一種基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置。該取樣裝置，其特征在于包括：采樣槍，其為一中空的管體；顆粒物收集載體，其設(shè)置于所述采樣槍管體一端的側(cè)壁外表面上；冷卻介質(zhì)，其填充于所述采樣槍的管體中。本實用新型提供的煙氣顆粒物取樣裝置利用熱泳原理使煙氣顆粒物在取樣裝置上沉積，進(jìn)而進(jìn)行采集、取樣工作；該裝置無需使用機(jī)械泵，設(shè)備簡單，便于運輸、組裝以及現(xiàn)場操作，成本低；并且可以不使用外接電源，適合進(jìn)行長時間的取樣，操作過程十分便捷安全。
【專利說明】
一種基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置，屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的氣體中污染物取樣技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家對大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求日益嚴(yán)格，特別是國家實施超低排放政策后，對火力發(fā)電廠煙氣的監(jiān)測技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備也提出了更高要求。迫切需要發(fā)展一種煙氣取樣設(shè)備，能夠方便快捷地對煙氣中的顆粒污染物進(jìn)行取樣，進(jìn)而對其進(jìn)行元素含量、物質(zhì)成分等進(jìn)行分析。
[0003]火力發(fā)電廠煙氣在經(jīng)過濕法脫硫工藝后，具有濕度大、顆粒污染物濃度低、顆粒物粒徑小的特點，這給收集煙氣中的顆粒污染物造成很大的困難。目前最常用的取樣裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，該取樣裝置由采樣槍1、過濾膜2、干燥劑3及機(jī)械栗4組成，在取樣時，將采樣槍I插入煙道內(nèi)，通過機(jī)械栗4將煙氣從煙道中抽出，然后通過用過濾膜3攔截并收集煙氣中的顆粒物，之后煙氣經(jīng)干燥劑3除水后給機(jī)械栗4提供動力。這種取樣裝置存在以下幾個問題:第一，涉及設(shè)備、管線、連接件比較多，而現(xiàn)場取樣平臺一般位置較高，空間狹窄，移動與連接這種取樣裝置非常費時費力;第二，由于煙氣中顆粒污染物的濃度非常低，需要長時間地開動機(jī)械栗進(jìn)行取樣，會帶來較大的安全隱患；第三，由于煙氣濕度非常大，取樣裝置會積累大量的水分，這對機(jī)械栗的正常運行造成很大危害，這就需要不斷更換大量干燥劑進(jìn)行除水，給在現(xiàn)場進(jìn)行取樣工作帶來很大困難。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于提供一種基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置。該取樣裝置是一種簡單方便的煙氣顆粒物取樣裝置，能夠有效收集煙氣中的顆粒污染物。
[0005]在本實用新型中，熱泳原理是指小顆?；驓馊苣z粒子在具有溫度梯度的流體中運動時，由于冷熱區(qū)分子與其碰撞時傳遞的動量不同，而在總體上表現(xiàn)為受到溫度梯度相反的力的作用，使小顆粒產(chǎn)生與溫度梯度相反的力的作用，使小顆粒產(chǎn)生與溫度梯度相反的運動速度，并沉積于低溫表面上的過程。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實用新型提供了一種基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置，該取樣裝置包括:
[0007]采樣槍，其為一中空的管體；
[0008]顆粒物收集載體，其設(shè)置于所述采樣槍管體一端的側(cè)壁外表面上；
[0009]冷卻介質(zhì)，其填充于所述采樣槍的管體中。
[0010]根據(jù)本實用新型的【具體實施方式】，優(yōu)選地，上述基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置還包括:冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置，并且所述采樣槍的管體側(cè)壁上與所述顆粒物收集載體相對的另一端設(shè)置有冷卻介質(zhì)循環(huán)口，所述冷卻介質(zhì)循環(huán)口與所述冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置相連接，用于對所述冷卻介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)冷卻。
