CN1106528C - 检测热氧化器效率的设备和测定热氧化器效率的方法 - Google Patents

Abstract

描述了检测热氧化器(200)效率的设备(9)。该设备将检测药品输入热氧化器中，因此可准确地测定检测药品通过热氧化器的入流速和出流速。轻便型的上述设备包括平台(10)、存储将成为检测药品蒸气的液体检测药品的储罐(26)和测定液体检测药品从储罐进入汽化器的流速的装置(94)。还描述了上述设备的使用方法，该方法提供可用于测定热氧化器效率的数据。

Description

检测热氧化器效率的设备和测定热氧化器效率的方法

                       发明领域

本发明涉及可用于检测热氧化器效率的设备以及该设备的使用方法。

                       发明背景

在许多制造场所需要处置废气流。尽管最简单且消耗最低的处理方法是将废气流排入周围的大气中，但在废气流含有有机化合物的情况下，上述处置方法会给环境带来危害，并可能触犯联邦政府、州或地区的污染控制法。因此，将废气流通过涤气器，以便从废气流中除去某些有机组分，然后将废气流安全地排入大气，这一方法已成为通常惯例。

通常用于从废气中去除有机化合物的装置是热氧化器。在典型的热氧化器中，废气流与含氧气流(例如空气)混合，然后穿过由燃烧易燃物质(例如天然气)产生的火焰。这一过程将有机化合物氧化，并把它们转变为二氧化碳和水。这样，热氧化器将某些有机化合物转变为对环境无害的化合物，这些无害化合物可安全地排入大气。在许多现代制造厂，热氧化器固定地安装在排气管道中。

尽管在理论上和在优选的实践中，热氧化器可氧化全部或基本上全部的废气流中所不希望的有机化合物，但在实际的实践中，热氧化器不能象期望的或要求的那样工作。例如，进入热氧化器的废气流可能流得太快，以致不能完全氧化全部有机化合物组分，或在废气流和火焰之间的接触可能不充分，因此，需要定期检测热氧化器的效率，这也是环境控制法常常要求的。

为了计算热氧化器的效率，需要测定进入其中的有机化合物氧化为二氧化碳和水的程度。因此，需要知道有机化合物进入热氧化器的质量流速。根据美国环保局(EPA)提出的程序，通常，在废气流在热氧化器中即将氧化之前的位点上，将检测药品输入废气流中，即输入热氧化器的进气流中。检测药品应当以已知和可调的质量流速输入废气流中，该质量流速假设为检测药品进入热氧化器的质量流速。

如果检测药品是气体，可合理地假设测得的在热氧化器入口处检测药品进入废气流的速度等于该检测药品进入热氧化器的实际速度。但是，如果检测药品是液体，同样的假设会认为不准确。例如，根据先有技术，可通过放置在向热氧化器输送废气流的输送管中的喷雾器把液体检测药品注入进入热氧化器的废气流中。这种方法通称为向废气流输送液体检测药品的吸液器技术。尽管该技术很容易监测通过喷雾器输送的液体检测药品的速度，但在完成测定热氧化器的效率之后，可以发现，在喷雾器和热氧化器之间的输送管中缀满液体检测药品的微滴(如果不是积液的话)。在这种情况下，不能采用测得的液体检测药品输入上述输送管的速度作为测定热氧化器效率的依据，因为所测速度完全不等于检测药品实际进入热氧化器的速度，且与该实际进入热氧化器的速度无任何已知相关。

根据前文所述，可以看出，在本领域中迫切需要将已知的和可控速度的液体检测药品确实输送到热氧化器中的设备和方法，以便能准确地测定热氧化器的效率。

                       发明概述

简言之，本发明一方面提供测定热氧化器效率的设备。该设备包括(a)含有至少一种液体检测药品的储罐；(b)与上述储罐间有流体联通，将至少一种液体检测药品汽化成检测药品蒸气的汽化器；(c)氧化气流中有机组分的热氧化器；(d)与热氧化器间有流体联通，将废气流输入热氧化器进气口的输送管，该输送管也与汽化器间有流体联通，以使检测药品蒸气和废气流在输送管中形成第一种混合物，该混合物进入热氧化器进气口，由此转变成干净的气流，并从热氧化器的排气口排出；(e)测定至少一种液体检测药品从储罐进入汽化器的流速的装置；和(f)测定检测药品蒸气或其氧化产物从热氧化器排出的流速的装置。

