CN112798703B - 一种具有远程控制功能的工业废气检测设置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有远程控制功能的工业废气检测设置，其特征在于：废气检测装置包括分流富集组件和检测组件，分流富集组件将工业废气根据需求分流富集目标物并排往检测组件进行检测。分流富集组件通过电、磁、温度等特性，将全部的分气分流为几路，其中的一路含有较多组分的目标有害物，而其他流路上则该组分含有量较少，分流后的废气，将目标有害物通入到检测组件内，进行针对性检出操作，从而更加准确确定目标物质在废气中的存在情况。

Description

一种具有远程控制功能的工业废气检测设置

技术领域

本发明涉及废气检测技术领域，具体为一种具有远程控制功能的工业废气检测设置。

背景技术

废气检测，通过化学、物理等方式进行废气成分分析，确定废气内是否还含有有害物质成分，以及允许排放的有害物成分的比例是否降低到了允许值以下，现有的废气检测基本都是直接将废气通入到检测装置内，检测过程需要分析多种成分，有时组分相近时，会造成检出量重叠、遮挡，影响对于有害物质存有种类的判断；

以色谱分析为例，不同的有害物分子在色谱柱内造成吸收峰，对比后确定有害物种类，但是，如果直接将全部的废气通入色谱仪内，则相近的吸收峰会交错叠加，影响比对结果与判断，进而影响分析；

工业废气检测时，有时需要检测某一特定有害物，紧邻检测峰值的物质则影响目标物检测判断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有远程控制功能的工业废气检测设置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种具有远程控制功能的工业废气检测设置，其特征在于：废气检测装置包括分流富集组件和检测组件，分流富集组件将工业废气根据需求分流富集目标物并排往检测组件进行检测。

分流富集组件通过电、磁、温度等特性，将全部的分气分流为几路，其中的一路含有较多组分的目标有害物，而其他流路上则该组分含有量较少，分流后的废气，将目标有害物通入到检测组件内，进行针对性检出操作，从而更加准确确定目标物质在废气中的存在情况。

进一步的，分流富集组件包括壳体、第一分流筒、第二分流筒、第一静电棒和第二静电棒，壳体一端设置进口，壳体侧壁分别设置第一排出口、第二排出口和第三排出口，壳体内设置与进口位于同一直线上的第一分流筒和第二分流筒，

第一分流筒将进口进入的气流分为两股：一股进入第一分流筒内、另一股从第一分流筒外侧流往第一排出口，

第二分流筒将第一分流筒进口进入的气体分为两股：一股进入第二分流筒、另一股从第二分流筒外侧流往第二排出口，

进入第二分流筒内的气体流往第三排出口；

第一静电棒通过绝缘支撑架安装在第一分流筒进口位置并伸出第一分流筒；第二静电棒通过绝缘支撑架安装在第二分流筒进口位置并伸出第二分流筒，第一静电棒上带有的电荷量多于第二静电棒上带有的电荷量。

废气进入进口内，气体分子结构的不同，具有差异的偶极矩，例如氮气、氧气分子，绝对的均匀结构分子，其偶极矩为零，而二氧化碳分子，尽管碳氮键存在偶极矩，但是，一个二氧化碳分子有两个碳氮键，且键是对称的，所以，二氧化碳是非极性的，而一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫等等气体危害物，几乎都是极性分子，本申请将原子结合键的偶极矩拓展为分子的正负电荷不重合特性并加以利用，在本申请内称为分子的“极性矩”，即整个分子的正负电荷中心距与电荷量乘积，不同的危害物分子具有不同的极性矩，较大的极性矩分子以较大差值长短轴的椭圆代替，较小的极性矩分子以较小差值长短轴椭圆代替，原始时，气体的流动杂乱，角度方向也是无序的，但是，当遇到带电荷的部件时，第一静电棒上带有若干正电荷，同性相斥、异性相吸，杂乱排布的极性分子会进行旋转，让负电荷端朝向第一静电棒，而正电荷端背离第一静电棒，虽然分子整体呈电中性，所以，单个分子并不会因为电场的存在而朝向第一静电棒移动，但是，对于两个极性矩不同的分子而言，极性矩较大的分子的负电荷端受到相同的吸引力，但是，因为较大极性矩的分子的正电荷端离第一静电棒表面较远，所以，受到较小的排斥力，故而，在气体流动的过程中，极性矩较大的分子容易停留在第一静电棒表面附近，而极性矩较小的分子则被“冲走”，第一静电棒外排布一层极性分子后，正电荷端又能对剩余的极性分子进行吸引，由此造成以静电棒为中心的分层排布，随着继续往后流动，外层的极性弱的分子排往第一排出口，中等极性和较大极性的分子进入到第一分流筒内，在第二分流筒处再次发生分离作用，第一排出口、第二排出口、第三排出口排出气体组分的平均极性矩是越来越大的，而且极性分子在静电棒附近的富集作用会随着静电棒上电荷的增多而增大，所以，调整第一静电棒和第二静电棒的电荷量多少可以对第二排出口处排出的气体极性范围产生影响，而第二排出口处排出的气体就是目标气体，这部分气体通往检测组件，应当注意的是，本结构并不是能准确全部的分离不同极性矩的分子，只是将废气一分为三然后在其中的一条内提高相对浓度而已。

