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一种大流量工业烟气颗粒物采样装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种大流量工业烟气颗粒物采样装置，包括通过管路依次连接的采样枪、过滤装置、流量计量装置、稀释冷却装置、水冷装置和漩涡气泵；过滤装置包括上下对称设置的上锥筒和下锥筒，上锥筒的直径从上至下逐渐增大，在上锥筒和下锥筒之间夹装有支撑环，在支撑环底部设有凹槽，在支撑环的凹槽内安装有从上至下依次设置的滤膜及其支撑板，滤膜和支撑板夹压在上锥筒和支撑环之间；上锥筒的上端与采样枪通过软管Ⅰ连接，下锥筒的下端与流量计量装置通过软管Ⅱ连接；支撑板的开孔率>50％；流量计量装置附带累计积算仪。本发明能够快速实现低浓度排放源烟气的颗粒物的大量采集。
【专利说明】_种大流量工业烟气颗粒物采样装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及工业烟气排放的颗粒物排放浓度检测及排放源解析的大流量采样【技术领域】，特别是低排放浓度(<10mg/标准m3)时烟气的颗粒物排放浓度测试及排放源解析的大流量采样装置。

【背景技术】
[0002]随着收尘技术的进步，固定源排放点的颗粒物排放，浓度越来越低(〈1mg/标准m3)，传统的含尘测试仪由于流量有限((80L/min)，当排放浓度为1mg/标准m3时，采集Ig的样品所需要的时间多20.8小时，当排放浓度为Img/标准m3时，所需要的时间多208小时，这将大大增加环境监测的劳动强度和周期。当排放浓度很低(<5mg/标准m3)时，如何将采样时间缩短至10小时，大流量采样无疑是解决该问题的好方法。


【发明内容】

[0003]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种大流量工业烟气颗粒物采样装置，该装置能够快速实现低浓度排放源烟气的颗粒物的大量采集Oig)。
[0004]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种大流量工业烟气颗粒物采样装置，包括通过管路依次连接的采样枪、过滤装置、流量计量装置、稀释冷却装置、水冷装置和漩涡气泵，在所述采样枪的下方设有与其固接的支架I，所述过滤装置安装在支架II上；
[0005]所述过滤装置包括上下对称设置的上锥筒和下锥筒，所述上锥筒的直径从上至下逐渐增大，在所述上锥筒和所述下锥筒之间夹装有支撑环，在所述支撑环底部设有凹槽，在所述支撑环的凹槽内安装有从上至下依次设置的滤膜及其支撑板，所述滤膜和所述支撑板夹压在所述上锥筒和所述支撑环之间；所述上锥筒的上端与所述采样枪通过软管I连接，所述下锥筒的下端与所述流量计量装置通过软管II连接；所述支撑板的开孔率开孔率>50% ;所述流量计量装置附带累计积算仪。
[0006]所述稀释冷却装置设有竖直进风管，在所述竖直进风管上安装有从上至下依次设置的柱塞阀和阻力平衡阀。
[0007]所述水冷装置包括水箱及固定在所述水箱内的冷却管，所述冷却管按照气体流动方向依次设有竖直进气管段、底部水平冷却管段和竖直出气管段，所述底部水平冷却管段的形状为“己”字形，所述竖直进气管段的入口与所述流量计量装置的出口通过软管III连接，所述竖直出气管段的出口与所述漩涡气泵的入口通过软管IV连接。
[0008]所述流量计量装置还附带有压力传感器和温度传感器。
[0009]所述支架I包括顶部支撑环，在所述顶部支撑环的下方设有与其通过连接环连接的三个支腿，在所述连接环的上部内侧设有倚靠柱；在所述顶部支撑环的上方中部横跨有与其固接的门形支撑梁，在所述门形支撑梁的中部固接有支撑柱，所述支撑柱的上端与采样枪抱箍的底部固接，所述支撑柱与位于所述门形支撑梁下方的锥台螺纹连接，所述锥台位于所述顶部支撑环的中央；所述倚靠柱靠在所述锥台的外表面上。
[0010]本发明具有的优点和积极效果是:采用大流量的漩涡气泵和大过流面积的滤膜，采用高开孔率的支撑板以及设有凹槽的支撑环来支撑滤膜，在保证滤膜不易破损的情况下，为实现大流量提供了低阻力保障，使本发明能够实现1000L/min的大流量，能够快速有效地实现低浓度排放源颗粒物的大量采集。与传统的含尘测试仪相比在采样量相同的情况下，能够缩短采样周期92%，提高采样效率，为各地区的固定源排放点的烟气的颗粒物排放量的测试以及颗粒物的化学分析提供巨大便利。特别适用低排放浓度(<10mg/标准m3)的排放源烟气的颗粒物采样。

【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构示意图；
[0012]图2是本发明的过滤装置分解示意图；
[0013]图3是本发明的水冷装置俯视图；
[0014]图4是图3的1-1剖面图；
[0015]图5是图3的2-2剖面图；
[0016]图6是本发明的稀释冷却装置结构示意图；
[0017]图7是本发明的支架I结构示意图；
[0018]图8是图7的俯视图。