本发明另一方面提供可用于测定热氧化器效率的轻便型设备。该轻便型设备包括(a)平台，该平台上直接或间接安装有(i)含有至少一种液体检测药品的储罐(ii)与上述储罐间有流体联通，将至少一种来自该储罐的液体检测药品汽化成检测药品蒸气的汽化器，和(b)测定至少一种液体检测药品从储罐进入汽化器的流速的装置。

本发明还提供测定热氧化器效率的方法。该方法包括步骤(a)在一段时间内，以精确的流速将至少一种液体检测药品输入汽化器；(b)汽化上述液体检测药品，以形成检测药品蒸气；(c)将检测药品蒸气输入含有废气流的热氧化器的进气输送管，废气流与检测药品蒸气混合形成第一种混合物；(d)通过进气输送管将第一种混合物输入热氧化器进气口；(e)测定检测药品蒸气或其氧化产物从热氧化器排气口排出的流速；和(f)根据步骤(a)和(e)的流速计算热氧化器的效率。

                      附图简述

结合参看附图，将更好地理解前文概述和本发明下列优选实施方案详述。为图解说明本发明，在附图中表明了本发明的优选实施方案。但是应当理解，本发明不限于所示的具体设置和仪器化。

在整幅图中，相同的数字用来表示相同的部分。图中：

图1图解表示安装在本发明平台上的本发明的热氧化器效率检测器；和

图2为图1中效率检测器的注气喷嘴的放大横截面图。

                     优选实施方案详述

下文叙述中采用某些术语，这只是为方便起见，而并非限制。词汇“上”和“下”是指附图中作为参考系的方向。词汇“上游”和“下游”系指通道中气流的方向，即气体从管道的“上游”端流向管道的“下游”端。上述术语包括上面特别提到的词汇、这些词汇的派生词以及有相似含意的词。

本发明涉及可用于测定热氧化器效率的设备和方法。现将参考图1和图2说明本发明的优选设备及其测定热氧化器效率的操作方法。图1和图2中的设备9可用于美国环保局(United States EPA)序号为18、26A和7D的测定方法，以测定热氧化器效率。这些环保局(EPA)测定方法的公开内容在此全面引用以作参考。

图1表示平台10形式的平台，设备的其他组成部分直接或间接连接在该平台上。优选平台10的长度14为约6英尺，宽度18为约6英尺，高度22为约1英尺。平台10优选带有横截面为约8英寸(20cm)的狭槽(未表示出)，用于插入铲车臂，以便能搬运平台10。由于本发明的设备通常重几百镑，因此平台10优选由坚实的材料，例如象1/4英寸厚的铝板这样的材料制造。这种平台可由宾夕法尼亚州诺瑞斯城的伊诺法勃公司(Innofab Corp.of Norristown，PA)制造。

根据这一公开内容，本领域的技术人员将能理解，如果轻便性不是设备9所要求的或必须的特征，则可把下列组成部分安装在混凝土或任何其他坚固的底座上，由此把该设备固定地安置在热氧化器附近。不过，把设备9的下述组成部分安装在平台10上的优点是，设备9因此较轻便，从而能在热氧化器之间移动。因为没有必要经常不断地监测热氧化器的效率，因此本发明的轻便检测设备9提供的优点是，当需要适应性测定时，可将该设备重新安置到不同的热氧化器上，从而有效利用热氧化器效率检测器。

储罐26连接在平台10或其他适宜的底座上，该储罐优选带有如图所示附带的观测计30。液体检测药品(未表示出)在进入汽化器86之前贮存在储罐26中。储罐26的容量取决于需要通过汽化器输送的检测药品的量。例如，如果检测药品是甲苯，240加仑(910升)的储罐为适用，而如果检测药品是二氯甲烷，135加仑(510升)的储罐为适用。优选储罐26的压力编码为适用于125Psig(磅/平方英寸)的ASME，该储罐可由约翰森林公司(宾夕法尼亚州橡树岭)〔John Wood Co.(Oaks，Pennsylvania)〕获得。

观测计30使操作人员容易看到储罐26中大约有多少检测药品。这种适用于设备9的观测计30可由A.T.查德维克(宾夕法尼亚州本塞勒姆)〔A.T.Chadwick(Bensalem，PA)〕获得。

