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，其設置于所述采樣槍管體一端的側壁外表面上；冷卻介質，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，進而進行采集、取樣工作；該裝置無需使用機械泵，設備簡單，便于運輸、組裝以及現場操作，成本低；并且可以不使用外接電源，適合進行長時間的取樣，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
技術領域
[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，屬于環境保護領域中的氣體中污染物取樣技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著國家對大氣污染物排放標準的要求日益嚴格，特別是國家實施超低排放政策后，對火力發電廠煙氣的監測技術以及相關設備也提出了更高要求。迫切需要發展一種煙氣取樣設備，能夠方便快捷地對煙氣中的顆粒污染物進行取樣，進而對其進行元素含量、物質成分等進行分析。
[0003]火力發電廠煙氣在經過濕法脫硫工藝后，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構如圖1所示，該取樣裝置由采樣槍1、過濾膜2、干燥劑3及機械栗4組成，在取樣時，將采樣槍I插入煙道內，通過機械栗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，之后煙氣經干燥劑3除水后給機械栗4提供動力。這種取樣裝置存在以下幾個問題:第一，涉及設備、管線、連接件比較多，而現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械栗進行取樣，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行除水，給在現場進行取樣工作帶來很大困難。
【實用新型內容】
[0004]為解決上述技術問題，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，熱泳原理是指小顆粒或氣溶膠粒子在具有溫度梯度的流體中運動時，由于冷熱區分子與其碰撞時傳遞的動量不同，而在總體上表現為受到溫度梯度相反的力的作用，使小顆粒產生與溫度梯度相反的力的作用，使小顆粒產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，其設置于所述采樣槍管體一端的側壁外表面上；
[0009]冷卻介質，其填充于所述采樣槍的管體中。
[0010]根據本實用新型的【具體實施方式】，優選地，上述基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置還包括:冷卻介質循環裝置，并且所述采樣槍的管體側壁上與所述顆粒物收集載體相對的另一端設置有冷卻介質循環口，所述冷卻介質循環口與所述冷卻介質循環裝置相連接，用于對所述冷卻介質進行循環冷卻。
[0011]在本實用新型中，本領域一般技術人員應當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，可以由本領域技術人員進行常規選擇。
[0012]在上述基于熱泳原理的煙氣顆粒物取樣裝置中，優選地，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，所述冷卻介質可以為能夠維持顆粒物收集載體處處于相對取樣環境較低的溫度的介質;在實際使用過程中，優選地，所述冷卻介質包括冷水、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，優選地，所述采樣槍的管體為導熱良好、且具有一定機械強度的金屬管體;更優選地，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即可。火力發電廠的煙道溫度一般為50?80°C，注入冷卻介質后，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，顆粒物收集載體為低溫側，根據熱泳原理，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，冷卻介質保持低溫狀態是取樣裝置能夠有效工作的關鍵。在實際使用過程中，煙道外測溫度為環境溫度，環境溫度遠低于煙道內溫度。由于采樣槍的管體具有良好的導熱性，能夠使冷卻介質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。當煙道內外側溫度差不大時，顆粒物收集載體附近溫度梯度變小，或者冷卻介質溫度不斷上升時，可以對冷卻介質進行循環，利用冷卻介質循環裝置不斷補充低溫的冷卻介質，維持顆粒物收集載體附近較低的溫度。
[0017]與現有技術相比，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點:本實用新型提供的煙氣顆粒物取樣裝置無需使用機械栗，設備簡單，便于運輸、組裝以及現場操作，成本低;并且可以不使用外接電源，適合進行長時間的取樣，操作過程十分便捷安全。
【附圖說明】
[0018]圖1為傳統的煙氣顆粒物取樣裝置的結構示意圖；
