CN107478471B - 一种烟尘采样干燥系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟尘采样干燥系统，包括干燥器和烟尘采集设备，所述干燥器包括：冷凝室和互为备用的两个干燥室；烟尘首先进入冷凝室冷却，冷凝去除部分水分后，进入其中一个干燥室进行干燥，烟尘采集设备对干燥后的烟尘进行采集，将剩余烟尘送入另一干燥室，干燥后的剩余烟尘将另一干燥室内的湿气带走排空。本发明能够提高烟尘干燥效果及干燥效率。

Description

一种烟尘采样干燥系统

技术领域

本发明涉及一种烟尘采样干燥系统。

背景技术

在固定污染源烟尘颗粒物采样过程中，烟道中的气体通常具有较高温度，在湿法电除尘和湿法脱硫后，烟尘具有较高的相对湿度。当使用仪器进行采样时，由烟尘温度降低至室外大气温度时，烟尘的相对湿度会进一步升高，为了保护仪器，需要在仪器入口增加干燥保护系统。

现有技术中有一种烟尘采样器干燥瓶，由缓冲区和干燥区组成，缓冲区使用空冷，干燥区使用变色硅胶进行干燥，该方式需要经常更换硅胶，且干燥效果一般；还有一种气体干燥积液器，使用机械冷凝和过滤两种干燥方式，干燥效果一般，且需要手动排水。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种烟尘采样干燥系统，解决现有技术中烟尘干燥效果不佳的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种烟尘采样干燥系统，包括干燥器和烟尘采集设备，所述干燥器包括：冷凝室和互为备用的两个干燥室；烟尘首先进入冷凝室冷却，冷凝去除部分水分后，进入其中一个干燥室进行干燥，烟尘采集设备对干燥后的烟尘进行采集，将剩余烟尘送入另一干燥室，剩余烟尘将另一干燥室内的水汽带走排出。

本发明还包括半导体制冷片，所述半导体制冷片与每个干燥室相对应设置有至少一个；冷凝室内对应所述半导体制冷片的冷区设有冷区散热片。

所述冷区散热片呈多齿结构。

所述干燥室内对应半导体制冷片的热区设有热区散热片。

所述冷凝室的底部设有排水口，排水口连接有排水电磁阀。

所述干燥室内填充的干燥剂为变色硅胶，干燥室上预留有硅胶更换口。

所述烟尘采集设备包括：烟尘流量控制器和烟尘采样泵，烟尘采样泵将烟尘抽吸至烟尘流量控制器对烟尘进行流量采集控制。

所述烟尘流量控制器的入口处设有湿度传感器，当采集的烟尘湿度大于设定值时，则由当前干燥室切换至另一干燥室进行烟尘干燥。

两干燥室采用一体连接结构，内部通过冷凝室隔离为两个独立的空间，形成两个独立的干燥室。

所述冷凝室的出气口、两干燥室的进气口和出气口分别设有切换电磁阀，所述切换电磁阀经光耦隔离连接单片机的数字端口，单片机通过控制切换电磁阀的开关实现两干燥室的自动切换。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

设置了两个干燥室互为备用，能够提高烟尘干燥效果，降低变色硅胶的损耗率，提高干燥效率；

利用半导体制冷片的冷区进行烟尘冷却去除部分水分，利用半导体制冷片的热区对备用干燥室内的变色硅胶进行干燥，充分利用半导体制冷片的释放出的冷热能源，避免能源浪费；

同时借助采样后剩余的干燥烟尘带走备用干燥室内的水汽，提高了备用干燥室的干燥恢复效果，延长变色硅胶更换时间；

冷凝室底部连接排水电磁阀，实现冷凝水及时自动排出，同时采用电磁阀实现两干燥室的自动切换，自动化程度高。

附图说明

图1是本发明中干燥器的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明的结构示意图；

图中：1、冷凝室；2、干燥室一；3、干燥室二；4、冷凝室进气口；5、冷凝室出气口；6、排水口；7、干燥室一进气口；8、干燥室一硅胶更换口；9、干燥室一出气口；10、干燥室二进气口；11、干燥室二硅胶更换口；12、干燥室二出气口；13、半导体制冷片；14、冷区散热片；15、热区散热片；16、干燥器；17、三通电磁阀一；18、三通电磁阀二；19、三通电磁阀三；20、排水电磁阀；21、三通电磁阀四；22、三通电磁阀五；23、烟尘流量控制器；24、烟尘采样泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明提供的烟尘采样干燥系统，包括干燥器16和烟尘采集设备，通过干燥器16实现烟尘干燥，通过烟尘采集设备实现烟尘采集，根据烟尘的湿度检测结果切换干燥器16的运行方式。

