可凝結顆粒物採樣裝置製造方法
2023-05-28 02:51:26 1
可凝結顆粒物採樣裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種可凝結顆粒物採樣裝置，包括採樣頭、過濾器、加熱器、採樣管、伴熱帶、三通球閥、反吹管、進氣管、冷凝器、製冷器、濾膜夾、濾膜、排氣管、流量計、真空泵。所述採樣頭、過濾器、採樣管、三通球閥、進氣管、冷凝器、濾膜夾、排氣管、流量計、真空泵依次連接；所述採樣頭和過濾器位於煙道內，過濾器上設有加熱器；所述採樣管通過法蘭固定在煙道上，採樣管的一端位於煙道內，另一端位於煙道外，採樣管上設有伴熱帶；所述三通球閥的兩端分別連接採樣管和進氣管，另一端連接反吹管；所述冷凝器上設有製冷器；所述濾膜夾位於冷凝器出口外，所述濾膜位於濾膜夾內。
【專利說明】可凝結顆粒物採樣裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於環保監測【技術領域】，涉及一種採樣裝置，尤其涉及一種可凝結顆粒物採樣裝置。
【背景技術】
[0002]固定源排放出的顆粒物是最早為人類所認識的汙染物之一。我國固定源顆粒物測試標準GB16157-1996 (固定汙染源排氣中顆粒物測定與氣態汙染物採樣方法)及HJ/T397-2007 (固定源廢氣監測技術規範)中對顆粒物的定義是燃料和其他物質在燃燒、合成、分解以及各種物料在機械處理中所產生的懸浮於排放氣體中的固體和液體顆粒物狀物質」。此類顆粒物稱為可過濾顆粒物(Filterable Particulate Matter)，可以被我國現有顆粒物監測方法使用的過濾介質捕獲。
[0003]然而，氣態或蒸汽類物質由於溫度、壓力變化，也可凝結為固態或液態，形成顆粒物。此類顆粒物稱為可凝結顆粒物(Condensable Particulate Matter)。美國環境保護署對可凝結顆粒物的定義是該物質在煙道溫度狀況下在採樣位置處為氣態，離開煙道後在環境狀況下降溫數秒內凝結成為液態或固態」。可凝結顆粒物在煙道內呈氣態，故相應的除塵設備(靜電或布袋除塵器)對其無能為力，也可穿透我國現有顆粒物監測方法使用的過濾介質。
[0004]可凝結顆粒物屬於微細顆粒物，對環境的影響主要緣由其物理形態及化學組成。從物理形態上看，可冷凝顆粒物主要由氣態物質凝聚而成，粒徑一般小於I微米，以氣溶膠的形式存在於環境空氣中；從化學組成上看，這些顆粒物上通常富集各種重金屬和多環芳烴等汙染物，多為致癌物質和基因毒性誘變物質，危害極大。對於環境，可凝結顆粒物能顯著影響能見度，鑑於其對溫度的敏感性，可能為霾的成因之一。可凝結顆粒物對人體健康的危害有兩個方面:一是可凝結顆粒物複雜的化學成分造成的危害，作為其他汙染物的載體，能吸附多種化學組分隨呼吸進入人體，並能使毒性物質有更高的反應和溶解速度，而且隨著粒徑的減小，可凝結顆粒物在大氣中的存留時間和在呼吸系統的吸收率也隨之增加；二是微細顆粒物可直接進入肺泡並在肺內沉積，被細胞吸收，侵入組織細胞，形成塵肺。
