燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燃煤羰基化合物稀釋采樣裝置，由進(jìn)氣部分、一級(jí)稀釋系統(tǒng)、二級(jí)稀釋系統(tǒng)、停留室和采樣部分等部件組成。燃燒溫度會(huì)影響羰基化合物的氣粒分配，因此為模擬煙氣排放到大氣中的冷卻、稀釋和凝結(jié)過程，在煙氣稀釋后建立停留室。采樣部分采用涂有五氟苯肼（PFPH）的Tenax?TA吸附劑的自制采樣管采集樣品，且涂布過程為蒸汽涂布，分析方法為進(jìn)樣口熱脫附，避免溶劑對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。本過程簡(jiǎn)單易行，利用稀釋系統(tǒng)能調(diào)節(jié)稀釋比，且適用于煙氣濃度較大的其余氣體物質(zhì)的采集。
【專利說明】
燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種煙氣化學(xué)成分檢測(cè)和分析裝置，特別是涉及一種高濃度燃燒煙氣的稀釋采樣裝置，應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的能源消費(fèi)和碳排放量在世界居首位。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的疾速發(fā)展，我國(guó)每年在耗費(fèi)2億噸左右煤炭的基礎(chǔ)上，需求量一直在不斷增長(zhǎng)。煤炭不但支撐了西方數(shù)百年的工業(yè)發(fā)展，在我國(guó)能源消耗中所占比例一直居于70%以上。燃煤燃燒是各種污染物的重要排放源，一直是近年來關(guān)注的主題，包括細(xì)顆粒物(PM2.5)，有機(jī)碳(OC)，黑碳(BC)，溫室氣體(GHGs)，和有毒的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)等。這些排放和污染已經(jīng)影響人類健康和全球氣候，中國(guó)也正經(jīng)歷嚴(yán)重的灰霾污染。室內(nèi)空氣污染的主要來源往往是用來烹飪、取暖的煤爐。劇報(bào)道，室內(nèi)空氣污染是環(huán)境致病因素之一。僅僅在2012年，室內(nèi)污染已導(dǎo)致430多萬人死亡。除了危害人類健康，住宅領(lǐng)域的燃煤排放對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂蛞灿兄@著的影響。
[0003]煤炭在燃燒時(shí)，會(huì)釋放出大量的羰基化合物。羰基化合物是臭氧、過氧?；跛狨サ闹匾绑w物，能夠氧化自由基并形成光化學(xué)煙霧。此外，流行病學(xué)已證實(shí)羰基化合物會(huì)加劇哮喘、刺激皮膚、眼睛，甚至破壞呼吸系統(tǒng)的細(xì)胞膜。因此，估算羰基化合物的排放因子起著不可估量的作用。
[0004]目前采集和分析羰基化合物的各種方法大多需要后處理過程，溶劑洗脫是后處理過程中一種普遍使用處理方法，而部分溶劑本身會(huì)對(duì)羰基化合物檢測(cè)結(jié)果存在影響。燃煤直接排放的污染物濃度高，超出大部分檢測(cè)器的檢測(cè)量程，且燃煤燃燒排放污染物量受燃煤特性(C、H、0、N等)、爐灶類型和燃煤煤型的影響較大，因此不同產(chǎn)地和不同爐型對(duì)燃煤燃燒排放的污染物均有影響，目前的采集和分析羰基化合物實(shí)驗(yàn)分析裝置的還不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置，模擬煙氣排放到大氣中的冷卻、稀釋和凝結(jié)過程，在煙氣稀釋后建立停留室，采樣部分采用涂有吸附劑的采樣管采集樣品，避免使用任何溶劑而準(zhǔn)確定量羰基化合物。本發(fā)明裝置系統(tǒng)小型化，操作簡(jiǎn)便，便于清洗，利用稀釋系統(tǒng)能調(diào)節(jié)稀釋比，且適用于煙氣濃度較大的其余氣體物質(zhì)的采集。
[0006]為達(dá)到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，采用下述技術(shù)方案:
一種燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置，由依次連通的等速采樣頭、進(jìn)氣管、文丘里管、級(jí)聯(lián)煙氣稀釋系統(tǒng)、停留室和羰基化合物采樣系統(tǒng)組成流體樣品輸送管路，等速采樣頭的一端插入煙囪進(jìn)行原始煙氣采集，等速采樣頭的另一端通過進(jìn)氣管與連接文丘里管連接，級(jí)聯(lián)煙氣稀釋系統(tǒng)依次由一級(jí)稀釋系統(tǒng)和二級(jí)稀釋系統(tǒng)連接組成，文丘里管與一級(jí)稀釋系統(tǒng)的入口連接，一級(jí)稀釋系統(tǒng)依次連接第一空氣預(yù)熱器、第一空氣凈化器和第一空壓機(jī)，使空氣通過第一空壓機(jī)輸送并經(jīng)由第一空氣凈化器凈化，再經(jīng)過第一空氣預(yù)熱器加熱到設(shè)定溫度后，制備得到稀釋氣與進(jìn)入一級(jí)稀釋系統(tǒng)的原始煙氣進(jìn)行混合，在一級(jí)稀釋系統(tǒng)末端形成初次稀釋煙氣，繼續(xù)向二級(jí)稀釋系統(tǒng)中輸送，二級(jí)稀釋系統(tǒng)依次連接第二空氣預(yù)熱器、第二空氣凈化器、第二空壓機(jī)，使空氣通過第二空壓機(jī)輸送并經(jīng)由第二空氣凈化器凈化，再經(jīng)過第二空氣預(yù)熱器加熱到設(shè)定溫度后，進(jìn)一步制備得到稀釋氣與進(jìn)入二級(jí)稀釋系統(tǒng)的原始煙氣進(jìn)行混合，形成二次稀釋煙氣，通過調(diào)節(jié)第一空壓機(jī)和第二空壓機(jī)的流速來控制制備二次稀釋煙氣的過程稀釋比，二次稀釋煙氣從二級(jí)稀釋系統(tǒng)的末端通過收縮管路末端的收流口進(jìn)入停留室進(jìn)行設(shè)定時(shí)間的駐留處理，收流口還連接大風(fēng)機(jī)，停留室連接旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器分別連接羰基化合物采樣系統(tǒng)和過濾器，過濾器連接抽氣栗，羰基化合物采樣系統(tǒng)由依次連接的針孔過濾頭、銅管、采樣管和小型采樣栗組成，在停留室中完成駐留處理后的二次稀釋煙氣通過旋風(fēng)分離器過濾后，成為樣品氣體，樣品氣體在小型采樣栗的輸送動(dòng)力作用下，樣品氣體從針孔過濾頭的入口流入羰基化合物采樣系統(tǒng)，在流經(jīng)采樣管時(shí)，被采樣管采集，完成燃煤燃燒源排放煙氣的采樣工藝。
[0007]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，在等速采樣頭附近接入流量計(jì)，實(shí)時(shí)顯示進(jìn)入等速采樣頭的原始煙氣流速，通過控制系統(tǒng)控制等速采樣頭的進(jìn)氣量，保持原始煙氣氣流初次進(jìn)入級(jí)聯(lián)煙氣稀釋系統(tǒng)的速度等于在采樣點(diǎn)處進(jìn)入采樣管時(shí)的氣流速度。
[0008]作為本發(fā)明上述方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，在一級(jí)稀釋系統(tǒng)中，設(shè)置氣流匯流管路，使稀釋氣以套氣的方式與進(jìn)入一級(jí)稀釋系統(tǒng)內(nèi)的原始煙氣進(jìn)行均勻混合。
[0009]作為本發(fā)明上述方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，一級(jí)稀釋系統(tǒng)和二級(jí)稀釋系統(tǒng)的管路外層采樣保溫層包裹，還在進(jìn)氣管外部套加熱裝置。
[0010]作為本發(fā)明上述方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，在羰基化合物采樣系統(tǒng)中，銅管的內(nèi)壁上涂有飽和KI溶液。
