除塵穩壓冷卻器及其樣氣處理方法

2023-04-29 16:12:01

專利名稱：除塵穩壓冷卻器及其樣氣處理方法
技術領域：
本發明涉及一種在線樣氣處理系統中的樣氣處理部件，以及樣氣處理方法。
背景技術：
除塵穩壓冷卻器是為在線樣氣處理分析系統分析檢測工業流程中CO、C02、CH4等 多種氣體而設計的，是在線樣氣處理系統的樣氣處理部件。對於在線樣氣處理分析系統，傳統的樣氣處理部件一直都是單一功能，如粉塵過 濾器、穩壓閥或鼓泡穩壓器、冷卻管、乾燥罐、冷凝器等等，利用這些樣氣處理部件處理工業 流程中氣體的粉塵、穩壓、除水、除溼等。這些樣氣處理部件數量眾多，內部容積大、結構復 雜、可靠性差，對在線樣氣處理系統的氣密性、滯後時間、都有很大的影響。

發明內容
本發明提供一種除塵穩壓冷卻器及其樣氣處理方法，要解決現有的在線樣氣處理 系統的樣氣處理部件功能單一、結構複雜、滯後時間長等技術問題。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是這種除塵穩壓冷卻器，包括筒體、筒體內部的冷卻管，以及筒體上的樣氣入口和樣 氣出口，其特徵在於所述筒體分為相互連接的上筒和下筒，上筒經底部的支管與下筒相連 通，支管伸入下筒內部的液體中，樣氣入口切向伸入上筒內部，並與上筒內部的內管垂直相 對，內管下端豎向伸入上筒內部，其上端穿過上筒頂蓋，並經上筒外部的連接管、下筒頂蓋 上的連接口與下筒內的冷卻管相連通，下筒內裝有浸沒冷卻管的液體，冷卻管在下筒內一 圈圈盤繞設置，其一端與上筒相連通，另一端與下筒頂蓋上的樣氣出口相連，下筒下部連接 有進水口接管，下筒內部設有溢流管，溢流管一端伸入液體中，另一端與下筒上部的溢流口 相連通，下筒頂蓋上還開有放空口。上述支管可插入下筒內液體中220 250mm液位。上述下筒內的液體可為水或冷卻液。上述連接管可採用卡套連接。一種應用除塵穩壓冷卻器的樣氣處理方法，其特徵在於有如下步驟步驟1，樣氣經樣氣入口進入上筒內，在上筒內壁和內管之間進行旋風分離除塵；步驟2，潔淨的樣氣通過內管、連接管、連接口、進入下筒內的冷卻管，冷卻後由樣 氣出口排出；步驟3，隨著上筒內的樣氣壓力增高，當上筒內壓力大於支管插入液體處的大氣壓 時，樣氣則通過支管在下筒中的液體鼓泡並由放空口排出；上述步驟2和步驟3中下筒內的液體，先經進水口進入，再由溢流管經溢流口排
出ο本發明的有益效果如下除塵穩壓冷卻器的上筒具有旋風分離除塵的功能。上筒經支管與下筒相通，下筒具有鼓泡穩壓的功能。下筒中的冷卻管還具有降溫冷卻樣氣的功能。此樣氣處理部件除連 接管為卡套連接外，其它全部材料均可採用耐腐蝕不鏽鋼，氬弧焊接組成，具有除塵、穩壓、 冷卻三種功能，且結構簡單、在線樣氣處理效率高。本發明應用於在線樣氣處理系統的前處 理單元，能夠減少樣氣處理部件的數量，減小內部容積，縮短滯後時間，大大減化了在線樣 氣處理系統的複雜結構。採用除塵穩壓冷卻器的樣氣處理方法，由旋風分離帶粉塵的樣氣，在重力及旋風 的作用下，經支管排入下筒內。當樣氣壓力增高時，上筒內壓力亦增高，當上筒內壓力大於 支管插入液體處的大氣壓PgH時，(ρ為液體密度、g為重力加速度、H為支管插入液體的深 度)，樣氣就通過支管在下筒內液體鼓泡並由放空口排出，從而能使經內管、連接管、冷卻管 出口等最終送去分析儀的樣氣壓力保持在PgH不變，從而達到穩壓的作用。下筒中的液體 經進水口進入，由溢流管經溢流口排出，既能為鼓泡穩壓提供液體，又能夠通過冷卻管為樣 氣降溫，為後面的高效率除水、除溼、除塵創造了優良的條件。