储罐26装有进液口34和排液口38，通过进液口可将液体检测药品加入储罐26中，排液口可使液体检测药品从储罐26中排出。如果设备9是轻便型，优选在把设备9运到其他场地进行热氧化器的效率检测之前，排净储罐26的液体。排液口38与浮球阀42间有流体联通，以打开和关闭排液口38。同样，进液口34与串联的两个浮球阀46和50间有流体联通，该串联浮球阀侧接可用于指示化学药品加料管线压力的压力指示器48。可采用泵(未表示出)和适宜的管道(未表示出)，例如象1/2英寸(1.24cm)Hydron^TM输送软管，将检测药品由大型储罐(未表示出)输入储罐26。适宜的软管可由航空液压(宾夕法尼亚州本塞勒姆)〔Ariline Hydraulics(Bensalem，PA)〕获得。

由于热氧化器的效率以热氧化器从废气流中去除化合物时的效率表示，因此，用于评价热氧化器效率的液体检测药品优选与将要去除的化合物相同或相似。这样，如果目的是测定例如从废气流中去除甲苯时热氧化器的效率，用于设备9的优选检测药品为甲苯。

用于本发明的优选液体检测药品包括甲苯和二氯甲烷。甲苯优选用于测定热氧化器从废气流中去除羟类，尤其是去除芳族羟时的效率。氯代烃二氯甲烷优选用于从测定热氧化器从废气流中去除氯代烃时的效率。本发明的液体检测药品也可以是液体检测药品的混合物，如甲苯和二氯甲烷的混合物。

虽然甲苯和二氯甲烷是优选的液体检测药品，其他适宜的液体检测药品还包括(举例而非限制)戊醇、乙酸丁酯、丁醇、三氯乙醛、环己酮、癸烷、乙苯、糠醇、异戊醇、乙酸异戊酯、异丁醇、乙酸异丁酯、甲基异丁基酮、四氢呋喃和二甲苯。

根据本发明，储罐26与汽化器86间有流体联通，存在(1)以连续可调且可测速度的方式将液体检测药品从储罐26推入汽化器86的推动装置，和(2)调节液体检测药品从储罐26进入汽化器86的流速的调节装置。

在本发明的优选实施方案中，上述推动装置优选包括高压气体，该高压气体例如来自气缸。文丘里阀(Venturi Valve)、压缩机或可提供高压气体的类似设备。高压气体优选来自气缸，优选来自位于58处气缸(未表示出气缸)的氮气。在效率测定器运行中，高压气体冲击储罐26中的液体检测药品。由于高压气体对液体检测药品施加压力，使该化学药品从储罐26流出，通过管道90，进入汽化器86。这样，高压气体在液体检测药品的上游，与液体检测药品间有流体联通。

根据图1所示优选实施方案，储罐26包括进气口54，以通过管道78使储罐26和58处的高压气体源(未表示出)间有流体联通。高压气体优选氮气，但也可以是压缩空气，优选能对检测药品施加至少约35psig(磅/平方英寸)的压力。约5-约10psig(磅/平方英寸)的压力足够使二氯甲烷检测药品进入汽化器86的速度为约200磅/小时(约90公斤/小时)，足够使甲苯检测药品进入汽化器86的速度为约600磅/小时(约270公斤/小时)。本发明的液体检测药品进入汽化器86的适宜流速为约35公斤/小时-约500公斤/小时，该流入速度取决于汽化器的设计。

根据本发明，可采用高压气体之外的推动装置将液体检测药品推入汽化器86。例如，可将液体检测药品的储罐26安置在汽化器86之上的高度，以便可利用重力提供足够的推动能力。另一种适宜的推动装置是位于从储罐26通至汽化器86的管道90中的泵。根据这一公开内容，本领域的技术人员将能理解，其他推动装置也可用于本发明，只要这些推动装置能提供充分和恒定的能力，以将检测药品从储罐26通过管道90推入汽化器86。

上述调节装置优选包括阀，例如优选位于储罐26和58的处气缸(未表示出)之间的阀70，它使施加在液体检测药品上的压力得到调节。上述阀优选用作调节液体检测药品进入汽化器86的流速的调节装置。

