RU2173841C1 - Method and device for sampling gas - Google Patents
Method and device for sampling gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2173841C1 RU2173841C1 RU99126571/12A RU99126571A RU2173841C1 RU 2173841 C1 RU2173841 C1 RU 2173841C1 RU 99126571/12 A RU99126571/12 A RU 99126571/12A RU 99126571 A RU99126571 A RU 99126571A RU 2173841 C1 RU2173841 C1 RU 2173841C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- ejector
- confuser
- diffuser
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано в системах контроля и автоматизации процессов в теплотехнической, энергетической, металлургической и химической отраслях. The invention relates to gas analysis and can be used in systems for monitoring and automation of processes in the heat engineering, energy, metallurgical and chemical industries.
Известен способ отбора газовой пробы (1) путем перемещения газа из контролируемой среды в газопроводящую линию под действием разрежения с последующим выводом его в контролируемую среду. Известный способ предполагает получение зоны разрежения путем использования автономной системы подачи сжатого газа, что приводит к завышенным энергозатратам и усложнению его осуществления. A known method of sampling a gas sample (1) by moving gas from a controlled environment to a gas line under the action of vacuum, followed by its output to a controlled environment. The known method involves obtaining a rarefaction zone by using an autonomous compressed gas supply system, which leads to excessive energy costs and complicate its implementation.
Известный способ реализован в устройстве для отбора пробы газа, содержащем газоотборный элемент, газопроводящую линию и эжектор, включающий диффузор, конфузор и размещенный между ними цилиндрический канал. Для получения зоны разрежения в известном устройстве используют аппарат для подачи сжатого газа с источником питания и автономной системой подвода газа. Такие аппараты достаточно энергоемки, обладают невысокой надежностью и недолговечны, а система подвода сжатого газа с соединительными и регулирующими клапанами делает конструкцию устройства сложной и громоздкой. Кроме того, в известном устройстве на стенках охлаждаемого газоотборного элемента образуется конденсат влаги, попадание которой на используемые в современных газоанализаторах сухие электрохимические датчики приводит к искажению результатов газового анализа, а также выводу датчиков из строя. The known method is implemented in a device for sampling a gas containing a gas sampling element, a gas line and an ejector, including a diffuser, a confuser and a cylindrical channel located between them. To obtain a rarefaction zone in a known device using the apparatus for supplying compressed gas with a power source and an autonomous gas supply system. Such devices are quite energy-intensive, have low reliability and are short-lived, and the compressed gas supply system with connecting and control valves makes the device design complex and cumbersome. In addition, in the known device, moisture condensate forms on the walls of the cooled gas sampling element, the ingress of which onto the dry electrochemical sensors used in modern gas analyzers leads to a distortion of the gas analysis results, as well as damage to the sensors.
Таким образом, технический результат, получаемый при реализации описываемого изобретения, заключается в снижении энергоемкости процесса отбора пробы газа, повышении надежности и увеличении срока службы осуществляющих его устройств за счет исключения традиционного побудителя расхода с электроприводом и системы подачи сжатого воздуха, а также в повышении достоверности газового анализа. Thus, the technical result obtained by the implementation of the described invention is to reduce the energy consumption of the gas sampling process, increase the reliability and increase the service life of the devices that implement it by eliminating the traditional flow inducer with electric drive and compressed air supply system, as well as increasing the reliability of the gas analysis.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе отбора пробы газа, включающем перемещение газа из контролируемой среды в газопроводящую линию под действием разрежения с последующим выводом газа в контролируемую среду, разрежение создают направленной через эжектор струей воздуха, образованной под действием разности давлений в окружающей среде и в потоке контролируемой среды, а вывод газа осуществляют путем его введения в направленную струю воздуха. The specified technical result is achieved by the fact that in the method of sampling a gas, including moving gas from a controlled medium to a gas line under the action of rarefaction followed by the removal of gas into a controlled medium, the rarefaction is created by an air stream directed through the ejector formed under the influence of the pressure difference in the environment and in the flow of a controlled environment, and the gas is removed by introducing it into a directed stream of air.
Перед проведением анализа газовая проба может быть подвергнута фильтрованию и осушке. Prior to analysis, the gas sample may be filtered and dried.
В устройстве для отбора пробы газа, содержащем газоотборный элемент, газопроводящую линию и эжектор, включающий диффузор, конфузор и размещенный между ними цилиндрический канал, цилиндрический канал эжектора соединен с выходом газопроводящей линии, вход которой связан с газоотборным элементом. In a device for sampling a gas containing a gas sampling element, a gas line and an ejector including a diffuser, a confuser and a cylindrical channel located between them, a cylindrical channel of the ejector is connected to the outlet of the gas line, the input of which is connected to the gas sampling element.