[0005]目前，我國涉及到固定源顆粒物測定的國家及行業標準為GB16157—1996 (固定汙染源排氣中顆粒物測定與氣態汙染物採樣方法)及HJ/T397-2007 (固定源廢氣監測技術規範)。兩個標準中規定的顆粒物測定方法類似，均僅針對可過濾顆粒物，不能監測可凝結顆粒物。可過濾顆粒物與可凝結顆粒物之和，才是固定汙染源向環境空氣中排放的總顆粒物。因此，無論是固定源汙染物監測或空氣汙染控制領域，可凝結顆粒物均為遺漏的組分。國外研宄指出，對於燃煤鍋爐而言，以質量計，可凝結顆粒物排放佔到總PMltl排放的76%，總PM排放的49%，這意味著:第一，我國目前對於固定源顆粒物的測試結果(即可過濾顆粒物)不能代表固定源的真實排放情況；第二，可凝結顆粒物屬於微細顆粒物且在總PMltl排放中份額甚大，隨著顆粒物粒徑的減小其富集程度也逐漸加大，如果不加考慮則必將對環境空氣可吸入顆粒物控制政策的制定造成負面影響。實用新型內容
[0006]為了解決上述問題，本實用新型提供一種可凝結顆粒物採樣裝置，該裝置可以採集煙氣中的可凝結顆粒物，用於測定煙氣中的可凝結顆粒物的含量。具體方案如下:
[0007]可凝結顆粒物採樣裝置，包括採樣頭、過濾器、加熱器、採樣管、伴熱帶、三通球閥、反吹管、進氣管、冷凝器、製冷器、濾膜夾、濾膜、排氣管、流量計、真空泵。
[0008]所述採樣頭、過濾器、採樣管、三通球閥、進氣管、冷凝器、濾膜夾、排氣管、流量計、真空泵依次連接；所述採樣頭和過濾器位於煙道內，過濾器上設有加熱器；所述採樣管通過法蘭固定在煙道上，採樣管的一端位於煙道內，另一端位於煙道外，採樣管上設有伴熱帶；所述三通球閥的兩端分別連接採樣管和進氣管，另一端連接反吹管；所述冷凝器上設有製冷器；所述濾膜夾位於冷凝器出口外，所述濾膜位於濾膜夾內。
[0009]進一步的，所述採樣頭為向上彎曲的不鏽鋼管，用於逆向採樣。
[0010]進一步的，所述過濾器為陶瓷過濾器或燒結金屬過濾器。
[0011]進一步的，所述採樣管為不鏽鋼管。
[0012]進一步的，所述冷凝器為平板式冷凝器，內有一個空腔。
[0013]進一步的，所述冷凝器垂直放置，入口在冷凝器頂部，出口在冷凝器底部。
[0014]進一步的，所述製冷器為半導體製冷器。
[0015]進一步的，所述濾膜為聚四氟乙烯濾膜。
[0016]本實用新型的有益效果:本實用新型提供的可凝結顆粒物採樣裝置，先過濾煙氣中的可過濾顆粒物，再冷凝煙氣中的可凝結顆粒物，然後用濾膜捕獲可凝結顆粒物，最後取出濾膜乾燥後稱重，可以精確測定煙氣中的可凝結顆粒物的含量。本實用新型採用逆向採樣方式，採樣頭向上彎曲，由於煙道內的煙氣自下而上流動，因此可以減少進入採樣頭的可過濾顆粒物，從而減輕過濾器的負擔。本實用新型採用陶瓷過濾器或燒結金屬過濾器，耐高溫耐腐蝕，過濾精度可達0.1微米，過濾效率可達99%以上。本實用新型採用反吹風定期清潔過濾器，使過濾器恢復過濾性能。本實用新型採用平板式冷凝器且垂直放置，可凝結顆粒物在冷凝器內凝結成液滴，在重力的作用下流出，從而減少冷凝器的阻塞損失。本實用新型採用反吹風吹掃出冷凝器內殘留的可凝結顆粒物，從而減少冷凝器的殘留損失。本實用新型採用半導體製冷器，具有製冷速度快，易於維護等優點。本實用新型採用聚四氟乙烯濾膜，具有耐高溫耐腐蝕，透氣不透水，透氣量大等特性，過濾效率可達99.99%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例的可凝結顆粒物採樣裝置的結構示意圖。