根据图1所示优选设备9，阀62、66、70和74位于管道78中。阀66是截止阀，用于帮助防止液体检测药品回流和进入位于58处的高压气体源(未表示出)。球形阀70是压力调节阀，它可调节从58处的气缸(未表示出)排出的气体的压力，以便对液体检测药品施加适宜且可调的压力。优选存在浮球阀62和74，以便在必要时使调节阀70分离，进行修理和调整。

根据本发明的优选实施方案，储罐26上还连接有减压阀76，该减压阀可用于减除进入储罐26的任何过量的压力。减压阀76优选适用于40-45psig(磅/平方英寸)的压力。

储罐26中还装有排液口82，该排液口优选与汽化器86间有流体联通。在连接储罐26和汽化器86的管道90中，与管道90成一直线装有测定液体检测药品进入汽化器86的流速的装置。优选的测定装置是如图1所示的管道90在线的流量计94。流量计94测定在管道90中从储罐26流出，然后进入汽化器86的液体检测药品的流速。

由这一讨论内容应当理解，任何适宜于监测液体检测药品流速的流量计都可用于本发明。浮球流量计或转子流量计优选用作本发明的流量计。这种流量计可从布鲁克仪器公司(宾夕法尼亚州，安布勒)〔BrooksInstruments(Ambler，PA)〕作为1110型(Model 1110)获得。上述流量计优选对通过流量计的流体温度的变化有反应，它对已校准的流速的设计精确度为±2％。因此，上述流量计优选以采用的具体检测药品进行校准。

可用于如图1和图2所示整个设备中的适宜的管道，例如管道78和90，为具有1.5英寸(3.8cm)隔热玻璃纤维的标号40的碳钢。上述管道的内径(ID)优选足够使约70磅/小时-约210磅/小时的液体检测药品通过。优选为从排液口82通向流量计94的管道90在线的两个浮球阀98和102以及压力指示器104。阀98用于在紧急情况下停止化学药品从储罐26中流出。阀102用于调节和保持使液体检测药品稳定流入流量计94。排液阀106位于流量计94和汽化器86之间的管道90中。排液阀106打开时，可使液体检测药品从管道90中排出。另一个阀108优选为设置在管道90的在线上，即在管道90即将与汽化器86连接的位点上。阀108用于快速停止向汽化器86输送检测药品，并消除在停止和开始热氧化器效率测定步骤时重新调节阀102的必要。

汽化器86能够把液体检测药品，即将要用于测定热氧化器效率的液态有机药品，转变为检测药品蒸气，即汽化的液体检测药品。由这一公开内容可以理解，任何适宜的汽化器都可用于本发明。汽化器86优选包含将液体检测药品导入汽化器的进液口、将液体检测药品转变为检测药品蒸气的汽化室和供检测药品蒸气从汽化器中排出的排气口。如图1所示，汽化器86的纵轴优选与平台10或其他平台所处平面垂直。不过，汽化器的纵轴也可以与平台10或其他平台所处平面平行。

如图1所示，汽化器86具有与储罐26间有流体联通的第一入口110和与水蒸汽源118间有流体联通的第二入口114。第一入口110用于将液体检测药品导入汽化器。汽化器86的底座122优选与平台10连接。更优选将汽化器86栓接或焊接在平台10上。靠近底座122的是与阀130和134间有流体联通的排液口126以及防汽阀138。阀系统130和134用于使汽化器迅速变热。这样，可关闭阀134，然后打开阀130，使冷凝液通过阀130迅速排出，汽化器迅速变热后，关闭阀130，将阀134向防汽阀打开，以便正常运转。汽化器86还具有排气口142，通过该排气口，检测药品蒸气流与水蒸汽混合排出。

优选的汽化器连有观测计146，该观测计如图1所示为优选附在汽化器86外面与汽化器纵轴平行的一段管子，很象沿着一只大杯外面的流动手柄。适宜的观测计具有透明区域，以使操作人员能看见汽化器内化学药品液体和/或蒸气的高度。观测计优选从恰好液体检测药品入口110上方出来，延伸到恰好检测药品蒸气排放口142的下方。这样安置观测计可使操作人员查看沿着汽化器86的主要部分，特别在汽化器86中液体检测药品转变为检测药品蒸气流的区域内发生了什么情况。

如图1所示，观测计146通过下位阀150和上位阀154与汽化器86相连。阀150优选纵向上在各第一和第二入口110和114之间。上位阀154优选位于大约在排气口142对面。观测计的直径并不严格。但是，在本发明的优选实施方案中，约1英寸(2.54cm)的直径适合于上述观测计。