[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構示意圖；
[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構示意圖；
[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、機械栗4、顆粒物收集載體5、冷卻介質6、冷卻介質注入口 7、冷卻介質循環口 8、冷卻介質循環裝置9。
【具體實施方式】
[0025]為了對本實用新型的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現對本實用新型的技術方案進行以下詳細說明，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注入口 7;
[0029]顆粒物收集載體5，其設置于所述采樣槍I管體與所述冷卻介質注入口7相對的一端的側壁外表面上；
[0030]冷卻介質6，其填充于所述采樣槍I的管體中；
[0031]其中，所述采樣槍I的管體為導熱良好、且具有一定機械強度的金屬管體，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域常規的方式固定于所述采樣槍I管體一端的側壁外表面上的；
[0033]所述冷卻介質6為能夠維持顆粒物收集載體5處處于相對取樣環境較低的溫度的介質，在本實施例中，所述冷卻介質為冰，在實際操作過程中，可以將冷水從冷卻介質注入口 7注入到采樣槍I的管體中，然后將采樣槍I置于低溫環境，讓水冷卻為冰，形成所述冷卻介質6，并且所述冷卻介質注入口 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管體的一端的側壁上設置有冷卻介質循環口 8;
[0038]顆粒物收集載體5，其設置于所述采樣槍I管體與所述冷卻介質循環口8相對的另一端的側壁外表面上；
[0039]冷卻介質6，其填充于所述采樣槍I的管體中；
[0040]冷卻介質循環裝置9，其與所述冷卻介質循環口8相連接，用于對所述冷卻介質6進行循環冷卻；
[0041]其中，所述采樣槍I的管體為導熱良好、且具有一定機械強度的金屬管體，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域常規的方式固定于所述采樣槍I管體一端的側壁外表面上的；
[0043]所述冷卻介質6為能夠維持顆粒物收集載體5處處于相對取樣環境較低的溫度的介質，在本實施例中，所述冷卻介質為冷水，在實際操作過程中，所述冷卻介質循環裝置9可以為冷水循環裝置，將冷卻介質循環口 8與冷卻介質循環裝置9相連接，并開啟冷卻介質循環裝置9進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；當收集到足夠的顆粒物后，將采樣槍I從煙道中抽出，并關閉冷卻介質循環裝置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管體的一端的側壁上設置有冷卻介質循環口 8;
[0048]顆粒物收集載體5，其設置于所述采樣槍I管體與所述冷卻介質循環口8相對的另一端的側壁外表面上；
[0049]冷卻介質6，其填充于所述采樣槍I的管體中；
[0050]冷卻介質循環裝置9，其與所述冷卻介質循環口8相連接，用于對所述冷卻介質6進行循環冷卻；
[0051]其中，所述采樣槍I的管體為導熱良好、且具有一定機械強度的金屬管體，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域常規的方式固定于所述采樣槍I管體一端的側壁外表面上的；
[0053]所述冷卻介質6為能夠維持顆粒物收集載體5處處于相對取樣環境較低的溫度的介質，在本實施例中，所述冷卻介質為冷空氣，在實際操作過程中，所述冷卻介質循環裝置9可以為空氣循環栗，將冷卻介質循環口 8與冷卻介質循環裝置9相連接，并開啟冷卻介質循環裝置9進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；當收集到足夠的顆粒物后，將采樣槍I從煙道中抽出，并關閉冷卻介質循環裝置9，完成取樣工作。
【主權項】
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，其設置于所述采樣槍管體一端的側壁外表面上； 冷卻介質，其填充于所述采樣槍的管體中。2.根據權利要求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:冷卻介質循環裝置，并且所述采樣槍的管體側壁上與所述顆粒物收集載體相對的另一端設置有冷卻介質循環口，所述冷卻介質循環口與所述冷卻介質循環裝置相連接。3.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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，所述冷卻介質包括冷水、冰、冰水混合物或冷空氣。7.根據權利要求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
【發明人】李朋, 康璽, 周衛青, 丁立萍, 路璐, 鐘智坤, 孫道林, 吳華成
【申請人】華北電力科學研究院有限責任公司, 國網冀北電力有限公司電力科學研究院, 國網冀北電力有限公司, 國家電網公司