[0018]圖2為本實用新型實施例的可凝結顆粒物採樣裝置中冷凝器的外觀圖。
[0019]圖3為本實用新型實施例的可凝結顆粒物採樣裝置中冷凝器的剖面圖。
【具體實施方式】
[0020]為了更充分理解本實用新型的技術內容，下面結合具體實施例對本實用新型的技術方案進一步介紹和說明。
[0021]實施例:
[0022]如圖1-3所示的可凝結顆粒物採樣裝置，包括採樣頭1、過濾器2、加熱器3、採樣管4、伴熱帶5、三通球閥6、反吹管7、進氣管8、冷凝器9、製冷器10、濾膜夾11、濾膜12、排氣管13、流量計14、真空泵15。
[0023]採樣頭1、過濾器2、採樣管4、三通球閥6、進氣管8、冷凝器9、濾膜夾11、排氣管13、流量計14、真空泵15依次連接。採樣頭I和過濾器2位於煙道17內。採樣頭I為向上彎曲的不鏽鋼管，用於逆向採樣。過濾器2為陶瓷過濾器或燒結金屬過濾器，用於過濾煙氣中的可過濾顆粒物。過濾器2上設有加熱器3，用於加熱煙氣，避免煙氣在過濾器2中冷凝。採樣管4為不鏽鋼管，通過法蘭16固定在煙道17上，採樣管4的一端位於煙道內，另一端位於煙道外。採樣管4上設有伴熱帶5，用於加熱煙氣，避免煙氣在採樣管4中冷凝。三通球閥6的兩端分別連接採樣管4和進氣管8，另一端連接反吹管7。反吹管7用於將反吹風送入本裝置。冷凝器9為平板式冷凝器，內有一個空腔，用於冷凝煙氣中的可凝結顆粒物。冷凝器9垂直放置，入口在冷凝器9頂部，出口在冷凝器9底部。冷凝器9上設有製冷器10，製冷器10為半導體製冷器，用於給冷凝器9製冷。濾膜夾11位於冷凝器9出口外，濾膜12位於濾膜夾11內。濾膜12為聚四氟乙烯濾膜，用於捕獲煙氣中的可凝結顆粒物。
[0024]可凝結顆粒物採樣裝置的工作過程如下:在濾膜夾11中放入已知重量的空白濾膜12。啟動真空泵15，開始採樣。在真空泵15產生的負壓作用下，煙道17內的煙氣進入採樣頭I和過濾器2，煙氣中的可過濾顆粒物被過濾器2過濾，未被過濾的其它煙氣組分進入採樣管4，被伴熱帶5加熱至80°C左右，再經過三通球閥6進入進氣管8，然後進入冷凝器9。煙氣在冷凝器9內的空腔中停留一定時間，經過膨脹降溫和半導體製冷器10製冷，煙氣被冷卻至20°C以下。煙氣中的水分和可凝結顆粒物凝結成液滴，在重力作用下從冷凝器9內流出，沉積在濾膜12上。未被冷凝的其它煙氣組分透過濾膜12進入排氣管13，再經過流量計14，最後被真空泵15排出本裝置。到達設定的採樣時間後，關閉真空泵15。向反吹管7內送入反吹風，調節三通球閥6的介質流向，使反吹風經過三通球閥6進入進氣管8，然後進入冷凝器9。反吹風將冷凝器9內殘留的可凝結顆粒物吹掃出冷凝器9，沉積在濾膜12上。停止反吹風，卸下濾膜夾11，取出濾膜12。將濾膜12乾燥後稱重，增重的部分即是可凝結顆粒物的質量，再除以採樣體積即是可凝結顆粒物的質量濃度。
[0025]可凝結顆粒物採樣裝置運行一段時間後，需要定期清潔過濾器2，以免過濾器2堵塞，過程如下:向反吹管7內送入反吹風，調節三通球閥6的介質流向，使反吹風經過三通球閥6進入採樣管4，然後進入過濾器2和採樣頭I。反吹風將過濾器2吸附的可過濾顆粒物吹掃回煙道17內，從而使過濾器2恢復過濾性能。
