CN106872219A - 烟气采样用的在线可原位再生的气体干燥器及使用方法 - Google Patents

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袁和平
王淑秋
邹黎黎
苏凡
倪余文
陈吉平
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Abstract

本发明提供了一种烟气采样用的在线可原位再生的气体干燥器，主要由三通阀A、通断阀A、通断阀B、干燥筒A、干燥筒B、三通阀B、通断阀C、通断阀D等部件组成。通过阀门的切换，使得两个并联的干燥筒同时分别处于气体干燥和再生恢复的状态，设定的一段时间后，两个并联的干燥筒状态互换，周而复始；实现了气体的原位再生和连续长时间工作。具有操作简单、便捷、可靠性好等优点。

Description

烟气采样用的在线可原位再生的气体干燥器及使用方法
技术领域
本发明属于环境分析和监测领域，主要涉及固定焚烧源诸如水泥厂、垃圾焚烧厂、钢厂、锅炉等烟囱的排放烟气中目标污染物分析和一般排放物监测，例如二噁英、重金属、硫化物、氮化物等，适用于烟气采样用的一种在线可原位再生的气体干燥器，特别是适用于焚烧烟气中二噁英分析连续采样过程。
背景技术
固定源烟气排放中含有的有机污染物，尤其是二噁英类等，虽然绝对含量非常低，但是由于其毒性、持久性，生物富集性和长距离传输的特性，引起人们的广泛重视。在烟道、烟囱及排气筒等固定污染源排放废气的环境监测中，颗粒物与气态污染物的采样和监测，主要有便携式仪器监测、烟道气尘的在线监测等。
这些采样监测中，我国国家环保标准GB/T16157-1996及我国环境保护行业标准HJ/T 77.2-2008和现行的欧盟EN1948、美国EPA23方法中，多采用烟气采样仪通过采样枪从烟囱内抽取烟道气样品，滤筒捕集固态颗粒物、树脂富集气态污染物的样品采集方法。然而，由于烟道气湿度大、腐蚀性强，取样过程未对烟气中酸性气体成分去除，当混有水汽时腐蚀性很强，在进入仪器内部管路之前，为了防止仪器内测量元件、管路、真空泵等部件被腐蚀和破坏，往往需要在捕集装置和仪器主机之间加设气体干燥器。对于便携式烟气采样仪来说，一般的做法是在管路上串联干燥瓶，内装硅胶干燥剂，采集1-2个样品之后，硅胶失效需要更换新的，不仅操作复杂，而且成本较高，一次性使用存在浪费；对于连续烟道气采样仪，由于采集样品需要少则1-2周、多则1-2月，采集的烟气体积量巨大，采样管路上采用一般干燥瓶短时间即失效、无法停止采样多次更换，尚未发现适用于连续采样过程、长时间、免维护的干燥器。
为此提出了本发明的一种烟气采样用的在线可原位再生的气体干燥器，本发明的气体干燥器，通过阀门的切换，使得两个并联的干燥筒同时分别处于气体干燥和再生恢复的状态，设定的一段时间后，两个并联的干燥筒状态互换，周而复始；实现了气体的原位再生和连续长时间工作。具有操作简单、便捷、可靠性好等优点。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种烟气采样用的在线可原位再生的气体干燥器，主要涉及固定焚烧源诸如水泥厂、垃圾焚烧厂、钢厂、锅炉等烟囱的排放烟气中目标污染物分析和一般排放物监测，例如二噁英、重金属、硫化物、氮化物等，适用于烟气采样用的一种在线可原位再生的气体干燥器，特别是适用于焚烧烟气中二噁英分析连续采样过程。
本发明提出的一种烟气采样用的在线可原位再生的气体干燥器，主要组成部分包括三通阀A、通断阀A、通断阀B、干燥筒A、干燥筒B、三通阀B、通断阀C、通断阀D等部件组成；该干燥器采用竖直安装方式，用于烟气采样时，烟气样品抽取依次经过采样枪单元、捕集单元后进入干燥器，气体干燥后进入采样仪器；潮湿的气体从下方口进入三通阀A的公共端口(1a)；三通阀A的另外2个端口(1b)、(1c)分别用管路连接至干燥筒A和干燥筒B底部；于干燥筒A底部入口接有支路连接通断阀A；于干燥筒B底部入口接有支路连接通断阀B；干燥后的气体从干燥器A和干燥筒B上方出口分别经管路连接至三通阀B的2个端口(6b)、(6c)；于干燥筒A顶部出口接有支路连接通断阀C；于干燥筒B顶部出口接有支路连接通断阀D；三通阀B的公共端口(6a)连接至烟气采样仪器。
