CN112414790B - 一种工业微量气态污染物吸附和解吸附一体化采样管 - Google Patents
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Abstract
一种工业微量气态污染物吸附和解吸附一体化采样管，该采样管包括外保护套管、采样内管、吸附和解吸附进气口、出气口和温控装置；采样内管由进气管段和出气管段两部分，进气管段的管壁上布置有透气孔和尖突，尖突部分缠绕有纤维缠丝；进气管段外部套有密封管，密封管上设置吸附和解吸附进气口。采样内管的出气管段内填充有吸附介质，外保护套管与出气管道之间以及密封管与外保护套管之间设有保温瓦。本发明可实现在同一设备上完成吸附与解吸过程，有效克服了现有技术中因不能及时制样而产生气态污染物发生变化的情况，且可通过改变吸附介质的种类实现不同种类微量污染物的采样，故本发明不仅具有操作简单，而且能精准采集微量气态污染物排放情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种气态污染物的采集与检测装置，属于大气污染与治理技术领域。
背景技术
气态污染物排放的治理与检测是电力、化工、冶金、建材等行业普遍关心的问题，特别是微量气态污染物的治理与检测方面存在浓度低，且很多气体成分本身的理化学性质特殊(如氧化性强，腐蚀性强，不稳定等)，因此常规气体分析测试仪器的精确度或功能不能满足测量的要求，为解决这样的问题，通常对微量气态污染物采用吸附、富集等方法进行采样，再经过制样后进行实验室分析。
目前已有的技术大多采用装有吸附介质的吸附管吸附后，再到实验室用专用的解吸装置或仪器进行解吸分析。此种方法对吸附介质的种类有非常大的限制，且会因不能及时制样而产生气态污染物发生变化的情况。因此，对吸附、解吸附一体化的即时采样制样技术有现实的需求。而且现有技术结构复杂，接口多，容易发生漏气的现象，给采集和测试结果带来较大的误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种工业微量气态污染物吸附和解吸附一体化采样管，使其可在同一设备上完成吸附与解吸附过程，解决因采集和解吸附过程复杂而不能及时制样，产生气态污染物发生变化的情况，从而给采集和测试结果带来较大误差的技术缺陷；同时解决现有设备结构复杂，接口多，容易发生漏气现象的问题。
本发明的技术方案如下：
一种工业微量气态污染物吸附-解吸附一体化采样管，其特征在于，所述采样管包括外保护套管、采样内管、采样和解吸附进气口、采样管出气口和温控装置；所述采样内管由进气管段和出气管段两部分组成，进气管段的管壁上布置有透气孔和尖突，尖突部分缠绕有纤维缠丝；所述的进气管段外部套有密封管，该密封管上设置所述的采样和解吸附进气口，所述的透气孔与采样和解吸附进气口相连通；所述采样内管的出气管段内填充有吸附介质；所述密封管8与外保护套管7之间，以及出气管段与外保护套管7之间设有保温瓦5，在保温瓦内设有加热丝和热电偶；加热丝和热电偶分别通过信号线与温控装置4连接。
进一步地，在外保护套管的进气端设有进气口管槽，所述的采样和解吸附进气口通过进气口管槽与外部连通。
优选地，所述的吸附介质和纤维缠丝选用石英棉、聚四氟乙烯棉丝、活性碳和分子筛中的一种或几种。
优选地，所述的保温瓦的材质为硅酸铝；所述的采样内管和密封管的材质均为石英玻璃。
优选地，所述保温瓦的横截面为半圆形，两片保温瓦对放起来构成圆筒状；每片保温瓦5内壁面设有用于安放加热丝的凹槽。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性的技术效果：①吸附和解吸附一体化设计，在同一设备上完成吸附与解吸过程；②由于进气段设计有尖突和缠绕丝的结构(如图1)能收集工业气体中的颗粒物，在后期解吸附过程中可以保证颗粒物上吸附的微量污染物与气体中的污染物一起被收集下来，从而全面反应微量污染物排放情况；③吸附和解吸附都以采样和解吸附进气口为气体进入口。工业气体中的微量污染物通过此口进入采样内管，通过吸附介质时进行吸附，进一步地，将纯净气体由采样和解吸附进气口通入采样内管和加热的方式，吹扫吸附介质令微量污染物解吸附后并收集，避免了用水淋洗的过程，简化了操作；④通过改变采样内管内吸附介质的种类可以实现不同种类微量污染物的采样；⑤采样管在吸附或解吸过程中，内部的温度均匀，可有效防止水冷凝、温度变化等引起的微量污染物意外吸附等现象有发生。
附图说明
图1为采样管外观图。
图2为本发明提供的采样管的结构原理示意图(图1的主剖视图)。
图3为保温瓦的外观图。
