CN106031840A - 高效率烟气除水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效率烟气除水装置，包括制冷块，制冷块外壁上通过安装件安装有风扇，制冷块外壁和安装件之间夹紧设置有半导体制冷片，半导体制冷片的制冷面与制冷块侧壁贴紧设置，半导体制冷片的发热面朝向风扇设置，制冷块内设有气道，制冷块下端密封连接有与气道输出端连通的储水瓶，储水瓶上部连通有出气管，储水瓶底部连通有排水管，排水管上安装有排水机构。本高效率烟气除水装置体积适中，能够有效滤除烟气中的水气，除水速度快，除水效果好且操作简单。

Description

高效率烟气除水装置

技术领域

本发明涉及一种高效率烟气除水装置。

背景技术

随着国家工业化程度的提高，大气污染愈加严重。环保部门对烟道烟气的测量力度也逐年加大。在烟气测量的过程中，烟气所含有的水分会对测量结果产生较大的影响，所以必须使用相应的除水装置将其去除。

现有的烟气除水技术就是冷凝法，将烟气迅速冷却至露点以下，烟气中的水汽便会冷凝析出。传统烟气除水装置一般存在如下缺陷：

（1）传统烟气除水装置制冷效率较低，制冷效果较差。从空气30℃降低至0℃需要等待至少30分钟，并且随着高温烟气通入，制冷温度很难保持在0℃。

（2）传统烟气除水装置体积庞大，且设备较重，不符合便携式使用场合。

（3）传统烟气除水装置需要定期手动将储水瓶中冷凝水排出，操作反复不方便。

（4）传统烟气除水装置由于整体控温稳定性差、精度低，容易在气路内形成沉积物，长期下来会堵塞气路致使冷凝水无法外排。

发明内容

本发明就是针对上述不足，提出一种结构合理，体积适中，能够有效滤除烟气中的水气，除水速度快，除水效果好且操作简单的高效率烟气除水装置。

为解决上述问题，本高效率烟气除水装置的结构特点是：包括制冷块，制冷块外壁上通过安装件安装有风扇，制冷块外壁和安装件之间夹紧设置有半导体制冷片，半导体制冷片的制冷面与制冷块侧壁贴紧设置，半导体制冷片的发热面朝向风扇设置，制冷块内设有气道，制冷块下端密封连接有与气道输出端连通的储水瓶，储水瓶上部连通有出气管，储水瓶底部连通有排水管，排水管上安装有排水机构。

本高效率烟气除水装置是通过一体式双重冷凝结构来实现体积适中，能够有效滤除烟气中的水气，除水速度快，除水效果好且操作简单的。一体式双重冷凝结构主要包括制冷块及设置在制冷块内部和外部的附加部件，制冷块为本高效率烟气除水装置的主体结构，是其他附加部件的安装载体。制冷块外部的附加组件主要有半导体制冷片和风扇，其中，风扇通过安装件固定安装在制冷块外壁上，同时安装件将半导体制冷片夹紧在制冷块外壁上。半导体制冷片有两个侧面，一个是制冷面，一个是发热面，其中制冷面与支撑块贴紧配合，发热面朝向风扇设置。这样，当半导体制冷片得电工作时，其制冷面温度降低并通过热传递方式降低所贴紧的制冷块的温度，因此半导体制冷片构成了本高效率烟气除水装置的一种制冷方式，也即冷凝方式。为方便叙述，将该制冷方式称为第一制冷（冷凝）方式或初制冷（冷凝）。当半导体制冷片得电后，其发热面温度会升高并向外散发高温热量。制冷面和发热面之间的温差与流经半导体制冷片的电流成正比，因此在工作电流恒定时，两者的温差也是恒定的。因为制冷块外壁上还安装有风扇，且风扇与半导体制冷片发热面相对设置，因此当风扇得电工作时，风扇将吹动空气带走发热面的热量，也即为发热面降温。这样，在半导体制冷片同样工作电流情况下，在发热面温度被降低的情况下，其制冷面只能继续降低温度才能保证两者温差恒定，也即使制冷面贴紧的制冷块温度更低。为方便叙述，将该制冷方式称为第二制冷（冷凝）方式或再制冷（冷凝）。经过上述第一制冷（冷凝）方式或初制冷（冷凝）和第二制冷（冷凝）方式或再制冷（冷凝）的双重制冷后，制冷块的温度将被大大降低，可以快速达到零度甚至零度以下。制冷块的内部附加部件主要包括设置在制冷块内的气道，气道是所采集烟气流通的通道。当烟气进入气道时，就会通过气道壁与制冷块进行快速热交换，此时烟气中的水气将因遇冷而凝结成水滴，并在烟气气流带动下向末端流动，这样就起到了对烟气除水的作用。制冷块的外部附加部件还包括设置在支撑块底部的储水瓶，储水瓶与气道末端连通，因此气道流出的冷凝水将被收集到储水瓶中。储水瓶上部连接有出气管，以便于除水后的烟气被后续抽气装置抽走。储水瓶底部连通有排水管，排水管上安装有排水机构，通过排水机构可以及时将收集的凝结水排出，保障了本高效率烟气除水装置的工作可靠性。