[0011]作為本發(fā)明上述方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，采用紅外煙氣分析儀，分別對(duì)進(jìn)入等速采樣頭的原始煙氣和通過旋風(fēng)分離器完成氣體過濾得到的樣品氣體中的至少0)2濃度和CO濃度分別進(jìn)行測(cè)試，并以這兩處測(cè)試點(diǎn)的CO2濃度比值和CO濃度比值進(jìn)行對(duì)比，來校準(zhǔn)煙氣稀釋比，若CO2濃度比值和CO濃度比值兩數(shù)據(jù)間的差異在5%之內(nèi)，則認(rèn)為系統(tǒng)工作穩(wěn)定，所制備的樣品氣體達(dá)到采樣標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0012]作為本發(fā)明上述方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，旋風(fēng)分離器采用1um旋風(fēng)分離器。
[0013]作為本發(fā)明上述方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，在羰基化合物采樣系統(tǒng)中，采樣管內(nèi)壁至少涂有五氟苯肼的Tenax-TA吸附劑。
[0014]作為本發(fā)明上述方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，在羰基化合物采樣系統(tǒng)中，采樣管內(nèi)壁至少涂有五氟苯肼的Tenax-TA吸附劑和衍生劑。
[0015]作為本發(fā)明上述方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，一級(jí)稀釋系統(tǒng)、二級(jí)稀釋系統(tǒng)和停留室的材質(zhì)均采用不銹鋼制成，連接采樣管的管路材料均采用聚四氟乙烯制成。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明為一種便于搬運(yùn)、拆卸、組裝、清洗的燃煤煙氣稀釋裝置，等速采樣保證煙氣全部進(jìn)入稀釋通道，稀釋系統(tǒng)通過套氣方式將煙氣包裹稀釋，使得稀釋過程更均勻，通過調(diào)節(jié)空壓機(jī)壓力來控制稀釋比，使得操作方便、簡(jiǎn)單，便于清洗，采樣系統(tǒng)小型化，且基本能準(zhǔn)確控制過程流速； 2.本發(fā)明采樣管內(nèi)的TenaxTA吸附劑的裝填不使用任何有機(jī)溶劑，避免溶劑對(duì)羰基化合物定量的影響；
3.本發(fā)明裝置使用的采樣方法無需經(jīng)過任何溶劑處理，避免使用任何溶劑而準(zhǔn)確定量羰基化合物，采樣完成后4°C保存三天即可直接進(jìn)樣，為便于跨地域采樣或?qū)嶒?yàn)室模擬燃燒采樣，本發(fā)明建立一套便于搬運(yùn)、拆卸、組裝、清洗的燃煤煙氣稀釋裝置十分重要，有效減少了跨地域采樣的不足和溶劑使用對(duì)羰基化合物檢測(cè)的結(jié)果造成偏差。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的采樣管制作系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳述如下:
實(shí)施例一:
在本實(shí)施例中，參見圖1，一種燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置，由依次連通的等速采樣頭1、進(jìn)氣管21、文丘里管7、級(jí)聯(lián)煙氣稀釋系統(tǒng)、停留室5和羰基化合物采樣系統(tǒng)組成流體樣品輸送管路，等速采樣頭I的一端插入煙囪進(jìn)行原始煙氣采集，等速采樣頭I的另一端通過進(jìn)氣管21與連接文丘里管7連接，級(jí)聯(lián)煙氣稀釋系統(tǒng)依次由一級(jí)稀釋系統(tǒng)2和二級(jí)稀釋系統(tǒng)3連接組成，文丘里管7與一級(jí)稀釋系統(tǒng)2的入口連接，一級(jí)稀釋系統(tǒng)2依次連接第一空氣預(yù)熱器8、第一空氣凈化器9和第一空壓機(jī)10，使空氣通過第一空壓機(jī)10輸送并經(jīng)由第一空氣凈化器9凈化，再經(jīng)過第一空氣預(yù)熱器8加熱到設(shè)定溫度后，制備得到稀釋氣與進(jìn)