專利名稱：一種氣體的預(yù)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體的預(yù)處理，特別涉及一種除去氣體中的酸、水等雜質(zhì)的預(yù)處理裝置。
背景技術(shù)：
在氯堿行業(yè)對(duì)酸性樣氣進(jìn)行在線分析的過程中，在分析之前需要對(duì)樣氣進(jìn)行除酸、除水和除去其它雜質(zhì)等預(yù)處理。目前，如圖I所示，一種廣泛使用的氣體預(yù)處理裝置，主要包括凝結(jié)過濾器、干燥器和加熱器；酸性樣氣先從樣氣進(jìn)口通入到凝結(jié)過濾器中，凝結(jié)過濾器除去樣氣中的液態(tài)酸霧，樣氣再經(jīng)過干燥器進(jìn)一步除去酸性樣氣中的氣態(tài)水分，然后通到加熱器對(duì)處理后的樣氣進(jìn)行加熱，最后通過保溫伴熱管到達(dá)測(cè)量池測(cè)量。 此類前處理裝置及方法主要存在以下問題I、凝結(jié)過濾器使用壽命短，濾芯更換頻繁，一般兩周左右就需要更換，成本高、除酸效率低；2、干燥器內(nèi)的干燥劑使用周期短，更換頻繁，一般一周左右就需要更換，成本高、除水效率低；3、需要一個(gè)專門的加熱器對(duì)低溫的樣氣加熱后才能到達(dá)測(cè)量池測(cè)量，能量利用率低。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、效率高、可靠性高、應(yīng)用范圍廣的氣體預(yù)處理裝置。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種氣體預(yù)處理裝置，包括進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管的一端連接待處理氣體，另一端連接制冷器；制冷器，用于降低制冷器內(nèi)氣體的溫度，所述制冷器的內(nèi)部分別與進(jìn)氣管、出氣管相連通；出氣管，所述出氣管的一端連接制冷器，另一端的端口為出氣口 ；進(jìn)氣管內(nèi)的氣體通過至少一層管壁與出氣管內(nèi)的氣體相接觸。優(yōu)選地，所述進(jìn)氣管位于所述出氣管的外部，進(jìn)氣管內(nèi)的氣體通過兩層管壁或者兩層管壁和導(dǎo)熱層與出氣管內(nèi)的氣體相接觸。優(yōu)選地，所述進(jìn)氣管的部分被包含在所述出氣管內(nèi)，或者所述出氣管的部分被包含在所述進(jìn)氣管內(nèi)，進(jìn)氣管內(nèi)的氣體通過一層管壁與出氣管內(nèi)的氣體相接觸。進(jìn)一步，所述制冷器內(nèi)設(shè)置填料層。優(yōu)選地，所述填料層為拉西環(huán)層和玻璃纖維層，在氣流方向上，所述拉西環(huán)層位于所述玻璃纖維層的上游。進(jìn)一步，所述制冷器連接渦旋管冷卻器。[0018]進(jìn)一步，所述制冷器內(nèi)設(shè)置用于流通冷卻氣的冷卻管，所述冷卻氣通過所述冷卻管的管壁與制冷器內(nèi)的氣體相接觸。進(jìn)一步，所述出氣口連接氣體分析儀，在出氣口與氣體分析儀之間設(shè)置用于流通待測(cè)氣體的管道，在所述管道外部或外圍設(shè)置保溫裝置，從所述渦旋管冷卻器排出的熱氣流通入到所述保溫裝置內(nèi)，所述熱氣流通過至少一層管壁與所述待測(cè)氣體相接觸。優(yōu)選地，所述制冷器的內(nèi)壁設(shè)置聚四氟乙烯內(nèi)襯。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果1、能量利用率高、成本低(I)利用經(jīng)制冷器處理前后的氣體的熱差，將處理后氣體作為處理前氣體的冷氣源，實(shí)現(xiàn)對(duì)處理前氣體的冷卻，冷凝除去雜質(zhì)；同時(shí)，處理前氣體又是處理后氣體的熱氣源，實(shí)現(xiàn)對(duì)處理后氣體的加熱，使其高于露點(diǎn)而保持氣態(tài)；這樣便同時(shí)滿足了氣體預(yù)處理和氣體分析的要求。