【具体实施方式】
[0019]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0020]请参见图1?图8，一种大流量工业烟气颗粒物采样装置，包括通过管路依次连接的采样枪2、过滤装置4、流量计量装置6、稀释冷却装置7、水冷装置9和漩涡气泵11，在所述采样枪2的下方设有与其固接的支架I 12，所述过滤装置4安装在支架II 13上。
[0021 ] 所述过滤装置4包括上下对称设置的上锥筒4-1和下锥筒4-5，所述上锥筒4_1的直径从上至下逐渐增大，在所述上锥筒和所述下锥筒之间夹装有支撑环4-4，在所述支撑环4-4底部设有凹槽，在所述支撑环的凹槽内安装有从上至下依次设置的滤膜4-2及其支撑板4-3，所述滤膜4-2和所述支撑板4-3夹压在所述上锥筒4-1和所述支撑环4_4之间。在所述滤膜4-2和所述上锥筒4-1之间设有硅胶密封圈，在所述支撑板4-3和所述支撑环4-4之间设有硅胶密封圈，在所述支撑环4-4与所述下锥筒4-5之间设有硅胶密封圈。所述上锥筒4-1的上端与所述采样枪2通过软管I 3连接，所述下锥筒4-5的下端与所述流量计量装置6通过软管II 5连接；所述支撑板4-3的开孔率>50%;所述流量计量装置6附带累计积算仪。
[0022]上锥筒4-1与支撑环4-4凹槽内的滤膜及其支撑板的压紧、密封及与下锥筒4-5之间压紧、密封依靠螺栓、螺母等紧固件及密封圈来实现。
[0023]在本实施例中，所述稀释冷却装置7设有竖直进风管7-1，在所述竖直进风管7-1上安装有从上至下依次设置的柱塞阀7-2和阻力平衡阀7-3。所述稀释冷却装置7管道末端设置有快速接头与流量计量装置管道末端管道预留的快速接头通过卡箍及密封圈实现连接。外界空气的进气量依次通过柱塞阀7-2、阻力平衡阀7-3来调节，其中阻力平衡阀7-3起粗调节作用。粗调后，再调节柱塞阀7-2使系统流量微调。所述水冷装置9包括水箱9-1及固定在所述水箱9-1内的冷却管，所述冷却管按照气体流动方向依次设有竖直进气管段9-2、底部水平冷却管段9-3和竖直出气管段9-4，所述底部水平冷却管段9-3的形状为“己”字形，所述竖直进气管段9-2的入口与所述流量计量装置6的出口管道通过软管III8连接，所述竖直出气管段9-4的出口与所述漩涡气泵11的入口通过软管IV 10连接。所述流量计量装置6还附带有压力传感器和温度传感器。所述支架I 12包括顶部支撑环12-8，在所述顶部支撑环12-8的下方设有与其通过连接环12-7连接的三个支腿12-3，在所述连接环12-7的上部内侧设有倚靠柱12-2 ;在所述顶部支撑环12-8的上方中部横跨有与其固接的门形支撑梁12-5，在所述门形支撑梁12-5的中部固接有支撑柱12-6，所述支撑柱12_6的上端与采样枪抱箍12-4的底部固接，所述支撑柱12-6与位于所述门形支撑梁12-5下方的锥台12-1螺纹连接，所述锥台12-1位于所述顶部支撑环12-8的中央；所述倚靠柱12-2靠在所述锥台12-1的外表面上。
[0024]在进行固定源烟气的颗粒物检测时，先利用皮托管14测出烟囱15内测试点处的风速，根据计算选择合适口径的采样嘴1-1、1_2或1-3。采样时，将所有部件连接后，打开漩涡泵11，将采样枪2插入烟囱内，记录流量计量装置8的累计流量，调节稀释冷却装置7，使采样嘴处的采样速度与烟囱抽取点的风速一致，满足等速采样的要求。被采集的烟气流向请参见图1中的气体流向箭头，被采集的烟气最后经漩涡气泵11排入大气。
[0025]传统采样器常用滤筒的规格为:30mmX80mm，过滤面积为0.007536m2;最大规格为:53mmX 145mm，过滤面积为:0.024m2;在5L/min的洁净空气流量下阻力为3kPa ;若流量达到1000L/min，阻力会非常大，因此必须采用大直径的滤膜作为过滤介质。本发明可采用最大293mm直径的玻璃纤维圆形滤膜或石英纤维滤膜，最大过滤面积为:0.067m2，在过滤洁净空气的风速0.4m/s时，压降为5000Pa，按0.4m/s计算流量可达:1608L/min，满足大流量采样时空载阻力<5000Pa的需求，为后续漩涡气泵11的选型提供有利条件。
[0026]由于滤膜的厚度仅为0.4_，在负压情况下很容易破损；因此在膜过滤时，必须有支撑板紧贴滤膜，保证滤膜不破损的同时，支撑板必须保证大的透气面积，以保证滤膜有足够的有效过滤面积。本发明在滤膜支撑板的设计上采用高开孔率的不锈钢板。高开孔率的不锈钢板在保证足够的刚度的同时，也具有较好的耐高温性能。
