一種大流量工業(yè)煙氣顆粒物采樣裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大流量工業(yè)煙氣顆粒物采樣裝置，包括通過(guò)管路依次連接的采樣槍、過(guò)濾裝置、流量計(jì)量裝置、稀釋冷卻裝置、水冷裝置和漩渦氣泵；過(guò)濾裝置包括上下對(duì)稱設(shè)置的上錐筒和下錐筒，上錐筒的直徑從上至下逐漸增大，在上錐筒和下錐筒之間夾裝有支撐環(huán)，在支撐環(huán)底部設(shè)有凹槽，在支撐環(huán)的凹槽內(nèi)安裝有從上至下依次設(shè)置的濾膜及其支撐板，濾膜和支撐板夾壓在上錐筒和支撐環(huán)之間；上錐筒的上端與采樣槍通過(guò)軟管Ⅰ連接，下錐筒的下端與流量計(jì)量裝置通過(guò)軟管Ⅱ連接；支撐板的開孔率>50％；流量計(jì)量裝置附帶累計(jì)積算儀。本發(fā)明能夠快速實(shí)現(xiàn)低濃度排放源煙氣的顆粒物的大量采集。
【專利說(shuō)明】_種大流量工業(yè)煙氣顆粒物采樣裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)煙氣排放的顆粒物排放濃度檢測(cè)及排放源解析的大流量采樣【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是低排放濃度(<10mg/標(biāo)準(zhǔn)m3)時(shí)煙氣的顆粒物排放濃度測(cè)試及排放源解析的大流量采樣裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著收塵技術(shù)的進(jìn)步，固定源排放點(diǎn)的顆粒物排放，濃度越來(lái)越低(〈1mg/標(biāo)準(zhǔn)m3)，傳統(tǒng)的含塵測(cè)試儀由于流量有限((80L/min)，當(dāng)排放濃度為1mg/標(biāo)準(zhǔn)m3時(shí)，采集Ig的樣品所需要的時(shí)間多20.8小時(shí)，當(dāng)排放濃度為Img/標(biāo)準(zhǔn)m3時(shí)，所需要的時(shí)間多208小時(shí)，這將大大增加環(huán)境監(jiān)測(cè)的勞動(dòng)強(qiáng)度和周期。當(dāng)排放濃度很低(<5mg/標(biāo)準(zhǔn)m3)時(shí)，如何將采樣時(shí)間縮短至10小時(shí)，大流量采樣無(wú)疑是解決該問(wèn)題的好方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種大流量工業(yè)煙氣顆粒物采樣裝置，該裝置能夠快速實(shí)現(xiàn)低濃度排放源煙氣的顆粒物的大量采集Oig)。
[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種大流量工業(yè)煙氣顆粒物采樣裝置，包括通過(guò)管路依次連接的采樣槍、過(guò)濾裝置、流量計(jì)量裝置、稀釋冷卻裝置、水冷裝置和漩渦氣泵，在所述采樣槍的下方設(shè)有與其固接的支架I，所述過(guò)濾裝置安裝在支架II上；
[0005]所述過(guò)濾裝置包括上下對(duì)稱設(shè)置的上錐筒和下錐筒，所述上錐筒的直徑從上至下逐漸增大，在所述上錐筒和所述下錐筒之間夾裝有支撐環(huán)，在所述支撐環(huán)底部設(shè)有凹槽，在所述支撐環(huán)的凹槽內(nèi)安裝有從上至下依次設(shè)置的濾膜及其支撐板，所述濾膜和所述支撐板夾壓在所述上錐筒和所述支撐環(huán)之間；所述上錐筒的上端與所述采樣槍通過(guò)軟管I連接，所述下錐筒的下端與所述流量計(jì)量裝置通過(guò)軟管II連接；所述支撐板的開孔率開孔率>50% ;所述流量計(jì)量裝置附帶累計(jì)積算儀。
