集数据后的燃气再通入焦油吸收器中除去焦油；经过焦油吸收器的洁净气体再经过质量流量计b，再次采集数据传送到控制器；控制器处理数据，将处理结果传输到显示器。

2.一种权利要求1所述的测量方法的仪器，包括除尘器、加热套、保温层、阀门、体积流量计、质量流量计a、质量流量计b、焦油吸收器、控制器、传输线路、显示器、控制按钮；其特征是通过带有加热套的管道依次连接燃气入口、截止阀、除尘器、流量调节阀、体积流量计和质量流量计a，并在以上部分的设备和管道外设置保温性能良好的保温层；焦油吸收器前设置有质量流量计a和体积流量计；焦油吸收器后设置有质量流量计b，体积流量计、质量流量计a和质量流量计b经过数据线将数字信号传输到控制器，控制器将计算结果传输到显示器显示。

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