第二入口114经由管道158与水蒸汽源118间有流体联通。管道158的内径优选为约1.5英寸(3.8cm)，该管道能输送压力至少为约80-约110psig(磅/平方英寸)(约550-约750kPa)的水蒸汽。阀162(手动阀)、166(手动阀)、170(压力调节阀)和174是设置在管道158的在线上，用于调节水蒸汽源118和汽化器86第二入口114之间的水蒸汽的压力和流量。压力指示器176位于阀170和174之间，设置在管道158的在线上。优选水蒸汽由阀170调节，以约15-约35psig(磅/平方英寸)(约100-约230kPa)的压力通过第二入口114进入汽化器。优选的水蒸汽压力由采用的液体检测药品以及该液体检测药品进入汽化器的速度决定。较高的水蒸汽压力优选用于沸点较高的液体检测药品。从汽化器86顶部延伸的阀156是手动排气阀。

本发明优选的汽化器86的构形能提供使液体检测药品与来自高压水蒸汽源118的水蒸汽之间的接触。当水蒸汽与液体检测药品接触时，液体检测药品转变为检测药品蒸气，从而在汽化器内形成水蒸汽和检测药品蒸气的混合物。虽然本发明优选的汽化器采用水蒸汽作能源，将检测药品从液态转变为气态，但是适当改变汽化器86，替代能源也可以使用。例如，汽化器86可采用穿过汽化室(未表示出)延伸的加热的盘管(未表示出)，以使与盘管接触的液体检测药品受热，并转变为蒸气。煤气、石油和电(电阻)加热器均可用于本发明采用的汽化器中。

可用于制造汽化器的材料是本领域中众所周知的，任何上述材料都适用于制造本发明的汽化器。优选的结构材料大部分或全部是惰性的，即在汽化器中，在所采用的条件下基本上与液体检测药品及检测药品蒸气二者均不发生反应。适宜的材料包括，例如不锈钢、碳钢、莫涅耳合金(monel)、镍或其他金属或金属的合金、聚氯乙烯或其他塑料、玻璃等，以及上述物质的组合物。

适宜的汽化器可由许多供应厂家获得。托马斯雷吉斯特(ThomasRegister)(1995年出版)在“汽化器”的标题下列出了遍及全美国的能提供适宜的汽化器的各种生产厂家。本发明优选的汽化器材料86是能以连续的方式将液体有机溶剂转变为溶剂蒸气的那些汽化器，即，汽化器86优选为连续汽化器，连续汽化器同时接收流入的检测药品液流和排出检测药品蒸气流，因此检测药品进入汽化器的质量流速基本上等于检测药品通过排气口142从汽化器86中排出的质量流速。

本发明优选的汽化器86可由强臂工程协会责任有限公司(宾夕法尼亚州，西切斯特)〔Armstrong Engineering Associates，Inc.(WestChester，PA)〕作为其“D”标准型汽化器获得，该汽化器能以约700-840磅/小时的速度汽化在约50°F下作为液体进入汽化器的甲苯，其中加热介质为至多约75psig(磅/平方英寸)的约320°F的饱和水蒸汽，其中排出蒸气的温度为约250°F。这种汽化器的外径为约8英寸(约20cm)，长约86英寸(约200cm)。通过提高水蒸汽压力，二氯甲烷的最大通过量可达约840磅/小时。

如图2中充分表明，本发明的设备具有管道182，该管道从汽化器86的排气口142伸出，终止于向热氧化器200输送废气流的输送管178的过道196中。输送管178具有限定过道196的管壁180，废气流经由上述过道在其通往热氧化器的路线上流动。过道196穿过上述输送管纵向延伸，并具有上游端和下游端，图2中箭头186指向下端，该下游端定义为比过道196的上游端离热氧化器近。泵或鼓风机(未表示出)通常装在上述输送管中，以便通过热氧化器排出废气流。

管道182具有纵轴184、外表面192、与汽化器排气口142连结的第一端204和终止于输送管178的过道196内的开口的第二端208。管道182经由法兰214穿过输送管178的管壁180延伸，上述法兰可能已经作为输送管178的构成部分存在，或可能需要增添，以使管道182穿过管壁180延伸。管道182优选由汽化器86向上延伸到输送管178。管道182优选具有靠近汽化器排气口142设置在管道182的在线上的阀(未表示出)，该阀可以在开始效率测定之前打开，以造成在开始效率测定之前在管道182中不存在任何液体。