(2)將從渦旋管冷卻器的分流出口排出的熱氣流作為熱氣源，實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)預(yù)處理裝置處理后氣體的保溫，不需要添加其它加熱裝置。2、雜質(zhì)的去除效果好、效率高(I)通入進(jìn)氣管內(nèi)的氣體通過與出氣管內(nèi)的氣體間接接觸，進(jìn)行一級(jí)冷卻，冷凝析出雜質(zhì)；氣體再通入制冷器中，在渦旋管冷卻器的作用下，進(jìn)行二級(jí)冷卻，冷凝析出雜質(zhì)；此外，渦旋管冷卻器不僅冷卻效果好，而且還適合用于防爆場(chǎng)合。(2)制冷器內(nèi)設(shè)置雙填料層(拉西環(huán)層和玻璃纖維層)，增加了酸霧間的接觸面積和空間，增強(qiáng)了冷凝效果；此外，玻璃纖維層內(nèi)存在大量不規(guī)則間隙，提高了制冷器的防堵性能。3、結(jié)構(gòu)緊湊本發(fā)明的氣體預(yù)處理裝置采用集成模塊安裝，接頭更少，死體積更小，安裝維護(hù)方便。

圖I為背景技術(shù)中氣體預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實(shí)施例I中氣體預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實(shí)施例2中氣體預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為實(shí)施例2中制冷器的橫截面示意圖；圖5為實(shí)施例3中氣體預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為實(shí)施例3中制冷器的橫截面示意圖；圖7為實(shí)施例4中氣體預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為實(shí)施例4中進(jìn)氣管與出氣管的橫截面示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I如圖2所示,一種氣體預(yù)處理裝置,包括進(jìn)氣管1，一端連接待處理氣體，另一端連接制冷器2。[0043]制冷器2，用于保持制冷器內(nèi)的溫度低于進(jìn)氣管內(nèi)的氣體的溫度，在制冷器上設(shè)置雜質(zhì)出口 6。出氣管4，一端連接制冷器2，另一端為出氣口 5 ;出氣管4位于進(jìn)氣管I的一側(cè)，出氣管4的管壁與進(jìn)氣管I的管壁之間相距1cm，出氣管4與進(jìn)氣管I之間相隔空氣層，出氣管4通過制冷器2與進(jìn)氣管I相通，出氣管內(nèi)的氣體依次通過出氣管的管壁、空氣層、進(jìn)氣管的管壁與進(jìn)氣管內(nèi)的氣體相接觸。本實(shí)施例還提供了上述氣體預(yù)處理裝置的工作過程，包括以下步驟a、一級(jí)冷卻步驟待處理氣體通入進(jìn)氣管1，依次通過進(jìn)氣管的管壁、空氣層、出氣管的管壁與出氣 管內(nèi)的氣體相接觸，進(jìn)行一級(jí)冷卻，冷凝析出雜質(zhì)，所述雜質(zhì)先到制冷器2，再由制冷器的雜質(zhì)出口 6排出；b、二級(jí)冷卻步驟經(jīng)過一級(jí)冷卻后的氣體由進(jìn)氣管I通入到制冷器2中，進(jìn)行二級(jí)冷卻，冷凝析出雜質(zhì)，所述雜質(zhì)由制冷器的雜質(zhì)出口 6排出；C、加熱步驟經(jīng)二級(jí)冷卻后的氣體通入到出氣管4，依次通過出氣管的管壁、空氣層、進(jìn)氣管的管壁與進(jìn)氣管內(nèi)的氣體相接觸，加熱升溫后，由出氣口 5輸出。