Газопроводящая линия может содержать средства подготовки и анализа газовой пробы, такие как фильтр, осушитель, газоанализатор. The gas line may contain means for preparing and analyzing a gas sample, such as a filter, a desiccant, a gas analyzer.
Фильтр целесообразно установить на входе газоотборного элемента. It is advisable to install the filter at the inlet of the gas sampling element.
Указанный технический результат достигается также тем, что устройство для отбора проб газа, содержащее корпус, газопроводящую линию, газоотборный элемент и эжектор, включающий диффузор, конфузор и размещенный между ними цилиндрический канал, снабжено осушителем, выполненным в виде кольца из пористого материала и установленным в корпусе соосно эжектору, при этом внешний диаметр эжектора меньше внутреннего диаметра корпуса, торцы диффузора и конфузора совмещены с торцами устройства и содержат средства герметизации полости, образованной между корпусом и эжектором, цилиндрический канал которого соединен с выходом газопроводящей линии, подключенной входом к полости между корпусом и эжектором, связанной с газоотборным элементом. The specified technical result is also achieved by the fact that the device for sampling gas, comprising a housing, a gas line, a gas sampling element and an ejector, including a diffuser, a confuser and a cylindrical channel located between them, is equipped with a dryer made in the form of a ring of porous material and installed in the housing coaxial to the ejector, while the external diameter of the ejector is less than the internal diameter of the housing, the ends of the diffuser and confuser are aligned with the ends of the device and contain means for sealing the cavity, formed between the casing and the ejector, a cylindrical channel connected to the output of the gas conducting line connected to the input of the cavity between the case and an ejector element associated with the flue gas.
Газоотборный элемент может быть выполнен в виде трубки, на входе которой расположен фильтр, а выход соединен с полостью между корпусом и эжектором. The gas sampling element can be made in the form of a tube, at the entrance of which a filter is located, and the outlet is connected to the cavity between the housing and the ejector.
Предпочтительным материалом для выполнения осушителя является керамика. The preferred material for the implementation of the desiccant is ceramic.
При этом осушитель может быть размещен между диффузором и цилиндрическим каналом эжектора. In this case, a desiccant can be placed between the diffuser and the cylindrical channel of the ejector.
Возможно выполнение внутреннего канала осушителя в форме конуса, который является частью диффузора эжектора. It is possible to make the internal channel of the dryer in the form of a cone, which is part of the ejector diffuser.
В осушителе могут быть выполнены продольные отверстия или радиальные щелевые пазы. In the dryer, longitudinal holes or radial slotted grooves can be made.
Частью газопроводящей линии является датчик, например, газоанализатора. A part of the gas line is a sensor, for example, a gas analyzer.
Описываемый способ осуществляется следующим образом. The described method is as follows.
Газоотборный элемент, соединенный с газопроводящей линией, вводят в поток высокотемпературной газовой среды в газоходе, в отверстии в боковой стенке которого укреплен торец диффузора эжектора, сообщающегося через торец конфузора с окружающей средой. Поскольку давление в потоке контролируемой среды в области торца диффузора меньше давления воздуха в окружающей среде, воздух под действием разности давлений движется через эжектор в газоход, образуя воздушную струю. При прохождении воздушной струи через зауженную область в эжекторе происходит ее ускорение и образование зоны разрежения. Выход газопроводящей линии размещают в зоне разрежения. В результате воздействия разрежения газ из контролируемой среды перемещают по газопроводящей линии, где производят анализ газа посредством газоанализатора или другого контролирующего прибора, после чего газ из газопроводящей линии удаляют в струю воздуха, направленную в газоход, и вместе с ней выводят в контролируемую среду. The gas sampling element connected to the gas line is introduced into the high-temperature gas medium flow in the gas duct, in the hole in the side wall of which the end face of the ejector diffuser is connected, which communicates through the end face of the confuser with the environment. Since the pressure in the flow of the controlled medium in the region of the end of the diffuser is less than the air pressure in the environment, the air under the influence of the pressure difference moves through the ejector into the gas duct, forming an air stream. When an air stream passes through a narrowed region in the ejector, it accelerates and the formation of a rarefaction zone. The outlet of the gas line is placed in the rarefaction zone. As a result of the rarefaction effect, gas from the controlled medium is moved along the gas supply line, where gas is analyzed by means of a gas analyzer or other monitoring device, after which the gas from the gas transmission line is removed into the air stream directed to the gas duct, and together with it, it is discharged into the controlled medium.