入一級(jí)稀釋系統(tǒng)2的原始煙氣進(jìn)行混合，在一級(jí)稀釋系統(tǒng)2末端形成初次稀釋煙氣，繼續(xù)向二級(jí)稀釋系統(tǒng)3中輸送，二級(jí)稀釋系統(tǒng)3依次連接第二空氣預(yù)熱器11、第二空氣凈化器12、第二空壓機(jī)13，使空氣通過第二空壓機(jī)13輸送并經(jīng)由第二空氣凈化器12凈化，再經(jīng)過第二空氣預(yù)熱器11加熱到設(shè)定溫度后，進(jìn)一步制備得到稀釋氣與進(jìn)入二級(jí)稀釋系統(tǒng)3的原始煙氣進(jìn)行混合，形成二次稀釋煙氣，第一空氣凈化器9和第二空氣凈化器12除去空氣中的顆粒物和有機(jī)物，保證稀釋氣為“零空氣”，通過調(diào)節(jié)第一空壓機(jī)10和第二空壓機(jī)13的流速來控制制備二次稀釋煙氣的過程稀釋比，二次稀釋煙氣從二級(jí)稀釋系統(tǒng)3的末端通過收縮管路末端的收流口 4進(jìn)入停留室5進(jìn)行40s設(shè)定時(shí)間的駐留處理，模擬煙氣在大氣中的冷卻、稀釋、凝結(jié)過程，收流口 4尺寸為管道尺寸的一半，便于煙氣迅速聚集進(jìn)入停留室5，收流口 4還連接大風(fēng)機(jī)14，停留室5連接旋風(fēng)分離器6，旋風(fēng)分離器6分別連接羰基化合物采樣系統(tǒng)和過濾器19，過濾器19連接抽氣栗20，羰基化合物采樣系統(tǒng)由依次連接的針孔過濾頭15、銅管16、采樣管17和小型采樣栗18組成，在停留室5中完成駐留處理后的二次稀釋煙氣通過旋風(fēng)分離器6過濾后，成為樣品氣體，樣品氣體在小型采樣栗18的輸送動(dòng)力作用下，樣品氣體從針孔過濾頭15的入口流入羰基化合物采樣系統(tǒng)，在流經(jīng)采樣管17時(shí)，被采樣管17采集，完成燃煤燃燒源排放煙氣的采樣工藝。
[0020]在本實(shí)施例中，參見圖1，在等速采樣頭I附近接入流量計(jì)，實(shí)時(shí)顯示進(jìn)入等速采樣頭I的原始煙氣流速，通過控制系統(tǒng)控制等速采樣頭I的進(jìn)氣量，保持原始煙氣氣流初次進(jìn)入級(jí)聯(lián)煙氣稀釋系統(tǒng)的速度等于在采樣點(diǎn)處進(jìn)入采樣管17時(shí)的氣流速度。
[0021]在本實(shí)施例中，參見圖1，在一級(jí)稀釋系統(tǒng)2中，設(shè)置氣流匯流管路，使稀釋氣以套氣的方式與進(jìn)入一級(jí)稀釋系統(tǒng)2內(nèi)的原始煙氣進(jìn)行均勻混合。本裝置的一級(jí)稀釋系統(tǒng)2采用套氣的方式稀釋煙氣，使稀釋過程更均勻，且稀釋氣流速較大，形成壓力差，便于控制等速米樣。
[0022]在本實(shí)施例中，參見圖1，在羰基化合物采樣系統(tǒng)中，采樣管17內(nèi)壁涂有五氟苯肼的Tenax-TA吸附劑和衍生化試劑。采集樣品3天后可直接放入GC/MS分析，無需繁雜的樣品前處理過程。采樣管17制作為圖2所示形式，裝填10mg Tenax TA吸附劑，兩端用玻璃棉固定，涂布過程如圖2所示，約50mg PFPH衍生化試劑裝入鼓泡瓶?jī)?nèi)，在50°C和40ml/min氮?dú)饬飨峦坎?min后，涂布工作完成，并依此方式涂布若干根采樣管。一級(jí)稀釋系統(tǒng)2、二級(jí)稀釋系統(tǒng)3和停留室5的材質(zhì)均采用不銹鋼制成，連接采樣管17的管路材料均采用聚四氟乙烯制成，采樣管17為自制玻璃采樣管，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的吸附性差，避免過程羰基化合物的損失。旋風(fēng)分離器6采用1um旋風(fēng)分離器，能除去粒徑大于1um的干擾顆粒物，并與過濾器19結(jié)合使用，避免大粒徑顆粒物堵塞抽氣栗20。