管道182的开口端208以开口的角平面端面212终止。如图1所示，优选以这种方式将平面端面212定位，使它指向过道196的下游端。优选角端面212与纵向管轴184构成约50-约75度，更优选约60度的锐角θ。本发明优选的角端面增加了气流在输送管中的湍流，因此为在废气中夹带检测药品蒸气提供更好的混合形式。

优选放置温度计188或类似的温度监测装置，以便监测管道182中蒸气流的温度。当二氯甲烷为检测药品时，管道182的内径可以是约2英寸(约5cm)，当甲苯为检测药品时，上述内径可以是约3英寸(约7.6cm)。由于各种检测药品的密度和蒸气压均不同，上述管道的直径将随检测药品的特性而改变。通常，上述管径的选择应当考虑检测药品的特性以及所需流速和压力降，该流速和压力降依次将取决于为优化体系设计而选择的泵或鼓风机。

当液体检测药品进入汽化器86时，它和水蒸汽接触，从而形成包含检测药品蒸气和水蒸汽的第二种混合物。第二种混合物通过排气口142从汽化器排出，通过管道182，在热氧化器200入口处进入输送管178。输送管178输送废气流，当废气流与第二种混合物接触时，产生包含有检测药品蒸气、水蒸汽和废气流的第一种混合物，然后将第一种混合物输入热氧化器入口。第一种混合物通过热氧化器后转变成干净的气流。依热氧化器的效率而定，上述干净的气流可能含有残存的检测药品蒸气，和/或可能含有由检测药品蒸气形成的氧化产物。因此，如果热氧化器是火焰热氧化器，反应产物通常是烃类的燃烧产物，这些燃烧产物通常包括水和二氧化碳。在检测药品蒸气和/或废气流含有氯代烃的情况下，盐酸也可以是氧化产物。

热氧化器是众所周知的污染控制装置，它们通常用来处理含有易燃杂质的有害废气。热氧化器的运行包括在氧气存在下使充满杂质的气体升至高温，以便由此引起杂质燃烧，并产生纯化的气体。在废气中的杂质为有机物，因而容易燃烧的情况下，常常使用热氧化器。这样，本发明的热氧化器在运行中具有接收含杂质气体的进气口(未表示出)和排放处理后气体的排气口(未表示出)。本领域中已知的任何热氧化器都可用于本发明，使充满杂质的气体穿过火焰的热氧化器，通称为火焰热氧化器，完全适合于本发明的方法。

在一个实施方案中，本发明的设备9是轻便型，它不包括热氧化器。这个实施方案的优点在于，它可以与热氧化器分开。轻便型设备9足够小，以至在需要进行效率测定时，可以在热氧化器之间搬运该设备。此外，当搬运设备9时，不必包括搬运象位于58处的高压气体源(未表示出)所提供的将液体检测药品推入汽化器的推动装置。这是由于该轻便型设备可连接到在它搬运到的场所可得到的高压气体源或其他推动装置上。

本发明的设备9可用于根据EPA(美国环保局)程序，特别如EPA参考方法18、26A和7D中提出的程序，测定热氧化器的效率。但是，本发明的方法不限于在这些特定的测定方法中应用。

根据优选方法，在开始效率测定之前，图1所示整个设备用氮气吹洗。然后，在确保排液阀42、106、130和134关闭之后，向储罐26注入液体检测药品，例如甲苯和二氯甲烷。然后，从位于58处的气源(未表示出)通过进气口54以约5-约10psig(磅/平方英寸)(约35-约70kPa)的压力输入氮气，从而驱动液体检测药品通过排液口82和管道90，经由第一入口110进入汽化器86。当甲苯为检测药品时，约600磅/小时(约270公斤/小时)的流速可满足使用，而当二氯甲烷为检测样品时，发现约200磅/小时(约90公斤/小时)的流速即满足使用。将足够的检测药品输入汽化器中，以使汽化器约有一半充满液体检测药品。