[0006]所述稀釋冷卻裝置設(shè)有豎直進(jìn)風(fēng)管，在所述豎直進(jìn)風(fēng)管上安裝有從上至下依次設(shè)置的柱塞閥和阻力平衡閥。
[0007]所述水冷裝置包括水箱及固定在所述水箱內(nèi)的冷卻管，所述冷卻管按照氣體流動(dòng)方向依次設(shè)有豎直進(jìn)氣管段、底部水平冷卻管段和豎直出氣管段，所述底部水平冷卻管段的形狀為“己”字形，所述豎直進(jìn)氣管段的入口與所述流量計(jì)量裝置的出口通過(guò)軟管III連接，所述豎直出氣管段的出口與所述漩渦氣泵的入口通過(guò)軟管IV連接。
[0008]所述流量計(jì)量裝置還附帶有壓力傳感器和溫度傳感器。
[0009]所述支架I包括頂部支撐環(huán)，在所述頂部支撐環(huán)的下方設(shè)有與其通過(guò)連接環(huán)連接的三個(gè)支腿，在所述連接環(huán)的上部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有倚靠柱；在所述頂部支撐環(huán)的上方中部橫跨有與其固接的門形支撐梁，在所述門形支撐梁的中部固接有支撐柱，所述支撐柱的上端與采樣槍抱箍的底部固接，所述支撐柱與位于所述門形支撐梁下方的錐臺(tái)螺紋連接，所述錐臺(tái)位于所述頂部支撐環(huán)的中央；所述倚靠柱靠在所述錐臺(tái)的外表面上。
[0010]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:采用大流量的漩渦氣泵和大過(guò)流面積的濾膜，采用高開孔率的支撐板以及設(shè)有凹槽的支撐環(huán)來(lái)支撐濾膜，在保證濾膜不易破損的情況下，為實(shí)現(xiàn)大流量提供了低阻力保障，使本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)1000L/min的大流量，能夠快速有效地實(shí)現(xiàn)低濃度排放源顆粒物的大量采集。與傳統(tǒng)的含塵測(cè)試儀相比在采樣量相同的情況下，能夠縮短采樣周期92%，提高采樣效率，為各地區(qū)的固定源排放點(diǎn)的煙氣的顆粒物排放量的測(cè)試以及顆粒物的化學(xué)分析提供巨大便利。特別適用低排放濃度(<10mg/標(biāo)準(zhǔn)m3)的排放源煙氣的顆粒物采樣。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明的過(guò)濾裝置分解示意圖；
[0013]圖3是本發(fā)明的水冷裝置俯視圖；
[0014]圖4是圖3的1-1剖面圖；
[0015]圖5是圖3的2-2剖面圖；
[0016]圖6是本發(fā)明的稀釋冷卻裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖7是本發(fā)明的支架I結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖8是圖7的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0020]請(qǐng)參見(jiàn)圖1?圖8，一種大流量工業(yè)煙氣顆粒物采樣裝置，包括通過(guò)管路依次連接的采樣槍2、過(guò)濾裝置4、流量計(jì)量裝置6、稀釋冷卻裝置7、水冷裝置9和漩渦氣泵11，在所述采樣槍2的下方設(shè)有與其固接的支架I 12，所述過(guò)濾裝置4安裝在支架II 13上。