作为改进，所述排水机构包括安装在排水管上的排水泵。

排水泵得电时会将储水瓶内的水抽吸出来，也就起到排水作用，当排水泵失电时，排水管就被排水泵关闭，起到了封闭储水瓶的作用，因此可以通过控制排水泵的工作状态实现储水瓶排水和除水功能，操作非常简单。

作为一种优选实施方式，所述安装件包括底座，底座底部设有与半导体制冷片的发热面卡装配合的卡槽，底座上部固设有散热片，所述风扇安装在底座或散热片上并与散热片贴紧设置。

底座上的卡槽可以起到对半导体制冷片定位的作用，使半导体制冷片被压紧后不能沿制冷块外壁滑动，保证了结构稳定性和工作可靠性。底座上部固设的散热片主要起增大底座表面积的作用，也就是增强底座散热性的作用。因为底座卡槽与半导体制冷片发热面贴紧配合，底座会传递很多热量，设置散热片后可以起到增强散热的作用。因为风扇安装在底座或散热片上并与散热片贴紧设置，因此风扇吹出或抽出的风会全部流经散热片，也就能快速带走散热片的热量，起到了快速散热的作用。

作为改进，相邻半导体制冷片之间的制冷块外壁上安装有保温层。

设置保温层后，相邻制冷块之间的裸露的制冷块外壁与外界空气将被隔离开来，这样空气就不会与制冷块进行热交换，也就不会加热被降温后的制冷块，有助于提高除水效率和效果。

作为改进，制冷块内还设有上下延伸的冷凝管，冷凝管下端与出气管上端连接，冷凝管出气端安装有抽气泵。

冷凝管设置在制冷块中，可以对从出气管抽取的气体进行再次冷凝，保证了除水的彻底性。因为冷凝管是上下延伸设置的，因此再次冷凝后的水将会沿冷凝管内壁自动流回储水瓶内。在冷凝管出气端安装抽气泵可以对烟气进行恒流速抽气，保证烟气的稳定冷凝和除水，有利于后续烟气的各项参数测定。

作为改进，气道在制冷块内呈S形设置。

S形气道设置，可以在确定体积的制冷块中扩大气道内壁面积，也就增大了烟气与制冷块的接触面积，有助于提高制冷块利用率和制冷效率。

作为改进，制冷块内设有从中心向上延伸到顶面的安装孔，安装孔底部安装有温度传感器，安装孔上端填充有固定温度传感器的数据线的密封胶。

因为安装孔是从制冷块中心向上延伸设置的，因此，当温度传感器在重力作用下被安装到安装孔底部时将直接位于整个制冷块的中心，可以检测出制冷块的真实温度。温度传感器的数据线通过密封胶固定在安装孔口部，不但保证了密封效果，而且在温度传感器损坏时，只需挖开密封胶即可将温度传感器取出，非常方便。