本發明與現有技術相比具有如下優點1.具有旋風除塵、鼓泡穩壓、冷卻樣氣等多種功能，能夠為除水、除溼創造條件。2.結構簡單，樣氣通過有效容積< 0. 2L，根據體積流量計算法當樣氣流速為 2. 5L/min時、在乘以經驗係數1. 2，樣氣通過冷卻器的時間是彡6S，將本發明應用於在線樣 氣處理分析系統的前處理單元，能大幅度縮短樣氣處理系統的滯後時間。3.可靠性強、通用範圍廣，樣氣處理效率高。4.如取下連接管，在一個整體內，除塵穩壓部分可為一個樣氣處理部件使用，冷卻 器又可作為一個樣氣處理部件使用。本發明可應用於線樣氣處理分析系統的前處理領域。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是除塵穩壓冷卻器的結構示意圖。圖2是除塵穩壓冷卻器的俯視結構示意圖。圖3是採用除塵穩壓冷卻器的在線樣氣處理分析系統的流程圖。附圖標記1-樣氣入口、2-內管、3-支管、4-連接管、5-樣氣出口、6-溢流口、7-冷 卻管、8-溢流管、9-進水口、10-放空口、11-連接口、12-上筒、13-下筒、14-樣氣入口接管、 15-氣液分離器、16-排水口、17-針閥、18-除塵穩壓冷卻器、19-渦流製冷裝置、20-針閥流 量計、21-儲水罐、22-截止閥，23-三通閥，24-進樣流量計，25-膜式過濾器、26-樣氣出口、 27-零點氣、28-終點氣。
具體實施例方式實施例參見圖1、圖2所示，這種除塵穩壓冷卻器，包括筒體、筒體內部的冷卻管， 以及筒體上的樣氣入口 1和樣氣出口 5，所述筒體分為相互連接的上筒12和下筒13，下筒 的直徑可為Φ 102mm、高390mm，上筒經底部的支管3與下筒相連通，支管伸入下筒內部的液 體中220 250mm液位，冷卻用的液體可採用水或冷卻液。樣氣入口 1切向伸入上筒內部， 並與上筒內部的內管2垂直相對，內管下端豎向伸入上筒內部，其上端穿過上筒頂蓋，並經上筒外部的連接管4、下筒頂蓋上的連接口 11與下筒內的冷卻管7相連通，下筒內裝有浸沒 冷卻管的液體，冷卻管在下筒內一圈圈盤繞設置，其一端與上筒相連通，另一端與下筒頂蓋 上的樣氣出口 5相連，下筒下部連接有進水口接管9，下筒內部設有溢流管8，溢流管一端伸 入液體中，另一端與下筒上部的溢流口 6相連通，下筒頂蓋上還開有放空口 10。上述連接管4為卡套連接，其它全部材料均為耐腐蝕不鏽鋼，氬弧焊接組成。一種應用除塵穩壓冷卻器的樣氣處理方法，其特徵在於有如下步驟步驟1，樣氣經樣氣入口 1進入上筒內，在上筒內壁和內管2之間進行旋風分離除
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土 ；步驟2，潔淨的樣氣通過內管2、連接管4、連接口 11、進入下筒內的冷卻管，冷卻後 由樣氣出口 5排出；步驟3，隨著上筒內的樣氣壓力增高，當上筒內壓力大於支管插入液體處的大氣壓 時，樣氣則通過支管3在下筒中的液體鼓泡並由放空口 10排出；上述步驟2和步驟3中下筒內的液體，先經進水口 9進入，再由溢流管8經溢流口 6排出。參見圖3，本發明的除塵穩壓冷卻器應用於在線樣氣處理分析系統時，具有一定壓 力和溫度的含水樣氣先從樣氣入口接管14經氣液分離器15，此時把樣氣中液態水經排水 口 16除掉，再經針閥17調節流量，進入除塵穩壓冷卻器18除掉大部分粉塵，穩定了氣壓， 同時把樣氣溫度降到了常溫以下，之後將樣氣通入後面渦流製冷裝置19高效除溼，渦流制 冷裝置19除掉的水經儲水罐21、截止閥22排出。