[0021 ] 所述過(guò)濾裝置4包括上下對(duì)稱設(shè)置的上錐筒4-1和下錐筒4-5，所述上錐筒4_1的直徑從上至下逐漸增大，在所述上錐筒和所述下錐筒之間夾裝有支撐環(huán)4-4，在所述支撐環(huán)4-4底部設(shè)有凹槽，在所述支撐環(huán)的凹槽內(nèi)安裝有從上至下依次設(shè)置的濾膜4-2及其支撐板4-3，所述濾膜4-2和所述支撐板4-3夾壓在所述上錐筒4-1和所述支撐環(huán)4_4之間。在所述濾膜4-2和所述上錐筒4-1之間設(shè)有硅膠密封圈，在所述支撐板4-3和所述支撐環(huán)4-4之間設(shè)有硅膠密封圈，在所述支撐環(huán)4-4與所述下錐筒4-5之間設(shè)有硅膠密封圈。所述上錐筒4-1的上端與所述采樣槍2通過(guò)軟管I 3連接，所述下錐筒4-5的下端與所述流量計(jì)量裝置6通過(guò)軟管II 5連接；所述支撐板4-3的開孔率>50%;所述流量計(jì)量裝置6附帶累計(jì)積算儀。
[0022]上錐筒4-1與支撐環(huán)4-4凹槽內(nèi)的濾膜及其支撐板的壓緊、密封及與下錐筒4-5之間壓緊、密封依靠螺栓、螺母等緊固件及密封圈來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0023]在本實(shí)施例中，所述稀釋冷卻裝置7設(shè)有豎直進(jìn)風(fēng)管7-1，在所述豎直進(jìn)風(fēng)管7-1上安裝有從上至下依次設(shè)置的柱塞閥7-2和阻力平衡閥7-3。所述稀釋冷卻裝置7管道末端設(shè)置有快速接頭與流量計(jì)量裝置管道末端管道預(yù)留的快速接頭通過(guò)卡箍及密封圈實(shí)現(xiàn)連接。外界空氣的進(jìn)氣量依次通過(guò)柱塞閥7-2、阻力平衡閥7-3來(lái)調(diào)節(jié)，其中阻力平衡閥7-3起粗調(diào)節(jié)作用。粗調(diào)后，再調(diào)節(jié)柱塞閥7-2使系統(tǒng)流量微調(diào)。所述水冷裝置9包括水箱9-1及固定在所述水箱9-1內(nèi)的冷卻管，所述冷卻管按照氣體流動(dòng)方向依次設(shè)有豎直進(jìn)氣管段9-2、底部水平冷卻管段9-3和豎直出氣管段9-4，所述底部水平冷卻管段9-3的形狀為“己”字形，所述豎直進(jìn)氣管段9-2的入口與所述流量計(jì)量裝置6的出口管道通過(guò)軟管III8連接，所述豎直出氣管段9-4的出口與所述漩渦氣泵11的入口通過(guò)軟管IV 10連接。所述流量計(jì)量裝置6還附帶有壓力傳感器和溫度傳感器。所述支架I 12包括頂部支撐環(huán)12-8，在所述頂部支撐環(huán)12-8的下方設(shè)有與其通過(guò)連接環(huán)12-7連接的三個(gè)支腿12-3，在所述連接環(huán)12-7的上部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有倚靠柱12-2 ;在所述頂部支撐環(huán)12-8的上方中部橫跨有與其固接的門形支撐梁12-5，在所述門形支撐梁12-5的中部固接有支撐柱12-6，所述支撐柱12_6的上端與采樣槍抱箍12-4的底部固接，所述支撐柱12-6與位于所述門形支撐梁12-5下方的錐臺(tái)12-1螺紋連接，所述錐臺(tái)12-1位于所述頂部支撐環(huán)12-8的中央；所述倚靠柱12-2靠在所述錐臺(tái)12-1的外表面上。
[0024]在進(jìn)行固定源煙氣的顆粒物檢測(cè)時(shí)，先利用皮托管14測(cè)出煙囪15內(nèi)測(cè)試點(diǎn)處的風(fēng)速，根據(jù)計(jì)算選擇合適口徑的采樣嘴1-1、1_2或1-3。采樣時(shí)，將所有部件連接后，打開漩渦泵11，將采樣槍2插入煙囪內(nèi)，記錄流量計(jì)量裝置8的累計(jì)流量，調(diào)節(jié)稀釋冷卻裝置7，使采樣嘴處的采樣速度與煙囪抽取點(diǎn)的風(fēng)速一致，滿足等速采樣的要求。被采集的煙氣流向請(qǐng)參見(jiàn)圖1中的氣體流向箭頭，被采集的煙氣最后經(jīng)漩渦氣泵11排入大氣。
