CN106872222B - 一种烟气采样中快速装卸的捕集装置与使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种烟气采样中快速装卸的捕集装置与使用方法，快速装卸的捕集装置主要由支撑架、保温盒、密封盖a、密封垫a、滤筒安装座、O圈、石英纤维滤筒、飞灰捕集管、密封垫b、密封盖b、冷凝瓶、密封盖c、密封垫c、树脂富集管、密封垫d、密封盖d、滑板a、滑动轴承a、导轨、承力座a、伸缩杆a、执行器a、滑板b、滑动轴承b、承力座b、伸缩杆b、执行器b等部件组成。通过执行器的关闭与开启，采集样品时实现快速安装飞灰捕集单元和树脂富集单元，并自动对中形成同心配合、保持密封，采集完毕后实现快速卸载飞灰捕集单元和树脂富集单元，获得烟气中烟尘和污染物样品。
Description
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监测，例如二噁英、重金属等，特别是适用于焚烧烟气中二噁英分析监测的样品采样中的一种快速装卸的捕集装置与方法。
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。捕集元件多为石英、玻璃材质制成，采用螺纹口并加密封垫手拧紧安装于采样气路、取样品时手拧螺纹口接头松开捕集元件。不仅操作复杂，而且密封性差，对样品准确性有影响。
为此提出了本发明装置及其使用方法，本发明的快速装卸的捕集装置通过控制执行器的开关，实现飞灰捕集单元和树脂富集单元的快速安装、自动对中、自动密封；取样时快速卸载获得的样品。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中快速装卸的捕集装置与使用方法，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监测，例如二噁英、重金属等，特别是适用于焚烧烟气中二噁英分析监测的样品采样中。
本发明提出的一种烟气采样中快速装卸的捕集装置，其特征在于，包括支撑架、保温盒、中部带通孔的密封盖a、环状密封垫a、中部带通孔的滤筒安装座、O圈、上端开口的石英纤维滤筒、二端开口的圆筒状飞灰捕集管、环状密封垫b、中部带通孔的密封盖b、冷凝瓶、中部带通孔的密封盖c、环状密封垫c、二端开口的圆筒状树脂富集管、环状密封垫d、中部带通孔的密封盖d、滑板a、滑动轴承a、导轨、承力座a、伸缩杆a、执行器a、滑板b、滑动轴承b、承力座b、伸缩杆b、执行器b；
密封盖a、密封垫a安装固定于支撑架上；密封盖a、密封垫a、滤筒安装座、O圈、飞灰捕集管、密封垫b、密封盖b依次从上至下接触、同轴配合安装，飞灰捕集管内部沿径向设有带通孔的隔板，石英纤维滤筒置于飞灰捕集管内的隔板上方；于密封盖b底部安装有冷凝瓶，冷凝瓶上设冷却介质进口和出口；于冷凝瓶底部安装有密封盖c、密封垫c、树脂富集管、密封垫d、密封盖d，且它们依次从上至下接触、同轴配合安装；密封垫b、密封盖b、冷凝瓶、密封盖c、密封垫c安装固定于滑板a一侧；于滑板a另一侧的背部安装有滑动轴承a和承力座a，滑动轴承a内穿套有导轨，执行器a和导轨安装固定于支撑架上，伸缩杆a一端与承力座a固接、另一端与执行器a传动连接；密封垫d、密封盖d安装固定于滑板b一侧；于滑板b另一侧安装有滑动轴承b和承力座b，滑动轴承b内穿套有导轨，执行器b安装固定于支撑架上，伸缩杆b一端与承力座b固接、另一端与执行器b传动连接。
密封盖a材质为钛合金、不锈钢制成的中部带通孔的盖子、下端盖口为锥台形，安装于支撑架上；于密封盖a内装有密封垫a，采样枪单元的采样枪内管末端穿透密封盖a和密封垫a中部的通孔与石英纤维滤筒内部相连通。