作为改进，储水瓶内安装有液位传感器。

通过液位传感器可以检测储水瓶的液位高低，这样就可以对排水泵的控制提供依据。当液位过高时开启排水泵进行排水，当液位过低时，关闭排水泵进行储水。

综上所述，本高效率烟气除水装置结构合理，体积适中，能够有效滤除烟气中的水气，除水速度快，除水效果好且操作简单，适合在烟气检测仪器中使用。

附图说明

下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为安装件和风扇的组装结构示意图。

具体实施方式

如图所示，该高效率烟气除水装置包括制冷块1，制冷块外壁上通过安装件2安装有风扇3，制冷块外壁和安装件之间夹紧设置有半导体制冷片4，半导体制冷片的制冷面与制冷块侧壁贴紧设置，半导体制冷片的发热面朝向风扇设置，制冷块内设有气道5，制冷块下端密封连接有与气道输出端连通的储水瓶6，储水瓶上部连通有出气管7，储水瓶底部连通有排水管8，排水管上安装有排水机构。

本高效率烟气除水装置是通过一体式双重冷凝结构来实现体积适中，能够有效滤除烟气中的水气，除水速度快，除水效果好且操作简单的。一体式双重冷凝结构主要包括制冷块及设置在制冷块内部和外部的附加部件，制冷块为本高效率烟气除水装置的主体结构，是其他附加部件的安装载体。制冷块外部的附加组件主要有半导体制冷片和风扇，其中，风扇通过安装件固定安装在制冷块外壁上，同时安装件将半导体制冷片夹紧在制冷块外壁上。半导体制冷片有两个侧面，一个是制冷面，一个是发热面，其中制冷面与支撑块贴紧配合，发热面朝向风扇设置。这样，当半导体制冷片得电工作时，其制冷面温度降低并通过热传递方式降低所贴紧的制冷块的温度，因此半导体制冷片构成了本高效率烟气除水装置的一种制冷方式，也即冷凝方式。为方便叙述，将该制冷方式称为第一制冷（冷凝）方式或初制冷（冷凝）。当半导体制冷片得电后，其发热面温度会升高并向外散发高温热量。制冷面和发热面之间的温差与流经半导体制冷片的电流成正比，因此在工作电流恒定时，两者的温差也是恒定的。因为制冷块外壁上还安装有风扇，且风扇与半导体制冷片发热面相对设置，因此当风扇得电工作时，风扇将吹动空气带走发热面的热量，也即为发热面降温。这样，在半导体制冷片同样工作电流情况下，在发热面温度被降低的情况下，其制冷面只能继续降低温度才能保证两者温差恒定，也即使制冷面贴紧的制冷块温度更低。为方便叙述，将该制冷方式称为第二制冷（冷凝）方式或再制冷（冷凝）。经过上述第一制冷（冷凝）方式或初制冷（冷凝）和第二制冷（冷凝）方式或再制冷（冷凝）的双重制冷后，制冷块的温度将被大大降低，可以快速达到零度甚至零度以下。制冷块的内部附加部件主要包括设置在制冷块内的气道，气道是所采集烟气流通的通道。当烟气进入气道时，就会通过气道壁与制冷块进行快速热交换，此时烟气中的水气将因遇冷而凝结成水滴，并在烟气气流带动下向末端流动，这样就起到了对烟气除水的作用。制冷块的外部附加部件还包括设置在支撑块底部的储水瓶，储水瓶与气道末端连通，因此气道流出的冷凝水将被收集到储水瓶中。储水瓶上部连接有出气管，以便于除水后的烟气被后续抽气装置抽走。储水瓶底部连通有排水管，排水管上安装有排水机构，通过排水机构可以及时将收集的凝结水排出，保障了本高效率烟气除水装置的工作可靠性。

所述排水机构包括安装在排水管上的排水泵9。排水泵得电时会将储水瓶内的水抽吸出来，也就起到排水作用，当排水泵失电时，排水管就被排水泵关闭，起到了封闭储水瓶的作用，因此可以通过控制排水泵的工作状态实现储水瓶排水和除水功能，操作非常简单。

所述安装件包括底座11，底座底部设有与半导体制冷片的发热面卡装配合的卡槽12，底座上部固设有散热片13，所述风扇安装在底座或散热片上并与散热片贴紧设置。底座上的卡槽可以起到对半导体制冷片定位的作用，使半导体制冷片被压紧后不能沿制冷块外壁滑动，保证了结构稳定性和工作可靠性。底座上部固设的散热片主要起增大底座表面积的作用，也就是增强底座散热性的作用。因为底座卡槽与半导体制冷片发热面贴紧配合，底座会传递很多热量，设置散热片后可以起到增强散热的作用。因为风扇安装在底座或散热片上并与散热片贴紧设置，因此风扇吹出或抽出的风会全部流经散热片，也就能快速带走散热片的热量，起到了快速散热的作用。