三通阀A和三通阀B是具有三个端口a、b、c的阀门，默认状态下，公共端口a分别与b端口相连通、与c端口隔断，电动、气动或手动切换后，a分别与b端口相隔断、与c端口连通。
通断阀A、通断阀B、通断阀C、通断阀D，默认状态下2个端口之间处于隔断状态，电动、气动或手动切换后，2个端口之间连通。
干燥筒A和干燥筒B是两个结构一样的筒体，由不锈钢、钛合金材质加工而成的圆筒零件、上下端面各有一个气路接口、圆柱侧面设有一个玻璃视窗口、内部设有锥形的网格、底部设有加热元件和温度传感器，锥形网格上装载颗粒状的干燥剂。
干燥剂为硅胶颗粒干燥剂、分子筛干燥剂，在常温下潮湿气体通过时可以吸收水分，且在加热100-600℃时可以脱水再生。
捕集单元为烟气采样标准规定的对烟尘和烟气中被分析目标进行收集的部件。
一种烟气采样用的在线可原位再生的气体干燥器使用时：潮湿的烟气从三通阀A进入，流经干燥筒A，被干燥剂吸收大量的水分后，从三通阀B流出，进入烟气采样仪器，干燥器左半部分处于气体干燥工作状态；同时，通断阀B和通断阀D开启，干燥筒B底部的加热元件(5b)和温度传感器(5c)处于开启状态，将干燥筒内加热并保持在100-600℃，高压气缓缓从通断阀B流入干燥筒B，水分随热气流从通断阀D排入大气，干燥器右半部分处于再生状态；经过设定的一段时间后，切换阀门状态：三通阀A、三通阀B切换后，三通阀A的端口a与c连通、继而与干燥筒B底部连通，三通阀B的端口a与c连通、继而与干燥筒B顶部连通，通断阀A、通断阀C开启；通断阀B、通断阀D关闭；干燥器右半部分处于气体干燥工作状态、左半部分处于再生状态；左右两部分轮流使用和再生。
本发明的有益效果是：本发明提出的一种烟气采样用的在线可原位再生的气体干燥器，通过阀门的切换，使得两个并联的干燥筒同时分别处于气体干燥和再生恢复的状态，设定的一段时间后，两个并联的干燥筒状态互换，周而复始；实现了气体的原位再生和连续长时间工作。具有操作简单、便捷、可靠性好等优点，特别适用于排放烟气中样品连续采集。
附图说明
图1为本发明的一种烟气采样用的在线可原位再生的气体干燥器的示意图。
其中，1为三通阀A、2为通断阀A、3为通断阀B、4为干燥筒A、5为干燥筒B、6为三通阀B、7为通断阀C、8为通断阀D。
图2为本发明的在线可原位再生的气体干燥器在烟气采样中使用的示意图。9为采样仪器，10为采样枪单元，11为样品捕集单元，其他序号所示物体名称同图1。
图3为本发明的干燥器其中的干燥筒的结构示意图。
其中，5a为底部接口，5b为加热元件，5c为温度传感器，5d为网格，5e为干燥剂，5f为窥视管，5g为透明视窗口，5h为顶部接口。
具体实施方式
烟气采样用的在线可原位再生的气体干燥器，干燥筒A、干燥筒B采用不锈钢制成，该干燥器采用竖直安装方式；
干燥筒的圆柱侧面设有一个玻璃视窗口、内部设有锥形的网格、底部设有加热元件和温度传感器，锥形网格上装载颗粒状的干燥剂。
干燥剂选用粒径3mm左右硅胶颗粒干燥剂；
潮湿的烟气从三通阀A1进入，流经干燥筒A4，被干燥剂吸收大量的水分后，从三通阀B6流出，进入烟气采样仪器9，干燥器左半部分处于气体干燥工作状态；同时，通断阀B3和通断阀D8开启，干燥筒B5底部的加热元件5b和温度传感器5c处于开启状态，将干燥筒内加热并保持在120℃，高压气缓缓从通断阀B3流入干燥筒B5，水分随热气流从通断阀D8排入大气，干燥器右半部分处于再生状态；经过设定的一段时间后，切换阀门状态：三通阀A1、三通阀B6切换后，三通阀A1的端口a与c连通、继而与干燥筒B5底部连通，三通阀B6的端口a与c连通、继而与干燥筒B5顶部连通，通断阀A2、通断阀C7开启；通断阀B3、通断阀D8关闭；干燥器右半部分处于气体干燥工作状态、左半部分处于再生状态；左右两部分轮流使用和再生。