图中标记：1-前端盖；2-加热丝信号线；3-热电偶信号线；4-温控装置；5-保温瓦；6-吸附介质；7-外保护套管，8-密封管；9-采样和解吸附进气口；10-透气孔；11-后端盖；12-尖突；13-纤维缠丝；14-进气口管槽；15-密封圈；16-采样内管；17-出气口；18-凹槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的原理结构和工作过程做进一步的说明。
参见图1和图2，本发明提供的一种工业微量气态污染物吸附和解吸附一体化采样管，其包括外保护套管7、采样内管16、采样和解吸附进气口9、出气口17、温控装置4、前端盖1和后端盖11；所述采样内管16分为进气管段和出气管段两部分，进气管段的管壁上布置有透气孔10和尖突12，尖突部分缠绕有纤维缠丝13；所述的进气管段外部套有密封管8，密封管8一端封闭，另一端通过密封圈15将进气管段密封在密封管8内；在该密封管8上设置采样和解吸附进气口9，所述的透气孔10与采样和解吸附进气口9相连通；在采样内管的出气管段内填充有吸附介质6。在出气管段的前端为出气口17。所述密封管8与外保护套管7之间，以及出气管段与外保护套管7之间设有保温瓦5，在保温瓦内设有加热丝和热电偶；加热丝和热电偶分别通过信号线与温控装置4连接。
所述的吸附介质6和纤维缠丝13选用石英棉、聚四氟乙烯棉丝、活性碳和分子筛中的一种或几种。所述的保温瓦5的材质优选为硅酸铝；所述的采样内管16和密封管8的材质优选为石英玻璃。
为了便于安装和维护，在外保护套管7的进气端设有进气口管槽14，该进气口管槽是一径向贯穿外保护套7和保温瓦5的长条形开口，采样和解吸附进气口9卡放在进气口管槽14内，采样和解吸附进气口9通过该进气口管槽14与外部连通(参见图1)。
保温瓦5的横截面为半圆形(参见图2)，两片保温瓦对放起来构成圆筒状。每片保温瓦5内壁面设有凹槽18，用于安放加热丝，热电偶布置于保温瓦5内，加热丝和热电偶分别通过信号线与温控装置4连接。
本发明的工作过程如下：
采集吸附过程：调节采样管的温控装置4，温度到达设定的吸附温度后，把采样管伸入到待测的工业气流中。调整采样管，使采样和解吸附进气口9处于采样点位置。在出气口17处通过软管接上抽气泵和流量计；含微量气态污染物的工业气体从采样及解吸附进气口9进入密封管8，气体中的固体颗粒物首先被尖突12上的纤维缠丝13拦截，然后通过透气孔10进入采样内管16；如果工业气体中的颗粒物较多时，可以沿出气方向拉动采样内管16(拉动距离不大于70mm)或轴向旋转采样内管(旋转角度不大于360°)，这样纤维缠丝可以拦截更多的颗粒物；采样气体经进气管段后，进入出气管段，在出气管段内，气体中的污染物会被吸附介质6所吸附，待抽取结束后，拨开气泵与采样管的连接管。
解吸附过程：
把采样和解吸进气口9用软管接在高纯氮或惰性气源上，调节流量(一般通入少量的高纯氮或空气即可)。调节采样管的温控，设定为脱附温度，把从出气口17位置流出的气体收集在气袋中或用吸收瓶吸收，即得到要测量的含微量气态污染物的气体或溶液。
Claims (5)
1.一种工业微量气态污染物吸附和解吸附一体化采样管，其特征在于，所述采样管包括外保护套管(7)、采样内管(16)、吸附和解吸附进气口(9)、出气口(17)和温控装置(4)；所述采样内管(16)由进气管段和出气管段两部分组成，进气管段的管壁上布置有透气孔(10)和尖突(12)，尖突部分缠绕有纤维缠丝(13)；所述的进气管段外部套有密封管(8)，该密封管(8)上设置所述的采样和解吸附进气口(9)，所述的透气孔(10)与采样和解吸附进气口(9)相连通；所述采样内管的出气管段内填充有吸附介质(6)；
所述密封管(8)与外保护套管(7)之间，以及出气管段与外保护套管(7)之间设有保温瓦(5)，在保温瓦内设有加热丝和热电偶；加热丝和热电偶分别通过信号线与温控装置( 4)连接。
2.如权利要求1所述的一种工业微量气态污染物吸附和解吸附一体化采样管，其特征在于：在外保护套管(7)的进气端设有进气口管槽(14)，所述的采样和解吸附进气口(9)通过进气口管槽(14)与外部连通。
3.如权利要求1所述的一种工业微量气态污染物吸附和解吸附一体化采样管，其特征在于：所述的吸附介质(6)和纤维缠丝(13)选用石英棉、聚四氟乙烯棉丝、活性碳和分子筛中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种工业微量气态污染物吸附和解吸附一体化采样管，其特征在于：所述的保温瓦(5)的材质为硅酸铝；所述的采样内管(16)和密封管(8)的材质均为石英玻璃。
5.如权利要求1-4任一权利要求所述的一种工业微量气态污染物吸附和解吸附一体化采样管，其特征在于：所述保温瓦(5)的横截面为半圆形，两片保温瓦(5)对放起来构成圆筒状；每片保温瓦(5)内壁面设有用于安放加热丝的凹槽(18)。
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