如图1所示，是本发明中干燥器16的结构示意图，包括设于干燥器16内部的冷凝室1，干燥器16的内腔通过冷凝室1隔离出两个独立的空间从而形成两个独立的干燥室，两干燥室互为备用。为了便于描述，将两干燥室分别命名为干燥室一2和干燥室二3。

干燥室一2的干燥室二3内填充有可恢复干燥剂，作为本发明的较佳实施例，可恢复干燥剂选用变色硅胶。干燥室一2和干燥室二3可以采用相同的设计结构，具体为：顶部设有进气口，底部预留有硅胶更换口，侧壁设有出气口。冷凝室1的顶部设有冷凝室进气口4和冷凝室出气口5，底部设有排水口6，排水口6上连接排水电磁阀。

如图2所示，冷凝室1的外壁对应干燥室一2和干燥室二3分别设有一组半导体制冷片13，两组半导体制冷片13可独立开启或关闭。冷凝室1的内壁对应半导体制冷片13的冷区设有冷区散热片14，干燥室内对应半导体制冷片13的热区设有热区散热片15，热区散热片15通过导热硅脂与半导体制冷片13相连。冷区散热片14呈多齿结构，能有效降低烟尘温度到露点温度之下，使烟尘中的水分凝结沉积至冷凝室1底部，由排水口6排出。

如图3所示，是本发明的结构示意图。为了提高本发明的自动化程度，干燥室一2的进气口、出气口和干燥室二3的进气口、出气口以及冷凝室1出气口分别连接三通电磁阀。为便于描述，将三通电磁阀的三个端口分别命名为：端口A、端口B和端口C，端口A为公共端，可通过隔离数字信号进行控制端口A与端口B或端口A与端口C连通。下面结合图3对干燥器16的工作过程做进一步详细描述。

工作模式一：干燥室一处于运行状态，干燥室二处于备用状态；此时与干燥室一2对应设置的半导体制冷片13处于关闭模式，与干燥室二3对应设置的半导体制冷片13处于开启模式；各三通电磁阀的端口连通状态如下：

1、三通电磁阀一17：端口A-端口C，端口B关闭；

2、三通电磁阀二18：端口A-端口B，端口C关闭；

3、三通电磁阀三19：端口A-端口C，端口B关闭；

4、三通电磁阀四21：端口A-端口B，端口C接大气；

5、三通电磁阀五22：端口A-端口C，端口B关闭；

本发明处于工作模式一时，烟尘通过冷凝室进气口4进入冷凝室1，经半导体制冷片13的冷却作用，会有部分冷凝水析出，沉积于冷凝室1的底部，通过定时开启排水电磁阀20将冷凝水排出。

冷却后的烟尘由冷凝室出气口5进入三通电磁阀二18的端口A、端口B和三通电磁阀三19的端口C、端口A，然后流经干燥室一的进气口7，进入干燥室一2；干燥室一2的内部变色硅胶通过吸附作用对烟尘进行干燥。此时与干燥室一2对应设置的半导体制冷片13运行于关闭模式。干燥后的烟尘由干燥室一出气口9流出，经过三通电磁阀四21的端口A、端口B，依次经过烟尘流量控制器23和烟尘采样泵24；烟尘流量控制器23的入口端布置有湿度传感器，对烟尘湿度进行监测；烟尘采样泵24为系统提供动力，对烟尘进行抽吸。

烟尘采样泵24的出口分别连接三通电磁阀三19的端口B和三通电磁阀一17的端口C；三通电磁阀三19的端口A与端口C相连，端口B处于关闭状态；三通电磁阀一17的端口A与端口C相连，烟尘采样泵24的出口烟尘流经三通电磁阀一17的端口C、端口A，进入干燥室二3，干燥室二3同干燥室一2，内部充满变色硅胶，与干燥室二3对应设置的半导体制冷片13运行于开启模式，热量通过热区散热片15对干燥室二3内的变色硅胶进行加热，烟尘流入，可增大热量混合过程，带走干燥室二3内的部分水汽。烟尘由干燥室二出气口12流出；三通电磁阀五22的端口A与端口C相连，端口C与大气相连，因此烟尘经由三通电磁阀五22的端口A、端口C后，进入大气中。