實(shí)施例2如圖3所示，一種氣體預(yù)處理裝置，應(yīng)用于氯堿行業(yè)，具體是除去酸性樣氣中的酸霧，包括進(jìn)氣管I，一端連接待處理的酸性樣氣，另一端連接制冷器2的樣氣入口 24。制冷器2，如圖4，為密封的罐體，罐體的內(nèi)壁設(shè)置防腐蝕的聚四氟乙烯內(nèi)襯；罐體的內(nèi)部設(shè)置雙填料層(拉西環(huán)層21和玻璃纖維層22)和四根平行排列的豎直列管23，雙填料層包圍在各列管的四周，在氣流方向上，拉西環(huán)層21位于玻璃纖維層22的上游；罐體上設(shè)置樣氣入口 24、樣氣出口 25、冷卻氣入口 26、冷卻氣出口 27和雜質(zhì)出口 28，樣氣入口24、填料層與樣氣出口 25相通，樣氣入口 24的位置低于樣氣出口 25的位置，樣氣從下往上走，冷卻氣入口 26、列管與冷卻氣出口 27相通，冷卻氣入口 26的位置高于冷卻氣出口 27，冷卻氣從上往下走，冷卻氣與樣氣形成逆流，雜質(zhì)出口 28與填料層相通，雜質(zhì)出口 28的位置低于樣氣入口 24。冷卻器3，為渦旋管冷卻器，渦旋管冷卻器包括壓縮空氣源31、調(diào)節(jié)閥32和渦旋管33 ;渦旋管的一端與制冷器的冷卻氣入口 26相連，另一端為分流出口 34，在渦旋管上引出一支路，連接壓縮空氣源31，在空氣入口處的支路上設(shè)置調(diào)節(jié)閥32，調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)空氣壓力從而控制冷卻溫度和效率。出氣管4，一端連接制冷器的樣氣出口 25，另一端為出氣口 5 ;部分進(jìn)氣管I被包含在出氣管4內(nèi)，進(jìn)氣管通過填料層與出氣管相通，進(jìn)氣管內(nèi)的氣體通過進(jìn)氣管的管壁與出氣管內(nèi)的氣體相接觸。儲(chǔ)液器6，與雜質(zhì)出口 28相連。氣體分析儀，與出氣管的出氣口 5相連。本實(shí)施例還提供了上述氣體預(yù)處理裝置的工作過程，包括以下步驟[0061]a、一級(jí)冷卻步驟待處理酸性樣氣通入到進(jìn)氣管I中，通過進(jìn)氣管的管壁與出氣管內(nèi)的氣體相接觸，進(jìn)行一級(jí)冷卻，冷凝析出酸液，所述酸液先流入制冷器2的填料層中，再收集到儲(chǔ)液器6 ；b、二級(jí)冷卻步驟空氣經(jīng)渦旋管33分流形成冷氣流和熱氣流，冷氣流作為冷卻氣，從冷卻氣入口 26通入到制冷器的列管23中，再?gòu)闹评淦鞯睦鋮s氣出口 27排出，熱氣流從分流出口 34排出；通過控制調(diào)節(jié)閥32，改變空氣的壓力，從而改變冷卻氣的溫度和對(duì)制冷器的冷卻效率，保持制冷器的溫度低于進(jìn)氣管內(nèi)樣氣的溫度； 經(jīng)一級(jí)冷卻后的樣氣由進(jìn)氣管I通入到制冷器2中，進(jìn)行二級(jí)冷卻，樣氣先到制冷器內(nèi)的拉西環(huán)層21，樣氣中的大顆粒酸霧在拉西環(huán)表面冷凝富集成酸液，然后樣氣通入到制冷器內(nèi)的玻璃纖維層22，樣氣中的小顆粒酸霧冷凝富集成酸液，所有酸液收集到儲(chǔ)液器6中；C、加熱步驟經(jīng)二級(jí)冷卻后的樣氣通入到出氣管4，通過進(jìn)氣管的管壁與進(jìn)氣管內(nèi)的氣體相接觸，加熱后使得出氣管內(nèi)的氣體溫度高于露點(diǎn)，保持氣態(tài)，再由出氣口 5輸出到氣體分析儀中檢測(cè)。實(shí)施例3如圖5所示，一種氣體預(yù)處理裝置，應(yīng)用于氯堿行業(yè)，具體是除去酸性樣氣中的酸霧，與實(shí)施例2不同的是I、如圖6所示，制冷器的罐體內(nèi)設(shè)置三個(gè)豎直排列的平行列管23，列管23內(nèi)放置單填料層(聚四氟乙烯絲網(wǎng)層)，冷卻氣入口 26、列管外空隙29與冷卻氣出口 27相連通，并在所述樣氣出口 25處設(shè)置除水膜。