Перед проведением анализа производят подготовку отобранной пробы газа, очищая ее от пыли путем фильтрования, частично охлаждают пробу и удаляют конденсат - осушивают. Before the analysis, the gas sample is prepared, cleaning it from dust by filtering, partially cooling the sample and removing condensate - draining.
На чертеже представлено устройство для осуществления описываемого способа отбора пробы газа, где на:
- фиг. 1 и фиг. 2 приведены схемы двух вариантов устройства,
- фиг. 3 показана иллюстрация принципа действия осушителя во втором варианте устройства для осуществления способа отбора пробы газа,
- фиг. 4 (а, б,) изображен второй вариант устройства в разрезе по А-А, в случаях выполнения осушителя с продольными отверстиями (а) и радиальными пазами (б).The drawing shows a device for implementing the described method of sampling gas, where:
- FIG. 1 and FIG. 2 shows a diagram of two device options,
- FIG. 3 shows an illustration of the principle of operation of a desiccant in a second embodiment of a device for implementing a gas sampling method,
- FIG. 4 (a, b,) shows a second variant of the device in a section along A-A, in cases where a desiccant is made with longitudinal holes (a) and radial grooves (b).
1 вариант (фиг. 1). 1 option (Fig. 1).
Устройство включает эжектор 1, состоящий из диффузора 2, конфузора 3 и размещенного между ними цилиндрического канала 4, в который введен выход газопроводящей линии 5, подключенной к газоотборному элементу 6 с установленным на его входе фильтром 7. The device includes an
В случае отбора пробы газа для газового анализа газопроводящая линия 5 содержит осушитель 8 и газоанализатор 9. In the case of sampling a gas for gas analysis, the
Размеры частей эжектора 1, а также газопроводящей линии 5 и их соотношение выбираются из расчета создания разрежения в цилиндрическом канале 4, настолько глубокого, чтобы обеспечить необходимый расход газа в газоанализаторе с учетом преодоления сопротивления элементов, и достаточного для перемещения газа через газопроводящую линию 5. Оптимальный угол раскрытия диффузора 2, обеспечивающий безотрывное течение газового потока, составляет порядка 8. The sizes of the parts of the
Конфузор 3 ввиду незначительности аэродинамических потерь давления в нем целесообразно выполнять коническим с плавным входом. Confuser 3 due to the insignificance of the aerodynamic pressure loss in it, it is advisable to perform conical with a smooth entrance.
Устройство для отбора пробы газа работает следующим образом. A device for sampling gas works as follows.
Предварительно газоотборный элемент 6 с фильтром 7 вводят в полость газохода 10 в центральную область потока контролируемой среды, а диффузор 2 торцем закрепляют в боковом отверстии 11 газохода 10, при этом торец конфузора 3 сообщается с окружающей средой. Воздух из окружающей среды, где давление выше давления в потоке контролируемой среды, поступает через конфузор 3 и ускоряется в цилиндрическом канале 2, где образованная струя воздуха создает разрежение, под действием которого газ из контролируемой среды засасывается через фильтр 7 и газоотборный элемент 6 в газопроводящую линию 5. В газопроводящей линии 5 газ охлаждают, удаляют конденсат в осушителе 8 и пропускают через газоанализатор 9, после чего газ через выходное отверстие газопроводящей линии 5 перемещается и выводится в направленную струю воздуха в цилиндрическом канале 4 эжектора 1, возвращаясь вместе с ней в поток контролируемой среды. Previously, the
Вариант 2 (фиг. 2). Option 2 (Fig. 2).
