變化(就物理化學(xué)方面而言),并且盡可能限制沉積的風(fēng)險。
[0105]稀釋室4包括:
[0106]-用于所收集的樣本的收集入口,
[0107]-用于稀釋氣體(如下文所述預(yù)先在加熱室中加熱)的稀釋入口,該稀釋入口與收集入口不同,以及
[0108]-出口,連接至包括最稀釋大比為1:300的稀釋樣本的出口管。
[0109]收集入口連接至用于收集樣本的設(shè)備。
[0110]特別地,在氣態(tài)混合物包括顆粒的情況下,收集設(shè)備包括收集槽5。收集槽5可直接安裝在稀釋室4的收集入口上。該收集槽還可安裝在收集管6上,該收集管6則安裝在稀釋室4的收集入口上。
[0111]特別地,在氣態(tài)混合物不包括顆粒的情況下,收集槽5是非必須的,并且收集設(shè)備可僅僅包括安裝在稀釋室4的收集入口上的收集管6。
[0112]優(yōu)選地,稀釋室的形狀具有延伸軸線,在這種情況下,該延伸軸線平行于管道的延伸軸線。優(yōu)選地,收集入口還沿著該延伸軸線定位,這有利于收集并且允許獲得代表性的樣本。在這種情況下,收集槽具有的延伸軸線與稀釋室的延伸軸線重合。在這種情況下,收集槽具有大體管狀的形狀??蓪?shí)施為其他形狀,例如,依據(jù)流速和所使用的分析儀的流動速率,槽可為錐形的。
[0113]優(yōu)選地,對于稀釋室,不同的管確保了限制的流或收集槽、肘部或角度,這允許避免顆粒沉淀,這要?dú)w因于盡可能層狀的流。
[0114]稀釋室4的內(nèi)部幾何形狀特別地依據(jù)流入速率以及流出速率而變化。通過內(nèi)部幾何形狀和體積,內(nèi)部幾何形狀使得其允許在其中產(chǎn)生湍流或渦旋。優(yōu)選地,提供的內(nèi)部形狀包含盡可能小的角度,或者甚至不包含角度,這對于收集槽而言限制了顆粒在收集槽中沉淀的風(fēng)險。
[0115]例如,提供了帶有兩個回轉(zhuǎn)錐體的橢球體或雙錐形幾何形狀,所述回轉(zhuǎn)錐體安裝在柱體的端部處并且所述回轉(zhuǎn)椎體的高度彼此相同,并且在這種情況下還與稀釋室的延伸軸線重合。有利地,兩個錐體的內(nèi)角為30°,這限制了顆粒沉淀的風(fēng)險并且還允許使得流在室的出口處為層狀。
[0116]優(yōu)選地,對于低于501/min的稀釋氣體輸注的流動速率,我們設(shè)置為:
[0117]-柱體的位于稀釋室的兩個錐體之間的直徑比收集入口的直徑大至少7倍,
[0118]-稀釋室的出口直徑(連接至稍后將描述的出口管7)等于收集入口的直徑,這允許在出口處獲得相當(dāng)大的流速,例如至少高于5m/s并且優(yōu)選地高于lOm/s。
[0119]在稀釋室的出口處,流速由室的形狀、出口管7的直徑以及流入速率(收集氣體和稀釋氣體)確定。有利地,我們設(shè)置為,室和出口管7的尺寸被設(shè)計(jì)成用于對于所考慮的流入速率而言能獲得顯著的流速,即高于闕值的流速,這允許驅(qū)動大的顆粒。在這種情況下,在稀釋室的出口處提供的流速至少高于5m/s并且優(yōu)選地高于或等于lOm/s。
[0120]出口管7允許將所收集和稀釋的樣本從稀釋室4朝向管道11的外部傳輸130。該出口管包括位于管道中的部分和位于管道外部的部分。優(yōu)選地并且對于低于501/min的稀釋氣體輸注的流動速率而言,管7的內(nèi)部直徑為6mm。
[0121]優(yōu)選地,出口管7具有平行于連接至稀釋室4的部分的延伸軸線,該延伸軸線在這種情況下與稀釋室的延伸軸線重合。該構(gòu)造特別地允許限制壓力降的風(fēng)險。為了朝向管道外部傳輸所收集和稀釋的樣本,出口管7優(yōu)選地具有幾個肘部,以便通過肘部而限制壓力降和湍流,在這種情況下肘部為L形的。
[0122]管7的另一端連接至氣體和/或顆粒的一個或多個分析儀12,所述分析儀為手動或自動的,且放置在管道11外部。
[0123]還可在分析儀12的上游并且在出口管7上設(shè)置中間部件8,該中間部件在這種情況下為多分支部件,有時也被稱為“流動速率驅(qū)動器”,從而允許將出口管7連接至泵或文丘里輸注器,以依據(jù)有操作者確定的稀釋比來確保收集的所稀釋的氣體混合物的可能的剩余量。其優(yōu)選地也放置在管道外部。
[0124]多分支中間部件8包括至少兩個分支,一個分支連接到至少一個分析儀,并且另一個分支連接至出口以排放過量的氣態(tài)混合物。
[0125]在這種情況下,多分支部件8包括三個分支,一個主分支81和兩個輔助分支82、83,該主分支連接至出口管7,并且輔助分支中的一個連接到至少一個分析儀12 (配備有抽吸泵)并且另一個連接至出口以排放過量的氣態(tài)混合物。優(yōu)選地,主分支81具有的延伸軸線與出口管7的多分支部件8安裝于該出口管上的部分的延伸軸線重合;并且輔助分支與主分支形成預(yù)定角度,在這種情況下在主分支的所述延伸軸線的每側(cè)上均為30至45°的范圍內(nèi)。