[0025]傳統(tǒng)采樣器常用濾筒的規(guī)格為:30mmX80mm，過(guò)濾面積為0.007536m2;最大規(guī)格為:53mmX 145mm，過(guò)濾面積為:0.024m2;在5L/min的潔凈空氣流量下阻力為3kPa ;若流量達(dá)到1000L/min，阻力會(huì)非常大，因此必須采用大直徑的濾膜作為過(guò)濾介質(zhì)。本發(fā)明可采用最大293mm直徑的玻璃纖維圓形濾膜或石英纖維濾膜，最大過(guò)濾面積為:0.067m2，在過(guò)濾潔凈空氣的風(fēng)速0.4m/s時(shí)，壓降為5000Pa，按0.4m/s計(jì)算流量可達(dá):1608L/min，滿足大流量采樣時(shí)空載阻力<5000Pa的需求，為后續(xù)漩渦氣泵11的選型提供有利條件。
[0026]由于濾膜的厚度僅為0.4_，在負(fù)壓情況下很容易破損；因此在膜過(guò)濾時(shí)，必須有支撐板緊貼濾膜，保證濾膜不破損的同時(shí)，支撐板必須保證大的透氣面積，以保證濾膜有足夠的有效過(guò)濾面積。本發(fā)明在濾膜支撐板的設(shè)計(jì)上采用高開孔率的不銹鋼板。高開孔率的不銹鋼板在保證足夠的剛度的同時(shí)，也具有較好的耐高溫性能。
[0027]請(qǐng)參見(jiàn)圖1，濾膜安裝后，周邊密封采用硅膠密封圈，能夠保證過(guò)濾裝置有良好的密閉性。采樣氣體的計(jì)量采用附帶壓力傳感器、溫度傳感器和累計(jì)積算儀的孔板流量計(jì)量裝置6來(lái)計(jì)量，可輸出標(biāo)況的瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。采用漩渦氣泵11作為抽氣裝置。當(dāng)入漩渦氣泵的氣體溫度高于70°C時(shí)，需對(duì)氣體進(jìn)行冷卻，本發(fā)明通過(guò)稀釋冷卻裝置7和水冷裝置9共同來(lái)調(diào)節(jié)流量和入漩渦氣泵11的氣體溫度。
[0028]根據(jù)漩渦氣泵11的性能曲線，隨著濾膜上附著的顆粒物的增多，系統(tǒng)阻力增加，相應(yīng)漩渦氣泵11的流量會(huì)減小。為保證采樣流量的恒定，漩渦氣泵在最大負(fù)載時(shí)的流量應(yīng)大于采樣流量。在濾膜負(fù)載較小時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)漩渦氣泵11的頻率和稀釋冷卻裝置7上閥門的開度來(lái)調(diào)節(jié)采樣流量。
[0029]采樣裝置管路連接部分采用304不銹鋼材質(zhì)的快速卡箍接頭?？ü拷宇^配有耐高溫的硅膠墊圈。此設(shè)計(jì)既能保證儀器拆卸方便，又能保證很好的氣密性。
[0030]采樣槍安裝后，支架I 12的高度可以調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方法為:旋轉(zhuǎn)位于支架中部的錐臺(tái)12-1，在旋上或旋下的過(guò)程中，三個(gè)倚靠柱12-2與錐臺(tái)12-1的夾角會(huì)發(fā)生變化，支腿12-3與水平面的夾角也隨之改變，因支腿12-3的長(zhǎng)度一定，當(dāng)錐臺(tái)12-1向上移動(dòng)時(shí)，支腿12-3與水平面的夾角會(huì)變大，支撐架的支撐點(diǎn)高度會(huì)抬高，反之亦然。
[0031]綜上所述，本發(fā)明采用等速采樣原理，通過(guò)大面積的濾膜，大流量的漩渦氣泵來(lái)實(shí)現(xiàn)低排放濃度(<10mg/標(biāo)準(zhǔn)m3)時(shí)顆粒物排放濃度檢測(cè)及排放源解析的大流量采樣。本發(fā)明采用大直徑(最大直徑為293_)的玻璃纖維濾膜或石英纖維濾膜，對(duì)高溫工業(yè)煙氣中的粉塵進(jìn)行采樣過(guò)濾，后續(xù)的流量計(jì)量裝置可準(zhǔn)確計(jì)量煙氣流量，流量可達(dá)到60?80標(biāo)準(zhǔn)m3/ho解決了目前排放濃度低(<10mg/標(biāo)準(zhǔn)m3)的情況下，傳統(tǒng)的含塵測(cè)定儀采樣時(shí)間長(zhǎng)，采樣偏差大的問(wèn)題。另外大流量采樣裝置采集的粉塵量較多，能夠?yàn)榕欧旁磁欧诺念w粒物分析提供大量的直接樣品量，為后續(xù)分析提供便利。
