便携式烟气压力碳排量检测装置设计(5)
经过实验总结出：TDLAS技术是一门可以在恶劣的燃烧环境中测量燃烧烟气组分浓度和烟气温度的先进技术；二次谐波方式测量温度时，尤其是高温时，能否精确地在实验室完成对R(T)标定将直接关系到现场测量的准确度。因此，高温的测量最主要的工作集中在实验室中的R(T)标定。该技术在燃烧检测时具有非接触性，非破坏性，可探测复杂区域；快速准确；可在线长期测量。弥补了现在测量技术在锅炉中的缺陷和不足。同时，TDLAS技术在锅炉工业中的应用已经得到广泛关注和研究。Francisco Ro-driguez等在其文章中展示了一种新型的燃烧检测与控制技术--OPTICOM 技术[19]。即运用TDLAS 技术的综合检测控制系统。
2011年，闻明等人为了探测地震废墟狭小空间内幸存者的呼出气体，设计了便携式二氧化碳检测仪。相对于另外一种内含热敏电阻器混合式二氧化碳敏感元件的固体电解质二氧化碳传感器，传感器对环境温湿度不敏感，缺点为预热时间长，一般2小时才能达到稳定，因此，不适于现场工作的设备使用。闻名等人设计的检测仪采用红外二氧化碳传感器进行检测，通过单片机直接获取数字信号，并具有温度补偿功能，检测结果通过真空荧光显示屏显示，超过预设值触发声光报警。设计节点采用PSoC代替放大器，滤波器和A/D转换器等分立器件。PSoC的运用使其具有硬件电路和软件控制程序简单功耗低体积小性能稳定成本低廉开发周期、短生命周期长等优点。在实际的测试实验中，将其用于封闭式开关柜内的动静触头温度监测，解决了封闭环境内电气设备没有办法进行在线温度监测的难题[20]。
1．4 本课题的研究内容
对烟气进行处理，计算处理过程当中所需要的能量，并对处理后的烟气进行浓度测量，分析结果并得出结论。
2 设计方法概述
烟气首先进入气体混合室混合，出来的烟气经过冷却管冷却，再连接干燥、除尘等装置后连接气泵，再与检测装置连接，测出的数据直接在检测装置的显示器上显示。
由于烟气温度太高，若直接连接后续的装置和测量仪器会对实验设备以及结果造成很大影响，所以用一根较长的不锈钢管作为冷却管，使高温烟气自然冷却到适合测量的温度，再连接至接下来的装置。
液化气中主要成分含有碳、氢元素，燃烧过程中与氧气反应生成氧化物和水蒸气，环境中含有粉尘等杂质，会掺入空气中随着产生的烟气一同进入冷却管，另一方面，点火器口产生的烟气温度很高，由于风炉以及管道内部也会有些许杂质，也会随着高温烟气一同进入装置。所以烟气冷却后连接一个干燥除尘装置对烟气进行过滤。
对于工业现场，环境条件都很恶劣，很多时候存在负压的状况，烟气要进入装置就很困难，所以在过滤装置之后安装一个小型的气泵，给烟气压力，将烟气送入管道内，满足各种恶劣条件下的烟气收集。
最后，装置通向二氧化碳和氧气浓度测量仪，对烟气二氧化碳和氧气的浓度进行测量和分析。
3 设计内容
3．1 设计计算
对换热系数计算公式分析可知，小直径的管子能使单位面积的传热面大，因而在同样体积内可以布置更多的传热面。当传热面一定时，采用小管径可以使管子长度缩短。这里拟用管径为120mm的管子。烟气进口温度800℃，烟气出口温度为160℃。
经过冷却管冷却之后的烟气，再通入由胶皮管连接的冷却，干燥，除尘装置。最后采集到符合测量标准的烟气通入气体检测仪。
3.1.1 冷却管的换热量计算
传热方程式的普通形式为：
式中：Q——热负荷，W； k——任一微元传热面处的传热系数， ；
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