相邻半导体制冷片之间的制冷块外壁上安装有保温层10。设置保温层后，相邻制冷块之间的裸露的制冷块外壁与外界空气将被隔离开来，这样空气就不会与制冷块进行热交换，也就不会加热被降温后的制冷块，有助于提高除水效率和效果。

在本高效率烟气除水装置中，制冷块内还设有上下延伸的冷凝管14，冷凝管下端与出气管上端连接，冷凝管出气端安装有抽气泵15。冷凝管设置在制冷块中，可以对从出气管抽取的气体进行再次冷凝，保证了除水的彻底性。因为冷凝管是上下延伸设置的，因此再次冷凝后的水将会沿冷凝管内壁自动流回储水瓶内。在冷凝管出气端安装抽气泵可以对烟气进行恒流速抽气，保证烟气的稳定冷凝和除水，有利于后续烟气的各项参数测定。

气道在制冷块内呈S形设置。S形气道设置，可以在确定体积的制冷块中扩大气道内壁面积，也就增大了烟气与制冷块的接触面积，有助于提高制冷块利用率和制冷效率。

在本实施例中，制冷块内设有从中心向上延伸到顶面的安装孔16，安装孔底部安装有温度传感器17，安装孔上端填充有固定温度传感器的数据线18的密封胶19。因为安装孔是从制冷块中心向上延伸设置的，因此，当温度传感器在重力作用下被安装到安装孔底部时将直接位于整个制冷块的中心，可以检测出制冷块的真实温度。温度传感器的数据线通过密封胶固定在安装孔口部，不但保证了密封效果，而且在温度传感器损坏时，只需挖开密封胶即可将温度传感器取出，非常方便。

储水瓶内安装有液位传感器20。通过液位传感器可以检测储水瓶的液位高低，这样就可以对排水泵的控制提供依据。当液位过高时开启排水泵进行排水，当液位过低时，关闭排水泵进行储水。

Claims (8)

1.一种高效率烟气除水装置，其特征是：包括制冷块（1），制冷块（1）外壁上通过安装件（2）安装有风扇（3），制冷块（1）外壁和安装件（2）之间夹紧设置有半导体制冷片（4），半导体制冷片（4）的制冷面与制冷块（1）侧壁贴紧设置，半导体制冷片（4）的发热面朝向风扇（3）设置，制冷块（1）内设有气道（5），制冷块（1）下端密封连接有与气道（5）输出端连通的储水瓶（6），储水瓶（6）上部连通有出气管（7），储水瓶（6）底部连通有排水管（8），排水管（8）上安装有排水机构。

2.如权利要求1所述的高效率烟气除水装置，其特征是：所述排水机构包括安装在排水管（8）上的排水泵（9）。

3.如权利要求1或2所述的高效率烟气除水装置，其特征是：所述安装件（2）包括底座（11），底座（11）底部设有与半导体制冷片（4）的发热面卡装配合的卡槽（12），底座（11）上部固设有散热片（13），所述风扇（3）安装在底座（11）或散热片（13）上并与散热片（13）贴紧设置。

4.如权利要求3所述的高效率烟气除水装置，其特征是：相邻半导体制冷片（4）之间的制冷块（1）外壁上安装有保温层（10）。

5.如权利要求4所述的高效率烟气除水装置，其特征是：制冷块（1）内还设有上下延伸的冷凝管（14），冷凝管（14）下端与出气管（7）上端连接，冷凝管（14）出气端安装有抽气泵（15）。

6.如权利要求5所述的高效率烟气除水装置，其特征是：气道（5）在制冷块（1）内呈S形设置。

7.如权利要求6所述的高效率烟气除水装置，其特征是：制冷块（1）内设有从中心向上延伸到顶面的安装孔（16），安装孔（16）底部安装有温度传感器（17），安装孔（16）上端填充有固定温度传感器（17）的数据线（18）的密封胶（19）。

8.如权利要求7所述的高效率烟气除水装置，其特征是：储水瓶（6）内安装有液位传感器（20）。