工作模式二：干燥室二3处于运行状态，干燥室一2处于备用状态；此时与干燥室一2对应设置的半导体制冷片13处于开启模式，与干燥室二3对应设置的半导体制冷片13处于关闭模式；各三通电磁阀的端口连通状态如下：

1、三通电磁阀一17：端口A-端口B，端口C关闭；

2、三通电磁阀二18：端口A-端口C，端口B关闭；

3、三通电磁阀三19：端口A-端口B，端口C关闭；

4、三通电磁阀四21：端口A-端口C，端口B关闭；

5、三通电磁阀五22：端口A-端口B，端口C接大气；

本发明处于工作模式二时，烟尘同样首先通过冷凝室1去除部分水分，然后经三通电磁阀二18的端口A、端口C和三通电磁阀一17的端口B、端口A，进入干燥室二3；此时与干燥室二3对应设置的半导体制冷片13运行于关闭模式；烟尘经干燥室二3干燥后由干燥室二出气口12流出，干燥后的烟尘流经三通电磁阀五22的端口A、端口B和烟尘流量控制器23、烟尘采样泵24。

烟尘由烟尘采样泵24的出口流经三通电磁阀三19的端口B、端口A，进入干燥室一2，与干燥室一2对应设置的半导体制冷片13运行于开启模式，热量通过热区散热片15对干燥室一2内的变色硅胶进行加热，烟尘带走干燥室一2内的部分水汽，最后经由三通电磁阀四21的端口A、端口C后，进入大气中。

处于备用状态的干燥室可通过两种作用方式进行干燥自恢复：一是通过半导体制冷片13的热端的加热作用，二是通过烟尘采样泵24的尾气再循环，通常情况下，烟尘采样泵24运行过程中会有部分热量，且尾气再循环也可以加快干燥室的气体流动，提高干燥室的干燥恢复效果。

本发明中所有电磁阀的开启和关闭以及半导体制冷片13的开关信号均有单片机统一控制，单片机的数字端口通过光耦进行隔离控制开关信号，当检测到烟尘流量控制器23的入口相对湿度超过设定值时，则自动切换干燥室，提高干燥效率和干燥效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种烟尘采样干燥系统，其特征在于，包括干燥器和烟尘采集设备，所述干燥器包括：冷凝室和互为备用的两个干燥室；

烟尘首先进入冷凝室冷却，冷凝去除部分水分后，进入其中一个干燥室进行干燥，烟尘采集设备对干燥后的烟尘进行采集，将剩余烟尘送入另一干燥室，剩余烟尘将另一干燥室内的水汽带走排出；

还包括半导体制冷片，所述半导体制冷片与每个干燥室相对应设置有至少一个；冷凝室内对应所述半导体制冷片的冷区设有冷区散热片，所述干燥室内对应半导体制冷片的热区设有热区散热片；所述冷凝室的底部设有排水口。

2.根据权利要求1所述的烟尘采样干燥系统，其特征在于，所述冷区散热片呈多齿结构。

3.根据权利要求1所述的烟尘采样干燥系统，其特征在于，所述排水口连接有排水电磁阀。

4.根据权利要求1所述的烟尘采样干燥系统，其特征在于，所述干燥室内填充的干燥剂为变色硅胶，干燥室上预留有硅胶更换口。

5.根据权利要求1所述的烟尘采样干燥系统，其特征在于，所述烟尘采集设备包括：烟尘流量控制器和烟尘采样泵，烟尘采样泵将烟尘抽吸至烟尘流量控制器对烟尘进行流量采集控制。

6.根据权利要求5所述的烟尘采样干燥系统，其特征在于，所述烟尘流量控制器的入口处设有湿度传感器，当采集的烟尘湿度大于设定值时，则由当前干燥室切换至另一干燥室进行烟尘干燥。

7.根据权利要求1所述的烟尘采样干燥系统，其特征在于，两干燥室采用一体连接结构，内部通过冷凝室隔离为两个独立的空间，形成两个独立的干燥室。

8.根据权利要求1所述的烟尘采样干燥系统，其特征在于，所述冷凝室的出气口、两干燥室的进气口和出气口分别设有切换电磁阀，所述切换电磁阀经光耦隔离连接单片机的数字端口，单片机通过控制切换电磁阀的开关实现两干燥室的自动切换。

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