[0027]请参见图1，滤膜安装后，周边密封采用硅胶密封圈，能够保证过滤装置有良好的密闭性。采样气体的计量采用附带压力传感器、温度传感器和累计积算仪的孔板流量计量装置6来计量，可输出标况的瞬时流量和累计流量。采用漩涡气泵11作为抽气装置。当入漩涡气泵的气体温度高于70°C时，需对气体进行冷却，本发明通过稀释冷却装置7和水冷装置9共同来调节流量和入漩涡气泵11的气体温度。
[0028]根据漩涡气泵11的性能曲线，随着滤膜上附着的颗粒物的增多，系统阻力增加，相应漩涡气泵11的流量会减小。为保证采样流量的恒定，漩涡气泵在最大负载时的流量应大于采样流量。在滤膜负载较小时，通过调节漩涡气泵11的频率和稀释冷却装置7上阀门的开度来调节采样流量。
[0029]采样装置管路连接部分采用304不锈钢材质的快速卡箍接头。卡箍接头配有耐高温的硅胶垫圈。此设计既能保证仪器拆卸方便，又能保证很好的气密性。
[0030]采样枪安装后，支架I 12的高度可以调节，调节方法为:旋转位于支架中部的锥台12-1，在旋上或旋下的过程中，三个倚靠柱12-2与锥台12-1的夹角会发生变化，支腿12-3与水平面的夹角也随之改变，因支腿12-3的长度一定，当锥台12-1向上移动时，支腿12-3与水平面的夹角会变大，支撑架的支撑点高度会抬高，反之亦然。
[0031]综上所述，本发明采用等速采样原理，通过大面积的滤膜，大流量的漩涡气泵来实现低排放浓度(<10mg/标准m3)时颗粒物排放浓度检测及排放源解析的大流量采样。本发明采用大直径(最大直径为293_)的玻璃纤维滤膜或石英纤维滤膜，对高温工业烟气中的粉尘进行采样过滤，后续的流量计量装置可准确计量烟气流量，流量可达到60?80标准m3/ho解决了目前排放浓度低(<10mg/标准m3)的情况下，传统的含尘测定仪采样时间长，采样偏差大的问题。另外大流量采样装置采集的粉尘量较多，能够为排放源排放的颗粒物分析提供大量的直接样品量，为后续分析提供便利。
[0032]尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种大流量工业烟气颗粒物采样装置，其特征在于，包括通过管路依次连接的采样枪、过滤装置、流量计量装置、稀释冷却装置、水冷装置和漩涡气泵，在所述采样枪的下方设有与其固接的支架I，所述过滤装置安装在支架II上； 所述过滤装置包括上下对称设置的上锥筒和下锥筒，所述上锥筒的直径从上至下逐渐增大，在所述上锥筒和所述下锥筒之间夹装有支撑环，在所述支撑环底部设有凹槽，在所述支撑环的凹槽内安装有从上至下依次设置的滤膜及其支撑板，所述滤膜和所述支撑板夹压在所述上锥筒和所述支撑环之间；所述上锥筒的上端与所述采样枪通过软管I连接，所述下锥筒的下端与所述流量计量装置通过软管II连接；所述支撑板的开孔率开孔率>50%;所述流量计量装置附带累计积算仪。
2.根据权利要求1所述大流量工业烟气颗粒物采样装置，其特征在于，所述稀释冷却装置设有竖直进风管，在所述竖直进风管上安装有从上至下依次设置的柱塞阀和阻力平衡阀。
3.根据权利要求1所述大流量工业烟气颗粒物采样装置，其特征在于，所述水冷装置包括水箱及固定在所述水箱内的冷却管，所述冷却管按照气体流动方向依次设有竖直进气管段、底部水平冷却管段和竖直出气管段，所述底部水平冷却管段的形状为“己”字形，所述竖直进气管段的入口与所述流量计量装置的出口通过软管III连接，所述竖直出气管段的出口与所述漩涡气泵的入口通过软管IV连接。
4.根据权利要求1所述大流量工业烟气颗粒物采样装置，其特征在于，所述流量计量装置还附带有压力传感器和温度传感器。
5.根据权利要求1所述大流量工业烟气颗粒物采样装置，其特征在于，所述支架I包括顶部支撑环，在所述顶部支撑环的下方设有与其通过连接环连接的三个支腿，在所述连接环的上部内侧设有倚靠柱；在所述顶部支撑环的上方中部横跨有与其固接的门形支撑梁，在所述门形支撑梁的中部固接有支撑柱，所述支撑柱的上端与采样枪抱箍的底部固接，所述支撑柱与位于所述门形支撑梁下方的锥台螺纹连接，所述锥台位于所述顶部支撑环的中央；所述倚靠柱靠在所述锥台的外表面上。
【文档编号】G01N1/22GK104458352SQ201410810925
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】张明飞, 朱金波, 俞为民, 彭学平, 豆海建, 马娇媚, 贺孝一, 杨伟刚, 秦中华 申请人:天津水泥工业设计研究院有限公司