滤筒安装座由钛合金、不锈钢或聚四氟乙烯制成，下部外表面具有锥台面结构与商品石英纤维滤筒配合安装；于滤筒安装座上套设有O圈，锥台面插入石英纤维滤筒开口端。
飞灰捕集管由石英或玻璃制成的圆形管子、两端口外圆面设有螺纹、内部设有带孔的隔板；将密封盖a、密封垫a、滤筒安装座、O圈、石英纤维滤筒、飞灰捕集管、密封垫b、密封盖b依次接触、同心配合安装；当压紧时，飞灰捕集管两端口形成密封，使得采集的烟尘和烟气沿采样枪内管进入石英纤维滤筒，烟尘被石英纤维滤筒捕集、烟气穿透石英纤维滤筒而过进入冷凝瓶中的盘管内；
树脂富集管为内部沿径向设有微孔的筛板，筛板上堆放有树脂颗粒，从冷凝瓶中盘管内流出的气体和冷凝水流过树脂富集管，再进入冷凝水收集瓶，液态水聚集在冷凝水收集瓶底部，气体从冷凝水收集瓶顶部另外一个孔依次通往烟气采样仪器的主要部件，如计量单元，抽气单元，采样枪单元。
执行器a为商品的气缸、液压油缸或电动执行器；在系统控制下，开启执行器a产生向上或向下的作用力经伸缩杆a、承力座a传递给滑板a、继而带动安装于滑板a上固定安装的部件向上或向下移动。
执行器b为商品的气缸、液压油缸或电动执行器；在系统控制下，开启执行器b产生的作用力经伸缩杆a、承力座a传递给滑板b、继而带动安装于滑板b上固定安装的部件向上或向下移动。
烟气采样中快速装卸的捕集装置的使用方法：将石英纤维滤筒安装于滤筒安装座上，滤筒安装座上套设有O圈，石英纤维滤筒放置于飞灰捕集管内形成飞灰捕集单元；将树脂富集管内加一定量的树脂形成树脂富集单元；通过系统控制，放置飞灰捕集单元时：将飞灰捕集管底部端口沿密封盖b的锥口放置于密封垫b上，开启执行器a，滑板a收到推力向上移动，滤筒安装座外侧壁沿密封盖a的锥口轴向移动、自动形成同心配合，直至上端面与密封垫a紧密接触、O圈分别与滤筒安装座和飞灰捕集管紧密接触形成密封，并保持一定大小的推力不变；放置树脂富集单元时：将树脂富集管下端口沿密封盖d的锥口放置于密封垫d上，开启执行器b，滑板b收到推力向上移动，飞灰捕集管上端口外侧壁沿密封盖c的锥口轴向移动、自动形成同心配合，直至上端面与密封垫c紧密接触形成密封，并保持一定大小的推力不变；采集完毕后，取下飞灰捕集单元时：关闭执行器a和执行器b，滑板a和滑板b受到向下的重力而下滑至下限位置，密封垫a与密封垫b之间的间隙增大，迅速取出飞灰捕集管单元；取下树脂富集单元时：关闭执行器b，滑板b受到向下的重力而下滑至下限位置，密封垫c与密封垫d之间的间隙增大，迅速取出树脂富集单元。
本发明的有益效果是：本发明提出的快速装卸的捕集装置，代替了靠螺纹口拧紧连接的捕集装置；且结构简单、技术成熟、省去了大量繁琐人工操作，特别适用于排放烟气中二噁英样品采集。
附图说明
图1为本发明的一种烟气采样中快速装卸的捕集装置在采集过程中的连接示意图。在抽气单元驱动下，管路内部形成负压，烟囱内的烟气被抽入，经过采样枪单元和飞灰捕集单元，飞灰被滤筒捕集，气体经过冷凝瓶冷却后，进入树脂富集单元富集后，冷凝水进入收集瓶，气体本发明的水样品前处理参数计量和控制的系统。
其中，1为支撑架进；2为保温盒；3为密封盖a、4为密封垫a、5为滤筒安装座、6为O圈，7为滤筒，8为飞灰捕集管，9为密封垫b，10为密封盖b，11为冷凝瓶，12为密封盖c，13为密封垫c，14为树脂富集管，15为密封垫d，16为密封盖d，17为滑板a，18为滑动轴承a，19为导轨，20为承力座a，21为伸缩杆a，22为执行器a，23为滑板b，24为滑动轴承b，25为承力座b，26为伸缩杆b，27为执行器b，28为冷凝水收集瓶，29为计量单元，30为抽气单元，31为采样枪单元。