[0023]在本實(shí)施例中，參見圖1，采用紅外煙氣分析儀，分別對(duì)進(jìn)入等速采樣頭I的原始煙氣和通過旋風(fēng)分離器6完成氣體過濾得到的樣品氣體中的至少CO2濃度和CO濃度分別進(jìn)行測(cè)試，并以這兩處測(cè)試點(diǎn)的CO2濃度比值和CO濃度比值進(jìn)行對(duì)比，來校準(zhǔn)煙氣稀釋比，若CO2濃度比值和CO濃度比值兩數(shù)據(jù)間的差異在5%之內(nèi)，則認(rèn)為系統(tǒng)工作穩(wěn)定，所制備的樣品氣體達(dá)到采樣標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0024]在本實(shí)施例中，參見圖1，銅管16的內(nèi)壁上涂有飽和KI溶液，除去煙氣和空氣混合氣內(nèi)的臭氧，避免其影響羰基化合物的定量。
[0025]在本實(shí)施例中，參見圖1，一級(jí)稀釋系統(tǒng)2和二級(jí)稀釋系統(tǒng)3的管路外層采樣保溫層包裹，還在進(jìn)氣管21外部套加熱裝置。為防止混合過程管道內(nèi)形成水珠凝結(jié)，利用在進(jìn)氣管21外部套加熱裝置，加熱溫度約為100°C，在一級(jí)稀釋系統(tǒng)2和二級(jí)稀釋系統(tǒng)3外部包裹保溫材料，并用第一空氣預(yù)熱器8和第二空氣預(yù)熱器11加熱純凈稀釋氣體，加熱溫度約為100°C。減少混合氣體的溫差，保證混合效果。
[0026]如圖1所示，本實(shí)施例裝置的工作過程如下:
對(duì)稀釋裝置中的等速采樣頭1、進(jìn)氣管21、一級(jí)稀釋系統(tǒng)2、二級(jí)稀釋系統(tǒng)3、收流口 4、停留室5、旋風(fēng)分離器6等部件的所有接口部件進(jìn)行清洗，保證整個(gè)采樣系統(tǒng)中無殘留顆粒物和有機(jī)物。清洗完畢后，按圖1的連接方式組裝稀釋裝置，檢查裝置氣密性。接入采樣系統(tǒng)前，接通第一空壓機(jī)10、第二空壓機(jī)13、大風(fēng)機(jī)14和抽氣栗20等通電設(shè)備，調(diào)節(jié)各空壓機(jī)和栗的壓力，控制過程稀釋比范圍為800?1000。燃燒部分燃煤樣品，用紅外煙氣分析儀分別在等速采樣頭I前和旋風(fēng)分離器6后測(cè)試煙氣內(nèi)C02、C0等煙氣濃度的比值用來校準(zhǔn)稀釋比，若兩數(shù)據(jù)間的差異在5%之內(nèi)，則可認(rèn)為系統(tǒng)工作穩(wěn)定，可用于實(shí)際稀釋采樣工作。關(guān)電源，重新裝填燃煤樣品，并連接采樣裝置，接通小型采樣栗18，并調(diào)節(jié)采樣流速為50ml/min，流速穩(wěn)定后斷開小型采樣栗18，接通級(jí)聯(lián)煙氣稀釋系統(tǒng)和進(jìn)氣管21外的加熱裝置，待進(jìn)氣管21加熱溫度穩(wěn)定且級(jí)聯(lián)煙氣稀釋系統(tǒng)工作穩(wěn)定后，燃燒燃煤，在此前l(fā)min，接通小型采樣栗18，保證采集到的樣品為燃煤燃燒的整個(gè)循環(huán)過程，采集過程中，不定時(shí)測(cè)定等速采樣頭I前和旋風(fēng)分離器6后煙氣內(nèi)C02、C0等煙氣濃度，同時(shí)記錄各流量計(jì)的顯示數(shù)字，用于多次校準(zhǔn)過程稀釋比，若差異超過5%，則迅速調(diào)節(jié)各栗的壓力，盡快保證過程稀釋比的準(zhǔn)確性。由于一個(gè)燃燒循環(huán)過程超過2h，因此認(rèn)為調(diào)節(jié)栗的過程為I?2min，對(duì)結(jié)果的影響可忽略。為避免過程中煙氣的損失，塊煤燃燒分三次等量加入，保證整個(gè)過程煙氣流速較均衡。燃煤引燃前，用木炭裝填爐灶，并用酒精塊將木炭引燃，待木炭燃燒旺盛時(shí)，方能加入燃煤，盡量較少燃煤的燜燒過程，因?yàn)闋F燒過程燃煤煙氣中排放的羰基化合物為明火燃燒時(shí)的7?20倍。為保證燃燒過程煙氣排放流速較均衡，燃燒過程中，在等速采樣頭I附近接入KURZ流量計(jì)，實(shí)時(shí)顯示過程中的煙氣流速，通過調(diào)節(jié)爐灶進(jìn)氣口開口大小，控制過程中的煙氣流速，約為
1.2m/s。完成一次采樣工作后，收集采樣管17保存，依照上次采樣前的步驟清洗裝置和接口部件，并替換新的針孔過濾頭15，新的銅管16、新的燃煤樣品和新的采樣管17，之后收集并稱重爐灶內(nèi)燃煤灰分，重新加熱爐灶。所有樣品采集完成后保存三天即可直接用進(jìn)樣口熱解析-GC/MS方法進(jìn)行分析檢測(cè)，整個(gè)過程沒有使用任何有機(jī)溶劑，使得檢測(cè)結(jié)果更具準(zhǔn)確性。