然后，水蒸汽从汽源118通过汽化器86的第二入口114导入，汽化器加热并汽化液体检测药品。当检测药品为二氯甲烷时，约5-约25pisg(磅/平方英寸)(约35-约175kPa)的蒸汽压力为宜，而当检测药品为甲苯时，由于甲苯的沸点较高，约20-约40psig(磅/平方英寸)(约140-约280kPa)的较高蒸汽压力为宜。如通过观测计146所见，液体检测药品的高度逐渐下降。补充的检测药品慢慢加入汽化器中，以使从储罐26输出的质量等于通过排气口142从汽化器86排出的质量。通过改变需要调整的作为主要参数的检测药品流速和水蒸汽压力，可以采用若干反复实验来达到平衡点。

LEL监测器可用于帮助确定适当的流速和压力，以提供稳定状态的流量。LEL监测器是一种安全装置，它不断地监测过程气流，并报导/显示输送管中气体的浓度。例如，上述监测器可用于使操作人员能估计气流中任一蒸气的浓度是否达到该蒸气的较低爆炸浓度极限。优选应当在平衡建立之后再开始适应性测定。

检测药品/水蒸汽混合物(第二种混合物)通过排气口142从汽化器排出，穿过管道182，经由管道182的出口端208连入输送管178。应当用温度计188定期监测通向输送管178的管线182中材料的温度，以弄清管道182中的温度未降到监测药品的沸点温度以下，该温度例如就二氯甲烷而言为106°F(40℃)，就甲苯而言为230°F(110℃)。如果管道182中的温度降到较低限度以下，将会导致检测药品蒸气流速不稳定。如果管道182中的温度开始变得不希望的低，则可提高通过汽化器的水蒸汽压力。管道182的出口端208优选终止在向热氧化器输送废气流的输送管178的过道196的大约中部。因此，如果输送管178的直径为约36英寸，管道182将伸进该输送管约18英寸。

废气流与水蒸汽以及检测药品蒸气混合后形成第一种混合物。第一种混合物进入热氧化器中，然后作为清除了至少某些存在于废气流和第一种混合物中的有机杂质的干净气流排出。该排出气体可能含有残量检测药品蒸气。测定存在于第一种混合物中的检测药品蒸气的量，以及在上述干净气流中检测药品蒸气或其氧化产物的量，然后即可计算出热氧化器的效率。

测定干净气流中检测药品蒸气或其氧化产物的量，需要应用测定由热氧化器排出的检测药品蒸气或其氧化产物的流速的装置(未表示出)。因此，本发明的设备9提供测定从热氧化器排出的检测药品蒸气或其氧化产物的流速的装置，适宜的装置在EPA(美国环保局)参考方法18、26A和7D中提出。但是，本发明的方法不限于在测定从热氧化器排出的检测药品蒸气或其氧化产物的流速的这些特定装置中应用。

在实际操作中，在1500°F的运行温度下进行三次一小时的测定。根据EPA(美国环保局)的40CFR60、附录A、参考手册18，直接气相色谱用于测定四氯化碳、二氯甲烷、甲苯、甲醇、异丙醇和乙酸乙酯的排放物。在代表性测定过程中，在热氧化器入口气流(第一种混合物)中的二氯甲烷为190.6磅/小时，在排放气体中(从热氧化器排出的干净气流中)的二氯甲烷为0.79磅/小时，表明二氯甲烷以189.81磅/小时的速率燃烧。如果假设每产生73克盐酸要氧化85克二氯甲烷，则通过上述测定过程产生的盐酸的量为163.0磅/小时。测得在干净气流中的盐酸的量为0.44磅/小时。因此，酸的去除率等于〔(163.0-0.44)/163.0〕×100＝99.7％。

本发明的设备和测定方法提供了将已知质量流速的液体检测药品输入热氧化器的确实可靠的方法，因此可准确地测定热氧化器的效率。在此之前，由于不能确定实际进入热氧化器的检测药品的量，给采用液体检测药品测定热氧化器的效率带来不希望的错误。

本领域的技术人员都知道，在不违背上述实施方案的主要发明精神的情况下，可对这些实施方案进行更改。因此，可以理解，本发明不限于所述特定实施方案，而是要包括如附属权利要求所说明的在本发明精神和范围内对上述实施方案的更改。

Claims (18)

