一種煙氣採樣中快速裝卸的捕集裝置與使用方法與流程

2024-03-29 16:13:05 1

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監測，例如二噁英、重金屬等，特別是適用於焚燒煙氣中二噁英分析監測的樣品採樣中的一種快速裝卸的捕集裝置與方法。

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。捕集元件多為石英、玻璃材質製成，採用螺紋口並加密封墊手擰緊安裝於採樣氣路、取樣品時手擰螺紋口接頭鬆開捕集元件。不僅操作複雜，而且密封性差，對樣品準確性有影響。

為此提出了本發明裝置及其使用方法，本發明的快速裝卸的捕集裝置通過控制執行器的開關，實現飛灰捕集單元和樹脂富集單元的快速安裝、自動對中、自動密封；取樣時快速卸載獲得的樣品。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中快速裝卸的捕集裝置與使用方法，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監測，例如二噁英、重金屬等，特別是適用於焚燒煙氣中二噁英分析監測的樣品採樣中。

本發明提出的一種煙氣採樣中快速裝卸的捕集裝置，其特徵在於，包括支 撐架、保溫盒、中部帶通孔的密封蓋a、環狀密封墊a、中部帶通孔的濾筒安裝座、O圈、上端開口的石英纖維濾筒、二端開口的圓筒狀飛灰捕集管、環狀密封墊b、中部帶通孔的密封蓋b、冷凝瓶、中部帶通孔的密封蓋c、環狀密封墊c、二端開口的圓筒狀樹脂富集管、環狀密封墊d、中部帶通孔的密封蓋d、滑板a、滑動軸承a、導軌、承力座a、伸縮杆a、執行器a、滑板b、滑動軸承b、承力座b、伸縮杆b、執行器b；

密封蓋a、密封墊a安裝固定於支撐架上；密封蓋a、密封墊a、濾筒安裝座、O圈、飛灰捕集管、密封墊b、密封蓋b依次從上至下接觸、同軸配合安裝，飛灰捕集管內部沿徑向設有帶通孔的隔板，石英纖維濾筒置於飛灰捕集管內的隔板上方；於密封蓋b底部安裝有冷凝瓶，冷凝瓶上設冷卻介質進口和出口；於冷凝瓶底部安裝有密封蓋c、密封墊c、樹脂富集管、密封墊d、密封蓋d，且它們依次從上至下接觸、同軸配合安裝；密封墊b、密封蓋b、冷凝瓶、密封蓋c、密封墊c安裝固定於滑板a一側；於滑板a另一側的背部安裝有滑動軸承a和承力座a，滑動軸承a內穿套有導軌，執行器a和導軌安裝固定於支撐架上，伸縮杆a一端與承力座a固接、另一端與執行器a傳動連接；密封墊d、密封蓋d安裝固定於滑板b一側；於滑板b另一側安裝有滑動軸承b和承力座b，滑動軸承b內穿套有導軌，執行器b安裝固定於支撐架上，伸縮杆b一端與承力座b固接、另一端與執行器b傳動連接。

密封蓋a材質為鈦合金、不鏽鋼製成的中部帶通孔的蓋子、下端蓋口為錐臺形，安裝於支撐架上；於密封蓋a內裝有密封墊a，採樣槍單元的採樣槍內管末端穿透密封蓋a和密封墊a中部的通孔與石英纖維濾筒內部相連通。

濾筒安裝座由鈦合金、不鏽鋼或聚四氟乙烯製成，下部外表面具有錐臺面結構與商品石英纖維濾筒配合安裝；於濾筒安裝座上套設有O圈，錐臺面插入石英纖維濾筒開口端。

飛灰捕集管由石英或玻璃製成的圓形管子、兩埠外圓面設有螺紋、內部設有帶孔的隔板；將密封蓋a、密封墊a、濾筒安裝座、O圈、石英纖維濾筒、飛灰捕集管、密封墊b、密封蓋b依次接觸、同心配合安裝；當壓緊時，飛灰捕集管兩埠形成密封，使得採集的煙塵和煙氣沿採樣槍內管進入石英纖維濾筒，煙塵被石英纖維濾筒捕集、煙氣穿透石英纖維濾筒而過進入冷凝瓶中的盤管內；

樹脂富集管為內部沿徑向設有微孔的篩板，篩板上堆放有樹脂顆粒，從冷凝瓶中盤管內流出的氣體和冷凝水流過樹脂富集管，再進入冷凝水收集瓶，液態水聚集在冷凝水收集瓶底部，氣體從冷凝水收集瓶頂部另外一個孔依次通往煙氣採樣儀器的主要部件，如計量單元，抽氣單元，採樣槍單元。

執行器a為商品的氣缸、液壓油缸或電動執行器；在系統控制下，開啟執行器a產生向上或向下的作用力經伸縮杆a、承力座a傳遞給滑板a、繼而帶動安裝於滑板a上固定安裝的部件向上或向下移動。

執行器b為商品的氣缸、液壓油缸或電動執行器；在系統控制下，開啟執行器b產生的作用力經伸縮杆a、承力座a傳遞給滑板b、繼而帶動安裝於滑板b上固定安裝的部件向上或向下移動。