2、所述冷卻器3為半導(dǎo)體冷卻器，由其提供的冷卻氣由冷卻氣入口 26到列管外空隙29，再由冷卻氣出口 27排出。3、出氣管4圍繞在進(jìn)氣管I的四周，部分出氣管與部分進(jìn)氣管處于一密封保溫的裝置7內(nèi)，出氣管內(nèi)的氣體依次通過出氣管的管壁、進(jìn)氣管的管壁與進(jìn)氣管內(nèi)的氣體相接觸。本實(shí)施例還提供了上述氣體預(yù)處理裝置的工作過程，包括以下步驟a、一級(jí)冷卻步驟待處理酸性樣氣通入到進(jìn)氣管I中，依次通過進(jìn)氣管的管壁、出氣管的管壁與出氣管內(nèi)的氣體相接觸，進(jìn)行一級(jí)冷卻，冷凝析出酸液，所述酸液先流入制冷器2中，再收集到儲(chǔ)液器6 ；b、二級(jí)冷卻步驟半導(dǎo)體冷卻器3提供的冷卻氣由冷卻氣入口 26到列管外空隙29，再由冷卻氣出口27排出，保持制冷器的溫度低于進(jìn)氣管內(nèi)樣氣的溫度；經(jīng)一級(jí)冷卻后的樣氣由進(jìn)氣管I通入到制冷器列管23中的聚四氟乙烯絲網(wǎng)層，進(jìn)行二級(jí)冷卻，樣氣中的酸霧冷凝富集成酸液，所述酸液收集到儲(chǔ)液器6中。C、除水和加熱步驟[0080]經(jīng)二級(jí)冷卻后的樣氣經(jīng)過樣氣出口 25處的除水膜進(jìn)一步除水，再通入到出氣管4，依次通過出氣管的管壁、進(jìn)氣管的管壁與進(jìn)氣管內(nèi)的氣體相接觸，加熱升溫后使得出氣管內(nèi)的氣體溫度高于露點(diǎn)，保持氣態(tài)，再由出氣口 5輸出到氣體分析儀中檢測(cè)。實(shí)施例4如圖7所示，一種氣體預(yù)處理裝置，應(yīng)用于氯堿行業(yè)，具體是除去酸性樣氣中的酸霧，與實(shí)施例2不同的是I、如圖8所示，進(jìn)氣管I為一系列平行排列的列管，部分進(jìn)氣管被包含在出氣管的內(nèi)部，進(jìn)氣管內(nèi)的氣體通過進(jìn)氣管的管壁與出氣管內(nèi)的氣體相接觸。2、所述出氣口 5連接用于流通待測(cè)氣體的樣氣管道8，樣氣管道8再連接氣體分析儀，在樣氣管道8的外圍設(shè)置保溫管9，保溫管的管壁上有進(jìn)口 10和出口 11，保溫管9內(nèi)設(shè) 置一系列與樣氣管道8相垂直的擋板，部分樣氣管道8被包含在保溫管9內(nèi)；由渦旋管冷卻器的分流出口 34排出的熱氣流由進(jìn)口 10通入到所述保溫管9中，沿著與樣氣管道8垂直的方向流動(dòng)，再?gòu)某隹?11排出；待測(cè)樣氣由出氣口 5輸出到樣氣管道8內(nèi)，通過樣氣管道的管壁與保溫管9內(nèi)的熱氣流相接觸，使得待測(cè)氣體溫度高于其露點(diǎn)而保持氣態(tài)，最后待測(cè)氣體通到氣體分析儀中檢測(cè)。上述實(shí)施方式不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。本發(fā)明的關(guān)鍵是1、利用經(jīng)制冷器處理前后的氣體的熱差，將處理后氣體作為處理前氣體的冷氣源，實(shí)現(xiàn)對(duì)處理前氣體的冷卻，冷凝除去雜質(zhì)；同時(shí)，處理前氣體又是處理后氣體的熱氣源，實(shí)現(xiàn)對(duì)處理后氣體的加熱，使其高于露點(diǎn)而保持氣態(tài)。2、將渦旋管冷卻氣排出的熱氣流作為熱氣源實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)預(yù)處理裝置處理后的氣體的保溫。