[0027]本實(shí)施例燃煤羰基化合物稀釋采樣裝置由進(jìn)氣部分、一級(jí)稀釋系統(tǒng)2、二級(jí)稀釋系統(tǒng)3、停留室5和采樣部分等部件組成。燃燒溫度會(huì)影響羰基化合物的氣粒分配，因此為模擬煙氣排放到大氣中的冷卻、稀釋和凝結(jié)過程，在煙氣稀釋后建立停留室5。采樣部分采用涂有五氟苯肼(PFPH)的Tenax-TA吸附劑的自制采樣管17采集樣品，且涂布過程為蒸汽涂布，分析方法為進(jìn)樣口熱脫附，避免溶劑對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。利用本實(shí)施例裝置的采用過程簡(jiǎn)單易行，利用稀釋系統(tǒng)能調(diào)節(jié)稀釋比，且適用于煙氣濃度較大的其余氣體物質(zhì)的采集。
[0028]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，還可以根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合或簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合本發(fā)明的發(fā)明目的，只要不背離本發(fā)明燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置的技術(shù)原理和發(fā)明構(gòu)思，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置，其特征在于:由依次連通的等速采樣頭(I)、進(jìn)氣管(21)、文丘里管(7)、級(jí)聯(lián)煙氣稀釋系統(tǒng)、停留室(5)和羰基化合物采樣系統(tǒng)組成流體樣品輸送管路，所述等速采樣頭(I)的一端插入煙囪進(jìn)行原始煙氣采集，所述等速采樣頭(I)的另一端通過進(jìn)氣管(21)與所述連接文丘里管(7)連接，所述級(jí)聯(lián)煙氣稀釋系統(tǒng)依次由一級(jí)稀釋系統(tǒng)(2)和二級(jí)稀釋系統(tǒng)(3)連接組成，所述文丘里管(7)與所述一級(jí)稀釋系統(tǒng)(2)的入口連接，所述一級(jí)稀釋系統(tǒng)(2)依次連接第一空氣預(yù)熱器(8)、第一空氣凈化器(9)和第一空壓機(jī)(10)，使空氣通過所述第一空壓機(jī)(10)輸送并經(jīng)由第一空氣凈化器(9)凈化，再經(jīng)過所述第一空氣預(yù)熱器(8)加熱到設(shè)定溫度后，制備得到稀釋氣與進(jìn)入所述一級(jí)稀釋系統(tǒng)(2)的原始煙氣進(jìn)行混合，在所述一級(jí)稀釋系統(tǒng)(2)末端形成初次稀釋煙氣，繼續(xù)向所述二級(jí)稀釋系統(tǒng)(3)中輸送，所述二級(jí)稀釋系統(tǒng)(3)依次連接第二空氣預(yù)熱器(11)、第二空氣凈化器(12)、第二空壓機(jī)(13)，使空氣通過所述第二空壓機(jī)(13)輸送并經(jīng)由第二空氣凈化器(12)凈化，再經(jīng)過所述第二空氣預(yù)熱器(11)加熱到設(shè)定溫度后，進(jìn)一步制備得到稀釋氣與進(jìn)入所述二級(jí)稀釋系統(tǒng)(3)的原始煙氣進(jìn)行混合，形成二次稀釋煙氣，通過調(diào)節(jié)所述第一空壓機(jī)(10)和所述第二空壓機(jī)(13)的流速來控制制備二次稀釋煙氣的過程稀釋比，二次稀釋煙氣從所述二級(jí)稀釋系統(tǒng)(3)的末端通過收縮管路末端的收流口(4)進(jìn)入停留室(5)進(jìn)行設(shè)定時(shí)間的駐留處理，所述收流口(4)還連接大風(fēng)機(jī)(14)，所述停留室(5)連接旋風(fēng)分離器(6)，所述旋風(fēng)分離器(6)分別連接所述羰基化合物采樣系統(tǒng)和過濾器(19)，所述過濾器(19)連接抽氣栗(20)，所述羰基化合物采樣系統(tǒng)由依次連接的針孔過濾頭(15)、銅管(16)、采樣管(17)和小型采樣栗(18)組成，在所述停留室(5)中完成駐留處理后的二次稀釋煙氣通過旋風(fēng)分離器(6)過濾后，成為樣品氣體，樣品氣體在小型采樣栗(18)的輸送動(dòng)力作用下，樣品氣體從所述針孔過濾頭(15)的入口流入所述羰基化合物采樣系統(tǒng)，在流經(jīng)采樣管(17)時(shí)，被所述采樣管(17)采集，完成燃煤燃燒源排放煙氣的采樣工藝。