此時乾燥的樣氣經三通閥23、進樣流量 計24、膜式過濾器25，濾掉細微的粉塵，最後從樣氣出口 26得到高品質的樣氣。三通閥可 在零點氣27、終點氣28，與樣氣之間進行切換，多功能樣氣處理分析系統的另一路出口可 連接旁通流量計，以減少滯後時間。以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用 本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關 的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
權利要求
一種除塵穩壓冷卻器，包括筒體、筒體內部的冷卻管，以及筒體上的樣氣入口(1)和樣氣出口(5)，其特徵在於所述筒體分為相互連接的上筒(12)和下筒(13)，上筒經底部的支管(3)與下筒相連通，支管伸入下筒內部的液體中，樣氣入口(1)切向伸入上筒內部，並與上筒內部的內管(2)垂直相對，內管下端豎向伸入上筒內部，其上端穿過上筒頂蓋，並經上筒外部的連接管(4)、下筒頂蓋上的連接口(11)與下筒內的冷卻管(7)相連通，下筒內裝有浸沒冷卻管的液體，冷卻管在下筒內一圈圈盤繞設置，其一端與上筒相連通，另一端與下筒頂蓋上的樣氣出口(5)相連，下筒下部連接有進水口接管(9)，下筒內部設有溢流管(8)，溢流管一端伸入液體中，另一端與下筒上部的溢流口(6)相連通，下筒頂蓋上還開有放空口(10)。
2.根據權利要求1所述的除塵穩壓冷卻器，其特徵在於上述支管(3)插入下筒內液 體中220 250mm液位。
3.根據權利要求1所述的除塵穩壓冷卻器，其特徵在於上述下筒內的液體為水或冷 卻液。
4.根據權利要求1所述的除塵穩壓冷卻器，其特徵在於上述連接管(4)採用卡套連 接。
5.一種應用權利要求1-4中任一項所述除塵穩壓冷卻器的樣氣處理方法，其特徵在於 有如下步驟步驟1，樣氣經樣氣入口(1)進入上筒內，在上筒內壁和內管(2)之間進行旋風分離除/K土 ；步驟2，潔淨的樣氣通過內管(2)、連接管(4)、連接口(11)、進入下筒內的冷卻管，冷卻 後由樣氣出口(5)排出；步驟3，隨著上筒內的樣氣壓力增高，當上筒內壓力大於支管插入液體處的大氣壓時， 樣氣則通過支管(3)在下筒中的液體鼓泡並由放空口(10)排出；上述步驟2和步驟3中下筒內的液體，先經進水口(9)進入，再由溢流管(8)經溢流口 (6)排出。
全文摘要
一種除塵穩壓冷卻器及其樣氣處理方法，該冷卻器包括筒體、筒體內部的冷卻管，以及筒體上的樣氣入口和樣氣出口，筒體分為相互連接的上筒和下筒，上筒經底部的支管與下筒相連通，支管伸入下筒內部的液體中，樣氣入口切向伸入上筒內部，並與上筒內部的內管垂直相對，內管上端穿過上筒頂蓋，並經上筒外部的連接管、下筒頂蓋上的連接口與下筒內的冷卻管相連通，下筒內裝有浸沒冷卻管的液體，冷卻管另一端與下筒頂蓋上的樣氣出口相連。除塵穩壓冷卻器具有旋風除塵、鼓泡穩壓、冷卻樣氣等多種功能，能夠為除水、除溼創造條件。本發明可廣泛應用於線樣氣處理分析系統的前處理領域。
文檔編號G01N1/34GK101929926SQ200910086920
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月18日 優先權日2009年6月18日
發明者董京生 申請人:北京北分麥哈克分析儀器有限公司