在不脫離本發(fā)明精神的情況下，對(duì)本發(fā)明做出的任何形式的改變均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種氣體預(yù)處理裝置，其特征在于，所述裝置包括 進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管的一端連接待處理氣體，另一端連接制冷器； 制冷器，所述制冷器用于降低制冷器內(nèi)氣體的溫度，所述制冷器的內(nèi)部分別與進(jìn)氣管、出氣管相連通； 出氣管，所述出氣管的一端連接制冷器，另ー端的端ロ為出氣ロ ；進(jìn)氣管內(nèi)的氣體通過至少ー層管壁與出氣管內(nèi)的氣體相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于所述進(jìn)氣管位于所述出氣管的外部，進(jìn)氣 管內(nèi)的氣體通過兩層管壁或者兩層管壁和導(dǎo)熱層與出氣管內(nèi)的氣體相接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于所述進(jìn)氣管的部分被包含在所述出氣管內(nèi)，或者所述出氣管的部分被包含在所述進(jìn)氣管內(nèi)，進(jìn)氣管內(nèi)的氣體通過ー層管壁與出氣管內(nèi)的氣體相接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于所述制冷器內(nèi)設(shè)置填料層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述填料層為拉西環(huán)層和玻璃纖維層，在氣流方向上，所述拉西環(huán)層位于所述玻璃纖維層的上游。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于所述制冷器連接渦旋管冷卻器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或4或6所述的裝置，其特征在于所述制冷器內(nèi)設(shè)置用于流通冷卻氣的冷卻管，所述冷卻氣通過所述冷卻管的管壁與制冷器內(nèi)的氣體相接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述出氣ロ連接氣體分析儀，在出氣ロ與氣體分析儀之間設(shè)置用于流通待測(cè)氣體的管道，在所述管道外部或外圍設(shè)置保溫裝置，從所述渦旋管冷卻器排出的熱氣流通入到所述保溫裝置內(nèi)，所述熱氣流通過至少一層管壁與所述待測(cè)氣體相接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 6或8中任一所述的裝置，其特征在于所述制冷器的內(nèi)壁設(shè)置聚四氟こ烯內(nèi)襯。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種氣體的預(yù)處理裝置，包括進(jìn)氣管，一端連接待處理氣體，另一端連接制冷器；制冷器，用于降低制冷器內(nèi)氣體的溫度；出氣管，所述出氣管的一端連接制冷器，另一端的端口為出氣口；所述進(jìn)氣管、所述制冷器與所述出氣管相通，進(jìn)氣管內(nèi)的氣體通過至少一層管壁與出氣管內(nèi)的氣體相接觸。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、雜質(zhì)去除率高、可靠性高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于氯堿行業(yè)。
文檔編號(hào)G01N1/34GK202420945SQ20112057758
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者任焱, 張進(jìn)偉, 鄭利武, 陳生龍 申請(qǐng)人:聚光科技(杭州)股份有限公司