煙氣採樣中快速裝卸的捕集裝置的使用方法：將石英纖維濾筒安裝於濾筒安裝座上，濾筒安裝座上套設有O圈，石英纖維濾筒放置於飛灰捕集管內形成飛灰捕集單元；將樹脂富集管內加一定量的樹脂形成樹脂富集單元；通過系統控制，放置飛灰捕集單元時：將飛灰捕集管底部埠沿密封蓋b的錐口放置於密封墊b上，開啟執行器a，滑板a收到推力向上移動，濾筒安裝座外側壁沿密封蓋a的錐口軸向移動、自動形成同心配合，直至上端面與密封墊a緊密接觸、O圈分別與濾筒安裝座和飛灰捕集管緊密接觸形成密封，並保持一定大小的推力不變；放置樹脂富集單元時：將樹脂富集管下埠沿密封蓋d的錐口放置於密封墊d上，開啟執行器b，滑板b收到推力向上移動，飛灰捕集管上埠外側壁沿密封蓋c的錐口軸向移動、自動形成同心配合，直至上端面與密封墊c緊密接觸形成密封，並保持一定大小的推力不變；採集完畢後，取下飛灰捕集單元時：關閉執行器a和執行器b，滑板a和滑板b受到向下的重力而下滑至下限位置，密封墊a與密封墊b之間的間隙增大，迅速取出飛灰捕集管單元；取下樹脂富集單元時：關閉執行器b，滑板b受到向下的重力而下滑至下限位置，密封墊c與密封墊d之間的間隙增大，迅速取出樹脂富集單元。

本發明的有益效果是：本發明提出的快速裝卸的捕集裝置，代替了靠螺紋口擰緊連接的捕集裝置；且結構簡單、技術成熟、省去了大量繁瑣人工操作，特別適用於排放煙氣中二噁英樣品採集。

附圖說明

圖1為本發明的一種煙氣採樣中快速裝卸的捕集裝置在採集過程中的連接 示意圖。在抽氣單元驅動下，管路內部形成負壓，煙囪內的煙氣被抽入，經過採樣槍單元和飛灰捕集單元，飛灰被濾筒捕集，氣體經過冷凝瓶冷卻後，進入樹脂富集單元富集後，冷凝水進入收集瓶，氣體本發明的水樣品前處理參數計量和控制的系統。

其中，1為支撐架進；2為保溫盒；3為密封蓋a、4為密封墊a、5為濾筒安裝座、6為O圈，7為濾筒，8為飛灰捕集管，9為密封墊b，10為密封蓋b，11為冷凝瓶，12為密封蓋c，13為密封墊c，14為樹脂富集管，15為密封墊d，16為密封蓋d，17為滑板a，18為滑動軸承a，19為導軌，20為承力座a，21為伸縮杆a，22為執行器a，23為滑板b，24為滑動軸承b，25為承力座b，26為伸縮杆b，27為執行器b，28為冷凝水收集瓶，29為計量單元，30為抽氣單元，31為採樣槍單元。

圖2為本發明的煙氣採樣中快速裝卸的捕集裝置的示意圖。序號所示物體名稱同圖1。

具體實施方式

飛灰捕集管、冷凝瓶、樹脂富集管均為高硼玻璃製造的部件；導軌選用15mm寬規格的直線導軌，滑動軸承a和滑動軸承b選用15mm寬規格的滑塊；伸縮杆a、執行器a、伸縮杆b、執行器b選用行程為100mm推桿直徑20mm的氣缸；

將石英纖維濾筒安裝於濾筒安裝座上，濾筒安裝座上套設有O圈，石英纖維濾筒放置於飛灰捕集管內形成飛灰捕集單元；將樹脂富集管內加一定量的樹脂形成樹脂富集單元；

通過系統控制，放置飛灰捕集單元時：將飛灰捕集管底部埠沿密封蓋b的錐口放置於密封墊b上，開啟執行器a，滑板a收到推力向上移動，濾筒安裝座外側壁沿密封蓋a的錐口軸向移動、自動形成同心配合，直至上端面與密封墊a緊密接觸、O圈分別與濾筒安裝座和飛灰捕集管緊密接觸形成密封，並保持一定大小的推力不變；放置樹脂富集單元時：將樹脂富集管下埠沿密封蓋d的錐口放置於密封墊d上，開啟執行器b，滑板b收到推力向上移動，飛灰捕集管上埠外側壁沿密封蓋c的錐口軸向移動、自動形成同心配合，直至上端面與密封墊c緊密接觸形成密封，並保持一定大小的推力不變；

採集完畢後，取下飛灰捕集單元時：關閉執行器a和執行器b，滑板a和滑板b受到向下的重力而下滑至下限位置，密封墊a與密封墊b之間的間隙增 大，迅速取出飛灰捕集管單元；取下樹脂富集單元時：關閉執行器b，滑板b受到向下的重力而下滑至下限位置，密封墊c與密封墊d之間的間隙增大，迅速取出樹脂富集單元。