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置，其特征在于:在所述等速采樣頭(I)附近接入流量計(jì)，實(shí)時(shí)顯示進(jìn)入所述等速采樣頭(I)的原始煙氣流速，通過控制系統(tǒng)控制所述等速采樣頭(I)的進(jìn)氣量，保持原始煙氣氣流初次進(jìn)入級(jí)聯(lián)煙氣稀釋系統(tǒng)的速度等于在采樣點(diǎn)處進(jìn)入采樣管(17)時(shí)的氣流速度。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置，其特征在于:在所述一級(jí)稀釋系統(tǒng)(2)中，設(shè)置氣流匯流管路，使稀釋氣以套氣的方式與進(jìn)入所述一級(jí)稀釋系統(tǒng)(2 )內(nèi)的原始煙氣進(jìn)行均勻混合。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置，其特征在于:所述一級(jí)稀釋系統(tǒng)(2)和二級(jí)稀釋系統(tǒng)(3)的管路外層采樣保溫層包裹，還在進(jìn)氣管(21)外部套加熱裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置，其特征在于:在所述羰基化合物采樣系統(tǒng)中，所述銅管(16)的內(nèi)壁上涂有飽和KI溶液。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置，其特征在于:采用紅外煙氣分析儀，分別對(duì)進(jìn)入所述等速采樣頭(I)的原始煙氣和通過所述旋風(fēng)分離器(6)完成氣體過濾得到的樣品氣體中的至少CO2濃度和CO濃度分別進(jìn)行測(cè)試，并以這兩處測(cè)試點(diǎn)的CO2濃度比值和CO濃度比值進(jìn)行對(duì)比，來校準(zhǔn)煙氣稀釋比，若CO2濃度比值和CO濃度比值兩數(shù)據(jù)間的差異在5%之內(nèi)，則認(rèn)為系統(tǒng)工作穩(wěn)定，所制備的樣品氣體達(dá)到采樣標(biāo)準(zhǔn)要求。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置，其特征在于:所述旋風(fēng)分離器(6)采用1um旋風(fēng)分離器。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置，其特征在于:在所述羰基化合物采樣系統(tǒng)中，所述采樣管(17)內(nèi)壁至少涂有五氟苯肼的Tenax-TA吸附劑。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置，其特征在于:在所述羰基化合物采樣系統(tǒng)中，所述采樣管(17)內(nèi)壁至少涂有五氟苯肼的Tenax-TA吸附劑和衍生劑。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述燃煤燃燒源排放的羰基化合物采樣裝置，其特征在于:所述一級(jí)稀釋系統(tǒng)(2)、所述二級(jí)稀釋系統(tǒng)(3)和所述停留室(5)的材質(zhì)均采用不銹鋼制成，連接所述采樣管(17)的管路材料均采用聚四氟乙烯制成。
【文檔編號(hào)】G01N1/22GK106092663SQ201610402479
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】仇奕沁, 姜知明, 陳豐, 張文盛, 李云
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)