В корпусе 12 соосно установлены осушитель 8 и эжектор 1, состоящий из диффузора 2, конфузора 3 и размещенного между ними цилиндрического канала 4. Внешний диаметр эжектора 1 выбирают меньше внутреннего диаметра корпуса 12, в результате чего между эжектором 1 и корпусом 12 образована полость 13, которая соединена с выходом газоотбоорного элемента 6 с расположенным на его входе фильтром 7. Торцы диффузора 2 и конфузора 3 соединены с торцами корпуса 12 средствами 14 герметизации полости 13. Датчик 9 газоанализатора включен в газопроводящую линию 5, вход которой подключен к полости 13, а выход введен в цилиндрический канал 4. A desiccant 8 and an
Полость 13 представляет собой кольцевой зазор, образованный корпусом 12 и эжектором 1, выполненными из материала, удовлетворяющего требованиям инертности к составляющим анализируемого газа, например, из нержавеющей стали. The
На фиг. 2 представлен вариант, когда осушитель 8 выполнен в виде кольца с цилиндрическим внутренним каналом, диаметр которого равен диаметру цилиндрического канала 4 эжектора 1. Внутренний канал осушителя 8 может иметь форму конуса и в этом исполнении он является частью диффузора эжектора 1. Внешний диаметр осушителя 8 может быть меньше внутреннего диаметра корпуса 12, либо равен ему в том случае, когда в теле осушителя выполнены продольные отверстия 15 (фиг. 4,а), или радиальные щелевые пазы 16 (фиг. 4,б). In FIG. 2 shows an option when the
Осушитель 8 выполнен из пористого материала, величина пор которого обеспечивает впитывание и прохождение через себя влаги, обеспечивая сопротивление перетеканию анализируемых газов в воздушную струю. Пористый материал выбирают инертным по отношению к компонентам контролируемого газа. Керамика удовлетворяет этим условиям и сохраняет свои свойства достаточно длительный период времени, а потому является наиболее предпочтительным материалом для осушителя 8. The desiccant 8 is made of a porous material, the pore size of which ensures the absorption and passage of moisture through itself, providing resistance to the flow of the analyzed gases into the air stream. The porous material is selected to be inert with respect to the components of the controlled gas. Ceramics satisfies these conditions and retains their properties for a sufficiently long period of time, and therefore is the most preferred material for the desiccant 8.
Газоотборный элемент 6 выполнен в виде трубки, на одном конце которой размещен фильтр 7, а другой конец введен в полость 13. The
В газопроводную линию 5 включен датчик 9 газоанализатора. The
Описываемое устройство работает следующим образом. The described device operates as follows.
Предварительно корпус 12 торцем, соединенным с торцем диффузора 2, закрепляют в боковом отверстии 11 газохода 10, газоотборный элемент 6 с фильтром 7 вводят в полость газохода 10 в центральную область потока контролируемой среды, при этом торец конфузора 3 сообщается с окружающей средой. Воздух из окружающей среды, где давление выше давления в потоке контролируемой среды, поступает через конфузор 3 и ускоряется в цилиндрическом канале 4, где образованная струя воздуха создает разрежение, под действием которого газ из контролируемой среды засасывается через фильтр 7 и газоотборный элемент 6 в полость 13, проходит через осушитель 8 и поступает в газопроводящую линию 5. Previously, the
Принцип действия осушителя 8 показан на фиг. 3. The principle of operation of the
Очищенный от пыли газ перемещается в полости 13 между корпусом 12 и эжектором 1, охлаждается, содержащаяся в нем влага конденсируется, попадая на поверхность керамического осушителя, впитывается в "тело" керамики и проходит до внутренней поверхности кольца, омываемой струей воздуха, направленной из окружающей среды в газоход 10, под действием которой влага испаряется и сносится воздушной струей в газоход 10. Поскольку расход воздушной струи превышает расход газовой пробы порядка в 100 раз, влага, проходящая через осушитель, успевает испаряться, и поверхность осушителя 8, контактирующая с воздушной струей, остается, практически, "сухой", обеспечивая непрерывность отвода влаги. The dust-free gas moves in the
Освобожденную от влаги газовую пробу по газапроводящей линии 5 подают на датчик 9 газоанализатора, затем выводят в направленную струю воздуха в цилиндрическом канале 4 эжектора 1 и возвращают вместе с ней в поток контролируемой среды. The gas sample freed from moisture is fed through the gas-conducting
Описанный способ отбора газовой пробы представляет собой замкнутый процесс, не допускающий попадание посторонних примесей в анализируемый газ и исключающий возможность искажения его состава. Отсутствие в побудителе расхода газа энергоемких, сложных в исполнении и обслуживании аппаратов для получения и передачи сжатого воздуха значительно упрощает конструкцию устройства для отбора пробы газа, повышает надежность, долговечность и безопасность его работы. The described method of sampling a gas sample is a closed process, which prevents the ingress of impurities into the analyzed gas and eliminates the possibility of distortion of its composition. The absence of gas consuming energy-consuming, complicated in design and maintenance of devices for receiving and transmitting compressed air greatly simplifies the design of the device for sampling gas, increases the reliability, durability and safety of its operation.