[0011]在本實用新型中，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在使用本實用新型的煙氣顆粒物取樣裝置時，所述采樣槍管體的兩個端口可以是封閉的(也可以不封閉，還可以一端口封閉、另一端口不封閉)，但對于如何封閉端口并不做特別限定，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行常規(guī)選擇。
[0012]在上述基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置中，優(yōu)選地，所述顆粒物收集載體包括顆粒物取樣膜或金屬片。更優(yōu)選地，所述顆粒物取樣膜包括石英膜或聚酯膜等;所述金屬片包括鋁箔片或銅片等。
[0013]在上述基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置中，所述冷卻介質(zhì)可以為能夠維持顆粒物收集載體處處于相對取樣環(huán)境較低的溫度的介質(zhì);在實際使用過程中，優(yōu)選地，所述冷卻介質(zhì)包括冷水、冰、冰水混合物或冷空氣等。
[0014]在上述基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置中，優(yōu)選地，所述采樣槍的管體為導(dǎo)熱良好、且具有一定機(jī)械強(qiáng)度的金屬管體;更優(yōu)選地，所述采樣槍的管體包括鋼管體、鐵管體或銅管體等。
[0015]在采用本實用新型的取樣裝置時，將冷卻介質(zhì)注滿采樣槍的管體中后，然后將該采樣槍帶有顆粒物收集載體的一端插入煙道內(nèi)即可。火力發(fā)電廠的煙道溫度一般為50?80°C，注入冷卻介質(zhì)后，取樣裝置的顆粒物收集載體附近的溫度接近(TC，在這種情況下，煙道與顆粒物收集載體之間就存在一個溫度梯度，煙道為高溫側(cè)，顆粒物收集載體為低溫側(cè)，根據(jù)熱泳原理，煙道中的顆粒物將沿著溫度梯度相反的方向運動，沉積在顆粒物收集載體上。當(dāng)收集到足夠多的顆粒物樣品后，將采樣槍從煙道中抽出，完成取樣工作。
[0016]在本實用新型中，冷卻介質(zhì)保持低溫狀態(tài)是取樣裝置能夠有效工作的關(guān)鍵。在實際使用過程中，煙道外測溫度為環(huán)境溫度，環(huán)境溫度遠(yuǎn)低于煙道內(nèi)溫度。由于采樣槍的管體具有良好的導(dǎo)熱性，能夠使冷卻介質(zhì)積累的熱量不斷散失，從而維持顆粒物收集載體附近的溫度梯度。當(dāng)煙道內(nèi)外側(cè)溫度差不大時，顆粒物收集載體附近溫度梯度變小，或者冷卻介質(zhì)溫度不斷上升時，可以對冷卻介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)，利用冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置不斷補(bǔ)充低溫的冷卻介質(zhì)，維持顆粒物收集載體附近較低的溫度。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置主要具有以下優(yōu)點:本實用新型提供的煙氣顆粒物取樣裝置無需使用機(jī)械栗，設(shè)備簡單，便于運輸、組裝以及現(xiàn)場操作，成本低;并且可以不使用外接電源，適合進(jìn)行長時間的取樣，操作過程十分便捷安全。
【附圖說明】
[0018]圖1為傳統(tǒng)的煙氣顆粒物取樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實用新型的實施例1中的煙氣顆粒物取樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本實用新型的實施例1中的煙氣顆粒物取樣裝置在煙道中進(jìn)行取樣時的示意圖；
[0021]圖4為本實用新型的實施例2和3中的煙氣顆粒物取樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為本實用新型的實施例2和3中的煙氣顆粒物取樣裝置在煙道中進(jìn)行取樣時的示意圖；
[0023]主要組件符號說明:
[0024]采樣槍1、過濾膜2、干燥劑3、機(jī)械栗4、顆粒物收集載體5、冷卻介質(zhì)6、冷卻介質(zhì)注入口 7、冷卻介質(zhì)循環(huán)口 8、冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置9。
【具體實施方式】