[0032]盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大流量工業(yè)煙氣顆粒物采樣裝置，其特征在于，包括通過(guò)管路依次連接的采樣槍、過(guò)濾裝置、流量計(jì)量裝置、稀釋冷卻裝置、水冷裝置和漩渦氣泵，在所述采樣槍的下方設(shè)有與其固接的支架I，所述過(guò)濾裝置安裝在支架II上； 所述過(guò)濾裝置包括上下對(duì)稱設(shè)置的上錐筒和下錐筒，所述上錐筒的直徑從上至下逐漸增大，在所述上錐筒和所述下錐筒之間夾裝有支撐環(huán)，在所述支撐環(huán)底部設(shè)有凹槽，在所述支撐環(huán)的凹槽內(nèi)安裝有從上至下依次設(shè)置的濾膜及其支撐板，所述濾膜和所述支撐板夾壓在所述上錐筒和所述支撐環(huán)之間；所述上錐筒的上端與所述采樣槍通過(guò)軟管I連接，所述下錐筒的下端與所述流量計(jì)量裝置通過(guò)軟管II連接；所述支撐板的開孔率開孔率>50%;所述流量計(jì)量裝置附帶累計(jì)積算儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述大流量工業(yè)煙氣顆粒物采樣裝置，其特征在于，所述稀釋冷卻裝置設(shè)有豎直進(jìn)風(fēng)管，在所述豎直進(jìn)風(fēng)管上安裝有從上至下依次設(shè)置的柱塞閥和阻力平衡閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述大流量工業(yè)煙氣顆粒物采樣裝置，其特征在于，所述水冷裝置包括水箱及固定在所述水箱內(nèi)的冷卻管，所述冷卻管按照氣體流動(dòng)方向依次設(shè)有豎直進(jìn)氣管段、底部水平冷卻管段和豎直出氣管段，所述底部水平冷卻管段的形狀為“己”字形，所述豎直進(jìn)氣管段的入口與所述流量計(jì)量裝置的出口通過(guò)軟管III連接，所述豎直出氣管段的出口與所述漩渦氣泵的入口通過(guò)軟管IV連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述大流量工業(yè)煙氣顆粒物采樣裝置，其特征在于，所述流量計(jì)量裝置還附帶有壓力傳感器和溫度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述大流量工業(yè)煙氣顆粒物采樣裝置，其特征在于，所述支架I包括頂部支撐環(huán)，在所述頂部支撐環(huán)的下方設(shè)有與其通過(guò)連接環(huán)連接的三個(gè)支腿，在所述連接環(huán)的上部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有倚靠柱；在所述頂部支撐環(huán)的上方中部橫跨有與其固接的門形支撐梁，在所述門形支撐梁的中部固接有支撐柱，所述支撐柱的上端與采樣槍抱箍的底部固接，所述支撐柱與位于所述門形支撐梁下方的錐臺(tái)螺紋連接，所述錐臺(tái)位于所述頂部支撐環(huán)的中央；所述倚靠柱靠在所述錐臺(tái)的外表面上。
【文檔編號(hào)】G01N1/22GK104458352SQ201410810925
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】張明飛, 朱金波, 俞為民, 彭學(xué)平, 豆海建, 馬嬌媚, 賀孝一, 楊偉剛, 秦中華 申請(qǐng)人:天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司