Использование описываемого изобретения позволяет с наименьшими энерго- и трудозатратами получать достоверную по составу пробу газа в течение длительного периода времени, что обуславливает его предпочтительное использование в условиях стационарного контроля состава газа. Using the described invention allows with the least energy and labor costs to obtain a reliable gas sample for a long period of time, which leads to its preferred use in conditions of stationary monitoring of the gas composition.
Источники информации
1. Авторское свидетельство N 981860, кл. МКИ G 01 N 1/22, оп. 1982 г.Sources of information
1. Copyright certificate N 981860, cl. MKI G 01
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99126571/12A RU2173841C1 (en) | 1999-12-23 | 1999-12-23 | Method and device for sampling gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99126571/12A RU2173841C1 (en) | 1999-12-23 | 1999-12-23 | Method and device for sampling gas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2173841C1 true RU2173841C1 (en) | 2001-09-20 |
| RU99126571A RU99126571A (en) | 2001-09-20 |
Family
ID=35364515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99126571/12A RU2173841C1 (en) | 1999-12-23 | 1999-12-23 | Method and device for sampling gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2173841C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2668370C1 (en) * | 2017-09-21 | 2018-09-28 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | Device of sampling dust samples from dust gas flow tract |
| CN109253899A (en) * | 2018-11-23 | 2019-01-22 | 北京大学深圳研究生院 | The multiple instruments integrated moveable of atmosphere pollution on-line monitoring samples cabin |
| RU2716442C1 (en) * | 2019-11-06 | 2020-03-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method of sampling liquefied natural gas (lng) |
| RU2721617C1 (en) * | 2019-04-18 | 2020-05-21 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Method and apparatus for studying process of thermal decomposition of organic materials |
-
1999
- 1999-12-23 RU RU99126571/12A patent/RU2173841C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2668370C1 (en) * | 2017-09-21 | 2018-09-28 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | Device of sampling dust samples from dust gas flow tract |
| CN109253899A (en) * | 2018-11-23 | 2019-01-22 | 北京大学深圳研究生院 | The multiple instruments integrated moveable of atmosphere pollution on-line monitoring samples cabin |
| CN109253899B (en) * | 2018-11-23 | 2023-10-17 | 北京大学深圳研究生院 | Multi-instrument integrated movable sampling cabin for on-line monitoring of atmospheric pollution |
| RU2721617C1 (en) * | 2019-04-18 | 2020-05-21 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Method and apparatus for studying process of thermal decomposition of organic materials |
| RU2716442C1 (en) * | 2019-11-06 | 2020-03-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method of sampling liquefied natural gas (lng) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100704587B1 (en) | Separation and collection of analyte materials | |
| CA1123229A (en) | Probe and conditioning assembly for continuous stack monitoring | |
| US7569093B2 (en) | Filtering particulate materials in continuous emission monitoring systems | |
| CN108132166B (en) | Sampling adsorber, thermal analysis chamber device, sampling module and analysis equipment | |
| US7337683B2 (en) | Insitu inertial particulate separation system | |
| CN102224405B (en) | Gas sampling device | |
| US4004882A (en) | Gas analysis diluter | |
| RU2173841C1 (en) | Method and device for sampling gas | |
| KR101695647B1 (en) | Particle Separator and Method for Separating Particle | |
| US4484481A (en) | Gas sampling extractor and conditioning assembly | |
| US3289481A (en) | Gas sampling device | |
| KR102355037B1 (en) | Gas dilution apparatus and fine particle measuring apparatus having the same | |
| JPH1076124A (en) | Condensate separator | |
| CN210123371U (en) | High-temperature and high-dust flue gas sampling system | |
| JPH09311098A (en) | Gas-sampling apparatus | |
| JP2006258462A (en) | Gas analyzer | |
| CN113797723A (en) | Flue gas pretreatment system and method for boiler test | |
| RU99126571A (en) | METHOD FOR GAS SAMPLING AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION (OPTIONS) | |
| CN201917563U (en) | Gas analyzing equipment | |
| CN213314229U (en) | Dewatering structure of VOCs on-line measuring normal position pretreatment systems | |
| CN112763445B (en) | Ultralow emission on-line monitoring system of coal fired power plant flue gas pollutant | |
| CN209707187U (en) | Based on the system flue gas analysis sampling of coal unit flue negative pressure and pretreatment unit | |
| CN212134425U (en) | Smoke detection system for industrial kiln | |
| JPH07333122A (en) | Easy drying apparatus for dust concentration measurement | |
| KR101211431B1 (en) | Apparatus for removing water in the exhaust gas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031224 |