[0025]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對本實用新型的可實施范圍的限定。
[0026]實施例1
[0027]本實施例提供了一種基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置，如圖2所示，該取樣裝置包括:
[0028]采樣槍I，其為一中空的管體，并且該管體的一個端口是封閉的，另一個端口為冷卻介質(zhì)注入口 7;
[0029]顆粒物收集載體5，其設(shè)置于所述采樣槍I管體與所述冷卻介質(zhì)注入口7相對的一端的側(cè)壁外表面上；
[0030]冷卻介質(zhì)6，其填充于所述采樣槍I的管體中；
[0031]其中，所述采樣槍I的管體為導(dǎo)熱良好、且具有一定機(jī)械強(qiáng)度的金屬管體，在本實施例中，所述采樣槍I的管體為鋼管體；
[0032]所述顆粒物收集載體5為顆粒物取樣膜，在本實施例中，所述顆粒物取樣膜為石英膜，該石英膜是采用本領(lǐng)域常規(guī)的方式固定于所述采樣槍I管體一端的側(cè)壁外表面上的；
[0033]所述冷卻介質(zhì)6為能夠維持顆粒物收集載體5處處于相對取樣環(huán)境較低的溫度的介質(zhì)，在本實施例中，所述冷卻介質(zhì)為冰，在實際操作過程中，可以將冷水從冷卻介質(zhì)注入口 7注入到采樣槍I的管體中，然后將采樣槍I置于低溫環(huán)境，讓水冷卻為冰，形成所述冷卻介質(zhì)6，并且所述冷卻介質(zhì)注入口 7可以不用封閉。
[0034]采用本實施例的煙氣顆粒物取樣裝置在煙道中進(jìn)行取樣時的示意圖如圖3所示，將采樣槍I帶有顆粒物收集載體5的一端插入煙道中，采樣槍I的另一端保持在煙道外;此時開始進(jìn)行顆粒物的收集，一段時間后，可以將采樣槍I拔出，查看顆粒物收集載體5處的顆粒物收集情況;當(dāng)收集到足夠的顆粒物后，將采樣槍I從煙道中抽出，完成取樣工作。
[0035]實施例2
[0036]本實施例提供了一種基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置，如圖4所示，該取樣裝置包括:
[0037]采樣槍I，其為一中空的管體，并且該管體的兩個端口均是封閉的，所述采樣槍I管體的一端的側(cè)壁上設(shè)置有冷卻介質(zhì)循環(huán)口 8;
[0038]顆粒物收集載體5，其設(shè)置于所述采樣槍I管體與所述冷卻介質(zhì)循環(huán)口8相對的另一端的側(cè)壁外表面上；
[0039]冷卻介質(zhì)6，其填充于所述采樣槍I的管體中；
[0040]冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置9，其與所述冷卻介質(zhì)循環(huán)口8相連接，用于對所述冷卻介質(zhì)6進(jìn)行循環(huán)冷卻；
[0041]其中，所述采樣槍I的管體為導(dǎo)熱良好、且具有一定機(jī)械強(qiáng)度的金屬管體，在本實施例中，所述采樣槍I的管體為鋼管體；
[0042]所述顆粒物收集載體5為顆粒物取樣膜，在本實施例中，所述顆粒物取樣膜為聚酯膜，該聚酯膜是采用本領(lǐng)域常規(guī)的方式固定于所述采樣槍I管體一端的側(cè)壁外表面上的；
[0043]所述冷卻介質(zhì)6為能夠維持顆粒物收集載體5處處于相對取樣環(huán)境較低的溫度的介質(zhì)，在本實施例中，所述冷卻介質(zhì)為冷水，在實際操作過程中，所述冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置9可以為冷水循環(huán)裝置，將冷卻介質(zhì)循環(huán)口 8與冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置9相連接，并開啟冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置9進(jìn)而將冷水注滿所述采樣槍I的管體中。
[0044]采用本實施例的煙氣顆粒物取樣裝置在煙道中進(jìn)行取樣時的示意圖如圖5所示，將采樣槍I帶有顆粒物收集載體5的一端插入煙道中，采樣槍I的另一端保持在煙道外;此時開始進(jìn)行顆粒物的收集，一段時間后，可以將采樣槍I拔出，查看顆粒物收集載體5處的顆粒物收集情況；當(dāng)收集到足夠的顆粒物后，將采樣槍I從煙道中抽出，并關(guān)閉冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置9，完成取樣工作。
[0045]實施例3
[0046]本實施例提供了一種基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置，如圖4所示，該取樣裝置包括:
[0047]采樣槍I，其為一中空的管體，并且該管體的兩個端口均是封閉的，所述采樣槍I管體的一端的側(cè)壁上設(shè)置有冷卻介質(zhì)循環(huán)口 8;
[0048]顆粒物收集載體5，其設(shè)置于所述采樣槍I管體與所述冷卻介質(zhì)循環(huán)口8相對的另一端的側(cè)壁外表面上；
[0049]冷卻介質(zhì)6，其填充于所述采樣槍I的管體中；
[0050]冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置9，其與所述冷卻介質(zhì)循環(huán)口8相連接，用于對所述冷卻介質(zhì)6進(jìn)行循環(huán)冷卻；
[0051]其中，所述采樣槍I的管體為導(dǎo)熱良好、且具有一定機(jī)械強(qiáng)度的金屬管體，在本實施例中，所述采樣槍I的管體為銅管體；
[0052]所述顆粒物收集載體5為金屬片，在本實施例中，所述金屬片為鋁箔片，該鋁箔片是采用本領(lǐng)域常規(guī)的方式固定于所述采樣槍I管體一端的側(cè)壁外表面上的；
[0053]所述冷卻介質(zhì)6為能夠維持顆粒物收集載體5處處于相對取樣環(huán)境較低的溫度的介質(zhì)，在本實施例中，所述冷卻介質(zhì)為冷空氣，在實際操作過程中，所述冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置9可以為空氣循環(huán)栗，將冷卻介質(zhì)循環(huán)口 8與冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置9相連接，并開啟冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置9進(jìn)而將冷空氣注滿所述采樣槍I的管體中。
[0054]采用本實施例的煙氣顆粒物取樣裝置在煙道中進(jìn)行取樣時的示意圖如圖5所示，將采樣槍I帶有顆粒物收集載體5的一端插入煙道中，采樣槍I的另一端保持在煙道外;此時開始進(jìn)行顆粒物的收集，一段時間后，可以將采樣槍I拔出，查看顆粒物收集載體5處的顆粒物收集情況；當(dāng)收集到足夠的顆粒物后，將采樣槍I從煙道中抽出，并關(guān)閉冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置9，完成取樣工作。
【主權(quán)項】
1.一種基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置，其特征在于，該取樣裝置包括: 采樣槍，其為一中空的管體； 顆粒物收集載體，其設(shè)置于所述采樣槍管體一端的側(cè)壁外表面上； 冷卻介質(zhì)，其填充于所述采樣槍的管體中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置，其特征在于，所述取樣裝置還包括:冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置，并且所述采樣槍的管體側(cè)壁上與所述顆粒物收集載體相對的另一端設(shè)置有冷卻介質(zhì)循環(huán)口，所述冷卻介質(zhì)循環(huán)口與所述冷卻介質(zhì)循環(huán)裝置相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置，其特征在于，所述顆粒物收集載體包括顆粒物取樣膜或金屬片。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置，其特征在于，所述顆粒物取樣膜包括石英膜或聚酯膜。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置，其特征在于，所述金屬片包括招猜片或銅片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)包括冷水、冰、冰水混合物或冷空氣。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置，其特征在于，所述采樣槍的管體包括鋼管體、鐵管體或銅管體。
【文檔編號】G01N1/22GK205580818SQ201620361385
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】李朋, 康璽, 周衛(wèi)青, 丁立萍, 路璐, 鐘智坤, 孫道林, 吳華成
【申請人】華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)冀北電力有限公司, 國家電網(wǎng)公司