煙氣採樣用的在線可原位再生的氣體乾燥器及使用方法與流程

2023-05-10 17:06:16 3

本發明屬於環境分析和監測領域，主要涉及固定焚燒源諸如水泥廠、垃圾焚燒廠、鋼廠、鍋爐等煙囪的排放煙氣中目標汙染物分析和一般排放物監測，例如二噁英、重金屬、硫化物、氮化物等，適用於煙氣採樣用的一種在線可原位再生的氣體乾燥器，特別是適用於焚燒煙氣中二噁英分析連續採樣過程。

背景技術：

固定源煙氣排放中含有的有機汙染物，尤其是二噁英類等，雖然絕對含量非常低，但是由於其毒性、持久性，生物富集性和長距離傳輸的特性，引起人們的廣泛重視。在煙道、煙囪及排氣筒等固定汙染源排放廢氣的環境監測中，顆粒物與氣態汙染物的採樣和監測，主要有可攜式儀器監測、煙道氣塵的在線監測等。

這些採樣監測中，我國國家環保標準GB/T16157-1996及我國環境保護行業標準HJ/T 77.2-2008和現行的歐盟EN1948、美國EPA23方法中，多採用煙氣採樣儀通過採樣槍從煙囪內抽取煙道氣樣品，濾筒捕集固態顆粒物、樹脂富集氣態汙染物的樣品採集方法。然而，由於煙道氣溼度大、腐蝕性強，取樣過程未對煙氣中酸性氣體成分去除，當混有水汽時腐蝕性很強，在進入儀器內部管路之前，為了防止儀器內測量元件、管路、真空泵等部件被腐蝕和破壞，往往需要在捕集裝置和儀器主機之間加設氣體乾燥器。對於可攜式煙氣採樣儀來說，一般的做法是在管路上串聯乾燥瓶，內裝矽膠乾燥劑，採集1-2個樣品之後，矽膠失效需要更換新的，不僅操作複雜，而且成本較高，一次性使用存在浪費；對於連續煙道氣採樣儀，由於採集樣品需要少則1-2周、多則1-2月，採集的煙氣體積量巨大，採樣管路上採用一般乾燥瓶短時間即失效、無法停止採樣多次更換，尚未發現適用於連續採樣過程、長時間、免維護的乾燥器。

為此提出了本發明的一種煙氣採樣用的在線可原位再生的氣體乾燥器，本發明的氣體乾燥器，通過閥門的切換，使得兩個並聯的乾燥筒同時分別處於氣體乾燥和再生恢復的狀態，設定的一段時間後，兩個並聯的乾燥筒狀態互換， 周而復始；實現了氣體的原位再生和連續長時間工作。具有操作簡單、便捷、可靠性好等優點。

技術實現要素：

本發明所解決的技術問題是提供一種煙氣採樣用的在線可原位再生的氣體乾燥器，主要涉及固定焚燒源諸如水泥廠、垃圾焚燒廠、鋼廠、鍋爐等煙囪的排放煙氣中目標汙染物分析和一般排放物監測，例如二噁英、重金屬、硫化物、氮化物等，適用於煙氣採樣用的一種在線可原位再生的氣體乾燥器，特別是適用於焚燒煙氣中二噁英分析連續採樣過程。

本發明提出的一種煙氣採樣用的在線可原位再生的氣體乾燥器，主要組成部分包括三通閥A、通斷閥A、通斷閥B、乾燥筒A、乾燥筒B、三通閥B、通斷閥C、通斷閥D等部件組成；該乾燥器採用豎直安裝方式，用於煙氣採樣時，煙氣樣品抽取依次經過採樣槍單元、捕集單元後進入乾燥器，氣體乾燥後進入採樣儀器；潮溼的氣體從下方口進入三通閥A的公共埠(1a)；三通閥A的另外2個埠(1b)、(1c)分別用管路連接至乾燥筒A和乾燥筒B底部；於乾燥筒A底部入口接有支路連接通斷閥A；於乾燥筒B底部入口接有支路連接通斷閥B；乾燥後的氣體從乾燥器A和乾燥筒B上方出口分別經管路連接至三通閥B的2個埠(6b)、(6c)；於乾燥筒A頂部出口接有支路連接通斷閥C；於乾燥筒B頂部出口接有支路連接通斷閥D；三通閥B的公共埠(6a)連接至煙氣採樣儀器。