图2为本发明的烟气采样中快速装卸的捕集装置的示意图。序号所示物体名称同图1。
具体实施方式
飞灰捕集管、冷凝瓶、树脂富集管均为高硼玻璃制造的部件；导轨选用15mm宽规格的直线导轨，滑动轴承a和滑动轴承b选用15mm宽规格的滑块；伸缩杆a、执行器a、伸缩杆b、执行器b选用行程为100mm推杆直径20mm的气缸；
将石英纤维滤筒安装于滤筒安装座上，滤筒安装座上套设有O圈，石英纤维滤筒放置于飞灰捕集管内形成飞灰捕集单元；将树脂富集管内加一定量的树脂形成树脂富集单元；
通过系统控制，放置飞灰捕集单元时：将飞灰捕集管底部端口沿密封盖b的锥口放置于密封垫b上，开启执行器a，滑板a收到推力向上移动，滤筒安装座外侧壁沿密封盖a的锥口轴向移动、自动形成同心配合，直至上端面与密封垫a紧密接触、O圈分别与滤筒安装座和飞灰捕集管紧密接触形成密封，并保持一定大小的推力不变；放置树脂富集单元时：将树脂富集管下端口沿密封盖d的锥口放置于密封垫d上，开启执行器b，滑板b收到推力向上移动，飞灰捕集管上端口外侧壁沿密封盖c的锥口轴向移动、自动形成同心配合，直至上端面与密封垫c紧密接触形成密封，并保持一定大小的推力不变；
采集完毕后，取下飞灰捕集单元时：关闭执行器a和执行器b，滑板a和滑板b受到向下的重力而下滑至下限位置，密封垫a与密封垫b之间的间隙增大，迅速取出飞灰捕集管单元；取下树脂富集单元时：关闭执行器b，滑板b受到向下的重力而下滑至下限位置，密封垫c与密封垫d之间的间隙增大，迅速取出树脂富集单元。
Claims (7)
1.一种烟气采样中快速装卸的捕集装置，包括支撑架（1），其特征在于：还包括保温盒（2）、中部带通孔的密封盖a（3）、环状密封垫a（4）、中部带通孔的滤筒安装座（5）、O圈（6）、上端开口的石英纤维滤筒（7）、二端开口的圆筒状飞灰捕集管（8）、环状密封垫b（9）、中部带通孔的密封盖b（10）、冷凝瓶（11）、中部带通孔的密封盖c（12）、环状密封垫c（13）、二端开口的圆筒状树脂富集管（14）、环状密封垫d（15）、中部带通孔的密封盖d（16）、滑板a（17）、滑动轴承a（18）、导轨（19）、承力座a（20）、伸缩杆a（21）、执行器a（22）、滑板b（23）、滑动轴承b（24）、承力座b（25）、伸缩杆b（26）、执行器b（27）；
所述的密封盖a（3）、密封垫a（4）安装固定于支撑架（1）上；密封盖a（3）、密封垫a（4）、滤筒安装座（5）、O圈（6）、飞灰捕集管（8）、密封垫b（9）、密封盖b（10）依次从上至下接触、同轴配合安装，飞灰捕集管（8）内部沿径向设有带通孔的隔板，石英纤维滤筒（7）置于飞灰捕集管（8）内的隔板上方；于密封盖b（10）底部安装有冷凝瓶（11），冷凝瓶（11）上设冷却介质进口和出口；于冷凝瓶（11）底部安装有密封盖c（12）、密封垫c（13）、树脂富集管（14）、密封垫d（15）、密封盖d（16），且它们依次从上至下接触、同轴配合安装；密封垫b（9）、密封盖b（10）、冷凝瓶（11）、密封盖c（12）、密封垫c（13）安装固定于滑板a（17）一侧；于滑板a（17）另一侧的背部安装有滑动轴承a（18）和承力座a（20），滑动轴承a（18）内穿套有导轨（19），执行器a（22）和导轨（19）安装固定于支撑架（1）上，伸缩杆a（21）一端与承力座a（20）固接、另一端与执行器a（22）传动连接；密封垫d（15）、密封盖d（16）安装固定于滑板b（23）一侧；于滑板b（23）另一侧安装有滑动轴承b（24）和承力座b（25），滑动轴承b（24）内穿套有导轨（19），执行器b（27）安装固定于支撑架（1）上，伸缩杆b（26）一端与承力座b（25）固接、另一端与执行器b（27）传动连接。