[0026]綜上所述，本實用新型提供的可凝結顆粒物採樣裝置，先過濾煙氣中的可過濾顆粒物，再冷凝煙氣中的可凝結顆粒物，然後用濾膜捕獲可凝結顆粒物，最後取出濾膜乾燥後稱重，可以精確測定煙氣中的可凝結顆粒物的含量。
[0027]本實用新型採用逆向採樣方式，採樣頭向上彎曲，由於煙道內的煙氣自下而上流動，因此可以減少進入採樣頭的可過濾顆粒物，從而減輕過濾器的負擔。本實用新型採用陶瓷過濾器或燒結金屬過濾器，耐高溫耐腐蝕，過濾精度可達0.1微米，過濾效率可達99%以上。本實用新型採用反吹風定期清潔過濾器，使過濾器恢復過濾性能。本實用新型採用平板式冷凝器且垂直放置，可凝結顆粒物在冷凝器內凝結成液滴，在重力的作用下流出，從而減少冷凝器的阻塞損失。本實用新型採用反吹風吹掃出冷凝器內殘留的可凝結顆粒物，從而減少冷凝器的殘留損失。本實用新型採用半導體製冷器，具有製冷速度快，易於維護等優點。本實用新型採用聚四氟乙烯濾膜，具有耐高溫耐腐蝕，透氣不透水，透氣量大等特性，過濾效率可達99.99%ο
[0028]以上所述僅以實施例來進一步說明本實用新型的技術內容，以便於讀者更容易理解，但不代表本實用新型的實施方式僅限於此，任何依本實用新型所做的技術延伸或再創造，均受本實用新型的保護。
【權利要求】
1.可凝結顆粒物採樣裝置，其特徵在於:所述可凝結顆粒物採樣裝置包括採樣頭、過濾器、加熱器、採樣管、伴熱帶、三通球閥、反吹管、進氣管、冷凝器、製冷器、濾膜夾、濾膜、排氣管、流量計、真空泵； 所述採樣頭、過濾器、採樣管、三通球閥、進氣管、冷凝器、濾膜夾、排氣管、流量計、真空泵依次連接；所述採樣頭和過濾器位於煙道內，過濾器上設有加熱器；所述採樣管通過法蘭固定在煙道上，採樣管的一端位於煙道內，另一端位於煙道外，採樣管上設有伴熱帶；所述三通球閥的兩端分別連接採樣管和進氣管，另一端連接反吹管；所述冷凝器上設有製冷器；所述濾膜夾位於冷凝器出口外，所述濾膜位於濾膜夾內。
2.根據權利要求1所述的可凝結顆粒物採樣裝置，其特徵在於:所述採樣頭為向上彎曲的不鏽鋼管，用於逆向採樣。
3.根據權利要求1所述的可凝結顆粒物採樣裝置，其特徵在於:所述過濾器為陶瓷過濾器或燒結金屬過濾器。
4.根據權利要求1所述的可凝結顆粒物採樣裝置，其特徵在於:所述採樣管為不鏽鋼管。
5.根據權利要求1所述的可凝結顆粒物採樣裝置，其特徵在於:所述冷凝器為平板式冷凝器，內有一個空腔。
6.根據權利要求1所述的可凝結顆粒物採樣裝置，其特徵在於:所述冷凝器垂直放置，入口在冷凝器頂部，出口在冷凝器底部。
7.根據權利要求1所述的可凝結顆粒物採樣裝置，其特徵在於:所述製冷器為半導體製冷器。
8.根據權利要求1所述的可凝結顆粒物採樣裝置，其特徵在於:所述濾膜為聚四氟乙稀濾膜。
【文檔編號】G01N1/24GK204214696SQ201420739034
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年11月30日 優先權日:2014年11月30日
【發明者】吳迅海, 曾勇 申請人:深圳睿境環保科技有限公司