Claims (7)

1.一种烟气采样用的在线可原位再生的气体干燥器，其特征在于，包括三通阀A(1)、通断阀A(2)、通断阀B(3)、干燥筒A(4)、干燥筒B(5)、三通阀B(6)、通断阀C(7)、通断阀D(8)；
干燥筒A(4)和干燥筒B(5)上下两端分别有接口，
干燥筒A(4)和干燥筒B(5)上端接口分别与三通阀B(6)的二个接口相连；干燥筒A(4)和干燥筒B(5)上端接口处设有支路，支路上分别设有通断阀C(7)、通断阀D(8)；
干燥筒A(4)和干燥筒B(5)下端接口分别与三通阀A(1)的二个接口相连；干燥筒A(4)和干燥筒B(5)上端接口处设有支路，支路上分别设有通断阀A(2)、通断阀B(3)。
2.一种权利要求1所述气体干燥器的使用方法，其特征在于，
该干燥器的干燥筒A(4)、干燥筒B(5)采用竖直安装方式，用于烟气采样时，烟气样品抽取依次经过采样枪单元(10)、捕集单元(11)后进入干燥器，气体干燥后进入采样仪器(9)；潮湿的气体从下方口进入三通阀A(1)的公共端口(1a)；三通阀A(1)的另外2个端口(1b)、(1c)分别用管路连接至干燥筒A(4)和干燥筒B(5)底部；于干燥筒A(4)底部入口接有支路连接通断阀A(2)；于干燥筒B(5)底部入口接有支路连接通断阀B(3)；干燥后的气体从干燥器A(4)和干燥筒B(5)上方出口分别经管路连接至三通阀B(6)的2个端口(6b)、(6c)；于干燥筒A(4)顶部出口接有支路连接通断阀C(7)；于干燥筒B(5)顶部出口接有支路连接通断阀D(8)；三通阀B(6)的公共端口(6a)连接至烟气采样仪器(9)。
3.如权利要求2所述的使用方法，其特征在于，三通阀A(1)和三通阀B(6)是具有三个端口a、b、c的阀门，默认状态下，公共端口a分别与b端口相连通、与c端口隔断，电动、气动或手动切换后，a分别与b端口相隔断、与c端口连通。
4.如权利要求2所述的使用方法，其特征在于，通断阀A(2)、通断阀B(3)、通断阀C(7)、通断阀D(8)默认状态下2个端口之间处于隔断状态，电动、气动或手动切换后，2个端口之间连通。
5.如权利要求2所述的使用方法，其特征在于，干燥筒A(4)和干燥筒B(5)为两个结构一样的筒体，由不锈钢或钛合金材质加工而成的二端密闭的圆筒零件、上下端面各有一个气路接口、圆筒侧面设有一个玻璃视窗口、内部设有锥形的筛网、底部设有加热元件和温度传感器，锥形筛网与圆筒同轴，锥形筛网上装载颗粒状的干燥剂。
6.如权利要求5所述的使用方法，其特征在于，干燥剂为硅胶颗粒干燥剂、分子筛干燥剂，在常温下潮湿气体通过时可以吸收水分，且在加热100-600℃时可以脱水再生。
7.如权利要求2所述的使用方法，其特征在于，使用时：潮湿的烟气从三通阀A(1)进入，流经干燥筒A(4)，被干燥剂吸收大量的水分后，从三通阀B(6)流出，进入烟气采样仪器(9)，干燥器左半部分处于气体干燥工作状态；同时，通断阀B(3)和通断阀D(8)开启，干燥筒B(5)底部的加热元件(5b)和温度传感器(5c)处于开启状态，将干燥筒内加热并保持在100-600℃，高压气缓缓从通断阀B(3)流入干燥筒B(5)，水分随热气流从通断阀D(8)排入大气，干燥器右半部分处于再生状态；经过设定的一段时间后，切换阀门状态：三通阀A(1)、三通阀B(6)切换后，三通阀A(1)的端口a与c连通、继而与干燥筒B(5)底部连通，三通阀B(6)的端口a与c连通、继而与干燥筒B(5)顶部连通，通断阀A(2)、通断阀C(7)开启；通断阀B(3)、通断阀D(8)关闭；干燥器右半部分处于气体干燥工作状态、左半部分处于再生状态；左右两部分轮流使用和再生。
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