三通閥A和三通閥B是具有三個埠a、b、c的閥門，默認狀態下，公共埠a分別與b埠相連通、與c埠隔斷，電動、氣動或手動切換後，a分別與b埠相隔斷、與c埠連通。

通斷閥A、通斷閥B、通斷閥C、通斷閥D，默認狀態下2個埠之間處於隔斷狀態，電動、氣動或手動切換後，2個埠之間連通。

乾燥筒A和乾燥筒B是兩個結構一樣的筒體，由不鏽鋼、鈦合金材質加工而成的圓筒零件、上下端面各有一個氣路接口、圓柱側面設有一個玻璃視窗口、內部設有錐形的網格、底部設有加熱元件和溫度傳感器，錐形網格上裝載顆粒狀的乾燥劑。

乾燥劑為矽膠顆粒乾燥劑、分子篩乾燥劑，在常溫下潮溼氣體通過時可以吸收水分，且在加熱100-600℃時可以脫水再生。

捕集單元為煙氣採樣標準規定的對煙塵和煙氣中被分析目標進行收集的部件。

一種煙氣採樣用的在線可原位再生的氣體乾燥器使用時：潮溼的煙氣從三通閥A進入，流經乾燥筒A，被乾燥劑吸收大量的水分後，從三通閥B流出，進入煙氣採樣儀器，乾燥器左半部分處於氣體乾燥工作狀態；同時，通斷閥B和通斷閥D開啟，乾燥筒B底部的加熱元件(5b)和溫度傳感器(5c)處於開啟狀態，將乾燥筒內加熱並保持在100-600℃，高壓氣緩緩從通斷閥B流入乾燥筒B，水分隨熱氣流從通斷閥D排入大氣，乾燥器右半部分處於再生狀態；經過設定的一段時間後，切換閥門狀態：三通閥A、三通閥B切換後，三通閥A的埠a與c連通、繼而與乾燥筒B底部連通，三通閥B的埠a與c連通、繼而與乾燥筒B頂部連通，通斷閥A、通斷閥C開啟；通斷閥B、通斷閥D關閉；乾燥器右半部分處於氣體乾燥工作狀態、左半部分處於再生狀態；左右兩部分輪流使用和再生。

本發明的有益效果是：本發明提出的一種煙氣採樣用的在線可原位再生的氣體乾燥器，通過閥門的切換，使得兩個並聯的乾燥筒同時分別處於氣體乾燥和再生恢復的狀態，設定的一段時間後，兩個並聯的乾燥筒狀態互換，周而復始；實現了氣體的原位再生和連續長時間工作。具有操作簡單、便捷、可靠性好等優點，特別適用於排放煙氣中樣品連續採集。

附圖說明

圖1為本發明的一種煙氣採樣用的在線可原位再生的氣體乾燥器的示意圖。

其中，1為三通閥A、2為通斷閥A、3為通斷閥B、4為乾燥筒A、5為乾燥筒B、6為三通閥B、7為通斷閥C、8為通斷閥D。

圖2為本發明的在線可原位再生的氣體乾燥器在煙氣採樣中使用的示意圖。9為採樣儀器，10為採樣槍單元，11為樣品捕集單元，其他序號所示物體名稱同圖1。

圖3為本發明的乾燥器其中的乾燥筒的結構示意圖。

其中，5a為底部接口，5b為加熱元件，5c為溫度傳感器，5d為網格，5e為乾燥劑，5f為窺視管，5g為透明視窗口，5h為頂部接口。

具體實施方式

煙氣採樣用的在線可原位再生的氣體乾燥器，乾燥筒A、乾燥筒B採用不鏽鋼製成，該乾燥器採用豎直安裝方式；

乾燥筒的圓柱側面設有一個玻璃視窗口、內部設有錐形的網格、底部設有加熱元件和溫度傳感器，錐形網格上裝載顆粒狀的乾燥劑。

乾燥劑選用粒徑3mm左右矽膠顆粒乾燥劑；

潮溼的煙氣從三通閥A1進入，流經乾燥筒A4，被乾燥劑吸收大量的水分後，從三通閥B6流出，進入煙氣採樣儀器9，乾燥器左半部分處於氣體乾燥工作狀態；同時，通斷閥B3和通斷閥D8開啟，乾燥筒B5底部的加熱元件5b和溫度傳感器5c處於開啟狀態，將乾燥筒內加熱並保持在120℃，高壓氣緩緩從通斷閥B3流入乾燥筒B5，水分隨熱氣流從通斷閥D8排入大氣，乾燥器右半部分處於再生狀態；經過設定的一段時間後，切換閥門狀態：三通閥A1、三通閥B6切換後，三通閥A1的埠a與c連通、繼而與乾燥筒B5底部連通，三通閥B6的埠a與c連通、繼而與乾燥筒B5頂部連通，通斷閥A2、通斷閥C7開啟；通斷閥B3、通斷閥D8關閉；乾燥器右半部分處於氣體乾燥工作狀態、左半部分處於再生狀態；左右兩部分輪流使用和再生。