[0126]事實(shí)上,每個分析儀都具有標(biāo)稱抽吸流動速率D3。然而,出口管7中且因此在主分支81中的流動速率D7等于稀釋流動速率加上收集流動速率。該流動速率D7通常高于抽吸流動速率D3,在這種情況下,我們應(yīng)當(dāng)設(shè)置為,氣態(tài)混合物的多余量以流動速率D2 (等于D7減去D3)排放。
[0127]對于多個分析儀的情況,還可設(shè)置多個輔助分支,每個分析儀單獨(dú)連接至相應(yīng)的輔助分支。
[0128]出口管7的位于管道外部的區(qū)段有利地位于開放空氣中或者位于外部環(huán)境中,夕卜部環(huán)境的溫度低于管道內(nèi)部的溫度。因此具體地,出口管7可以不是熱絕緣的,并且由于熱交換(出口管與所述外部環(huán)境之間的熱交換),穿過出口管7的樣本的溫度自然地降低。該構(gòu)造允許在無需額外冷卻器件的情況下非常簡單地執(zhí)行包括降低所述收集和稀釋的樣本的溫度的步驟140。
[0129]特別地,依據(jù)出口管使用的材料的類型(在這種情況下為不銹鋼)和/或出口管7的長度,樣本的溫度可降低至外部環(huán)境溫度,即,降低至多數(shù)分析儀的操作條件。其他類型的材料也適用于出口管。例如,其他鋼材。還可能根據(jù)應(yīng)用而使用鈦、石英或陶瓷。所使用的材料應(yīng)當(dāng)不與流過出口管的氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
[0130]然而,可設(shè)置控制步驟150,該控制步驟控制穿過出口管7的收集和稀釋的樣本的溫度(冷卻或加溫),例如通過使用冷卻器件(未示出),例如通過比如為在雙重護(hù)套中流動的水或冷空氣的流體;或者通過使用插入在雙重護(hù)套9中的電阻,或者甚至通過比如在雙重護(hù)套中流動的熱油的流體,這允許將所收集和稀釋的樣本的溫度維持在預(yù)定值或預(yù)定的值的范圍。如果分析儀在高于環(huán)境/外部環(huán)境溫度的溫度范圍(例如為從10°C至40°C的溫度范圍)下或者更高的溫度下操作,則這對于保留所稀釋的樣本的代表性而言是有用的,其中由于配備有被加熱到180°C的測量單元(cell)的分析儀,而使得測量被稱為“過程”測量,從而通過保持在露點(diǎn)之上而避免冷凝。
[0131]這里,由于稀釋是通過使用干燥的氣態(tài)混合物來執(zhí)行的,因此即使在稀釋之后降低樣本的溫度,其狀態(tài)總是保持在露點(diǎn)之上,由此避免冷凝。
[0132]前溫度設(shè)定
[0133]如先前所見,稀釋110有利地在所收集樣本的溫度下執(zhí)行。實(shí)際上,如果在高于管道溫度的溫度下執(zhí)行稀釋,則當(dāng)該溫度高時需要昂貴的能量輸入。并且如果在稀釋之前降低溫度,則存在冷凝的問題風(fēng)險。此外,降低或增加溫度可能影響所收集煙霧的物理化學(xué)成分,例如化學(xué)成分的揮發(fā)或者氣體顆粒轉(zhuǎn)化。
[0134]為此,并且特別地對于比環(huán)境溫度(10°C,40°C )更高的管道溫度,可在稀釋步驟之前(即在稀釋氣體引入到第一稀釋室之前),提供了設(shè)定稀釋氣體溫度的步驟90。
[0135]該溫度設(shè)定可直接通過稀釋氣體的入口管I (該入口管的部分位于管道中)來執(zhí)行,或者直接通過也優(yōu)選放置在管道11中的加熱室2來執(zhí)行。
[0136]因此,無需實(shí)施額外的外部加熱器件,稀釋氣體被存在于管道中的熱能加熱并且該稀釋氣體的溫度與廣泛存在于管道中的溫度相同或非常相近,從而避免冷凝問題并且通過降低整體的能耗而優(yōu)化能量使用。
[0137]稀釋前的該溫度設(shè)定因此通過非常簡單、輕質(zhì)的且易于實(shí)施的設(shè)備來執(zhí)行。
[0138]在這種情況下,入口管I連接至位于管道內(nèi)的加熱室2。
[0139]優(yōu)選地,對于低于501/min的稀釋氣體輸注的流動速率,入口管I的內(nèi)徑為8mm。而且,輸注稀釋氣體的入口與加熱室2的入口之間的距離至少比入口管I的內(nèi)徑大5倍以及因此比加熱室2的入口內(nèi)徑大5倍。
[0140]優(yōu)選地,我們提供的加熱室2允許將稀釋氣體設(shè)定在樣本溫度下,在這種情況下設(shè)定為在管道中的樣本溫度下。
[0141]加熱室2內(nèi)部可包括擋板,以便增加熱接觸表面并且確保從外部輸送的稀釋氣體的溫度設(shè)定至管道的溫度。
[0142]加熱室2可具有雙錐形幾何形狀。在這種情況下,兩個錐體的內(nèi)角優(yōu)選為10°。與加熱室的入口相比,流速被顯著降低使得稀釋氣體緩慢流動直至出口并且處于管道的溫度下或者與該溫度非常接近。具有從10到20°的這些小角度(相對于室的延伸軸線)的優(yōu)點(diǎn)在于,