2.如权利要求1所述的捕集装置，其特征在于，密封盖a（3）材质为钛合金、不锈钢，其为中部带通孔的盖子、下端盖口为锥台形，安装于支撑架（1）上；于密封盖a（3）内装有密封垫a（4），采样枪单元（31）的采样枪内管末端穿透密封盖a（3）和密封垫a（4）中部的通孔与石英纤维滤筒（7）内部相连通。
3.如权利要求1所述的捕集装置，其特征在于，滤筒安装座（5）由钛合金、不锈钢或聚四氟乙烯制成，下部外表面具有锥台面结构与石英纤维滤筒（7）配合安装；于滤筒安装座（5）上套设有O圈（6），锥台面插入石英纤维滤筒（7）开口端。
4.如权利要求1所述的捕集装置，其特征在于，飞灰捕集管（8）由石英或玻璃制成，其为圆形管子、两端口外圆面设有螺纹、内部设有带孔的隔板；将密封盖a（3）、密封垫a（4）、滤筒安装座（5）、O圈（6）、石英纤维滤筒（7）、飞灰捕集管（8）、密封垫b（9）、密封盖b（10）依次接触、同心配合安装；当压紧时，飞灰捕集管（8）两端口形成密封，使得采集的烟尘和烟气沿采样枪单元（31）内管进入石英纤维滤筒（7），烟尘被石英纤维滤筒（7）捕集、烟气穿透石英纤维滤筒而过进入冷凝瓶（11）中的盘管内；
树脂富集管（14）为内部沿径向设有微孔的筛板，筛板上堆放有树脂颗粒，从冷凝瓶（11）中盘管内流出的气体和冷凝水流过树脂富集管（14）。
5.如权利要求1所述的捕集装置，其特征在于，执行器a（22）为气缸、液压油缸或电动执行器；在系统控制下，开启执行器a（22）产生向上或向下的作用力经伸缩杆a（21）、承力座a（20）传递给滑板a（17）、继而带动安装于滑板a（17）上固定安装的部件向上或向下移动。
6.如权利要求1所述的捕集装置，其特征在于，执行器b（27）为气缸、液压油缸或电动执行器；在系统控制下，开启执行器b（27）产生的作用力经伸缩杆b（26）、承力座b（25）传递给滑板b（23）、继而带动安装于滑板b（23）上固定安装的部件向上或向下移动。
7.一种权利要求1-6任一所述烟气采样中快速装卸的捕集装置的使用方法，其特征在于：将石英纤维滤筒（7）安装于滤筒安装座（5）上，滤筒安装座（5）上套设有O圈（6），石英纤维滤筒（7）放置于飞灰捕集管（8）内形成飞灰捕集单元；将树脂富集管（14）内加一定量的树脂形成树脂富集单元；通过系统控制，放置飞灰捕集单元时：将飞灰捕集管（8）底部端口沿密封盖b（10）的锥口放置于密封垫b（9）上，开启执行器a（22），滑板a（17）受到推力向上移动，滤筒安装座（5）外侧壁沿密封盖a（3）的锥口轴向移动、自动形成同心配合，直至上端面与密封垫a（4）紧密接触、O圈（6）分别与滤筒安装座（5）和飞灰捕集管（8）紧密接触形成密封，并保持一定大小的推力不变；放置树脂富集单元时：将树脂富集管（14）下端口沿密封盖d（16）的锥口放置于密封垫d（15）上，开启执行器b（27），滑板b（23）受到推力向上移动，飞灰捕集管（8）上端口外侧壁沿密封盖c（12）的锥口轴向移动、自动形成同心配合，直至上端面与密封垫c（13）紧密接触形成密封，并保持一定大小的推力不变；采集完毕后，取下飞灰捕集单元时：关闭执行器a（22）和执行器b（27），滑板a（17）和滑板b（23）受到向下的重力而下滑至下限位置，密封垫a（4）与密封垫b（9）之间的间隙增大，迅速取出飞灰捕集单元；取下树脂富集单元时：关闭执行器b（27），滑板b（23）受到向下的重力而下滑至下限位置，密封垫c（13）与密封垫d（15）之间的间隙增大，迅速取出树脂富集单元。
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