1.一种检测热氧化器效率的设备，它包括：

(a)含有至少一种液体检测药品的储罐；

(b)与上述储罐间有流体联通，将至少一种液体检测药品汽化成检测药品蒸气的汽化器；

(c)氧化气流中有机组分的热氧化器；

(d)与热氧化器间有流体联通，将废气流输入热氧化器进气口的输送管，该输送管也与汽化器间有流体联通，以使检测药品蒸气和废气流在输送管中形成第一种混合物，第一种混合物进入热氧化器的进气口，在热氧化器中转变为干净的气流，然后作为干净气流从热氧化器的排气口排出；

(e)测定至少一种液体检测药品从储罐进入汽化器的流速的装置；和

(f)测定检测药品蒸气或其氧化产物从热氧化器排出的流速的装置。

2.权利要求1的设备，它还包括将至少一种液体检测药品从储罐推入汽化器的推动装置，和调节至少一种液体检测药品进入汽化器的流速的调节装置。

3.权利要求2的设备，其中推动装置包括在至少一种液体检测药品上游，与该液体检测药品间有流体联通的高压气体。

4.权利要求3的设备，其中调节装置是调节高压气体压力的阀。

5.权利要求1的设备，其中液体检测药品流速的测定装置是流量计。

6.权利要求5的设备，其中流量计是转子流量计。

7.权利要求1的设备，其中至少一种液体检测药品选自甲苯和二氯甲烷。

8.权利要求1的设备，其中热氧化器是火焰热氧化器。

9.权利要求1的设备，其中汽化器与高压水蒸汽源间有流体联通，该汽化器的构形便于使至少一种液体检测药品与来自高压水蒸汽源的水蒸汽之间接触，以便在汽化器内形成包括检测药品蒸气和水蒸汽的第二种混合物。

10.权利要求9的设备，其中输送管的管壁限定穿过该输送管纵向延伸的过道，该过道具有上游端和下游端，该下游端定义为比上游端离热氧化器近，汽化器包括供第二种混合物从汽化器中排出的排气口，上述设备还包括一个管道，该管道具有纵轴、外表面、与汽化器的排气口连接的第一端和穿过上述管壁延伸，终止于上述过道内的开口的第二端。

11.权利要求10的设备，其中上述管道的开口端以开口的角平面端面终止，该开口的角平面端面以这种方式定位，使它指向上述过道的下游端。

12.权利要求11的设备，其中角端面与上述管道的纵轴构成约55度-约75度的锐角。

13.一种轻便型设备，它包括

(a)平台，该平台上直接或间接安装有：

(i)含有至少一种液体检测药品的储罐；

(ii)与上述储罐间有流体联通，将至少一种来自该储罐的液体检测药品汽化成检测药品蒸气的汽化器；

(b)测定至少一种液体检测药品从储罐进入汽化器的流速的装置；和

(c)将至少一种液体检测药品从储罐推入汽化器的推动装置，和调节至少一种液体检测药品流速的调节装置，其中推动装置包括与储罐的内部空间有流体联通的高压气体。

14.权利要求13的设备，其中汽化器的构形便于从高压水蒸汽源接收水蒸汽，且便于使至少一种液体检测药品与来自高压水蒸汽源的水蒸汽间接触，以便在汽化器内形成包括检测药品蒸气和水蒸汽的第二种混合物。

15.权利要求13的设备，其中汽化器还包括供检测药品蒸气从汽化器中排出的排气口，上述设备还包括附接在热氧化器的进气口处，提供汽化器与进气输送管之间的流体联通的进气输送管，以及具有纵轴、与汽化器的排气口连接的第一端和以开口的平面端面终止的第二端的管道，上述第二端延伸入进气输送管的过道中。

16.权利要求15的设备，其中上述管道的纵轴与管道开口端面的平面以锐角相交。

17.权利要求16的设备，其中锐角为约50度-约75度。

18一种测定热氧化器效率的方法，它包括如下步骤：

(a)在一段时间内，以精确的流速将至少一种液体检测药品输入汽化器；

(b)汽化上述检测药品，以形成检测药品蒸气；

(c)将检测药品蒸气输入含有废气流的热氧化器的进气输送管，废气流与检测药品蒸气混合形成第一种混合物；

(d)通过进气输送管将第一种混合物输入热氧化器进气口；

(e)测定检测药品蒸气或其氧化产物从热氧化器排气口排出的流速；

(f)根据步骤(a)和(e)的流速计算热氧化器的效率。

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