进一步的，废气检测设置还包括进口管、排气管、检测管，进口管连接进口，第一排出口和第三排出口合流连接到排气管，检测管一端连接第二排出口、一端连接至检测组件；

检测组件包括冷阱、气相色谱仪、第一三通阀、第二三通阀、进料管、进仪管、废气管和载气管，冷阱吸附过程进气端为头端，冷阱解吸过程进气端为尾端，第一三通阀分别连接进料管、进仪管和头端，第二三通阀分别连接废气管、载气管和尾端，进仪管连接至气相色谱仪，进料管连接检测管，废气管汇总至排气管上。

检测组件内包括的气相色谱仪可以通用性的检测很多成分的气体，而冷阱则能够再行富集待检测物质，冷阱内的吸附剂吸附有害性气体，

吸附过程时，第一三通阀连接进料管和头端，第二三通阀连接尾端废气管，进料管进入的是经历了一次富集气体，之后进入到冷阱内，在温度较低的状态下进行吸附，多余气体从废气管排出；

解吸过程时，干净干燥载气将较高温度下在冷阱内解吸下来的气体分子吹入气相色谱仪内进行检测。

进一步的，废气检测设置还包括控制器，控制器与气相色谱仪、第一静电棒和第二静电棒有电信号连接。气相色谱仪的检出信号传递到控制器内，控制器分别调配第一静电棒和第二静电棒上的电荷量以改变第二排出口处排出的气体的极性矩范围，即改变通往检测组件的目标物。

进一步的，控制器带有远程通信。远程通信让监测人员可以远程获得废气的组分信息。远程通信后，也能让监控人员远程手动调整第一静电棒和第二静电棒的电荷量，从而对特定物进行快速检测。

进一步的，控制器的远程通信方式为GSM。全球移动通信系统信号远传稳定且可靠性高。

进一步的，第一排出口、第二排出口和第三排出口排放通道上带有单向阀与调压阀，调压阀调整三条流路上的流量一致。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过电荷来影响废气中不同极性的分子排布情况，来条件性的营造三条分流通路，让废气按极性从小到大分别从第一排出口、第二排出口和第三排出口排出，第二排出口排出的气体的极性范围可以通过两个静电棒电荷量进行调整，有针对性、选择性地对特定组分进行检定，因为气体组分根据极性而分流了，所以，气相色谱仪内的检出峰可以减少不同组分的重合程度，让单一组分的检出更加准确；远程信号的加入可以方便工作人员进行远程选择与数据获取。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明分流富集组件的结构示意图与分流示意图；

图3是本发明第一分流筒处的分流原理示意图；

图4是本发明检测组件吸附过程示意图；

图5为本发明检测组件解吸过程示意图。

图中：1-分流富集组件、101-进口、102-第一排出口、103-第二排出口、103-第三排出口、11-壳体、12-第一分流筒、13-第二分流筒、14-第一静电棒、15-第二静电棒、21-进气管、22-排气管、23-检测管、3-检测组件、31-冷阱、311-头端、312-尾端、32-气相色谱仪、33-第一三通阀、34-第二三通阀、35-进料管、36-进仪管、37-废气管、38-载气管、4-控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供技术方案：

一种具有远程控制功能的工业废气检测设置，其特征在于：废气检测装置包括分流富集组件1和检测组件3，分流富集组件1将工业废气根据需求分流富集目标物并排往检测组件3进行检测。

分流富集组件1通过电、磁、温度等特性，将全部的分气分流为几路，其中的一路含有较多组分的目标有害物，而其他流路上则该组分含有量较少，分流后的废气，将目标有害物通入到检测组件3内，进行针对性检出操作，从而更加准确确定目标物质在废气中的存在情况。

分流富集组件1包括壳体11、第一分流筒12、第二分流筒13、第一静电棒14和第二静电棒15，壳体11一端设置进口101，壳体11侧壁分别设置第一排出口102、第二排出口103和第三排出口104，壳体11内设置与进口101位于同一直线上的第一分流筒12和第二分流筒13，

第一分流筒12将进口101进入的气流分为两股：一股进入第一分流筒12内、另一股从第一分流筒12外侧流往第一排出口102，

第二分流筒13将第一分流筒12进口进入的气体分为两股：一股进入第二分流筒13、另一股从第二分流筒13外侧流往第二排出口103，

进入第二分流筒13内的气体流往第三排出口104；

第一静电棒14通过绝缘支撑架安装在第一分流筒12进口位置并伸出第一分流筒12；第二静电棒15通过绝缘支撑架安装在第二分流筒13进口位置并伸出第二分流筒13，第一静电棒14上带有的电荷量多于第二静电棒15上带有的电荷量。

如图2、3所示，废气进入进口101内，气体分子结构的不同，具有差异的偶极矩，例如氮气、氧气分子，绝对的均匀结构分子，其偶极矩为零，而二氧化碳分子，尽管碳氮键存在偶极矩，但是，一个二氧化碳分子有两个碳氮键，且键是对称的，所以，二氧化碳是非极性的，而一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫等等气体危害物，几乎都是极性分子，本申请将原子结合键的偶极矩拓展为分子的正负电荷不重合特性并加以利用，在本申请内称为分子的“极性矩”，即整个分子的正负电荷中心距与电荷量乘积，不同的危害物分子具有不同的极性矩，如图3所示，较大的极性矩分子以较大差值长短轴的椭圆代替，较小的极性矩分子以较小差值长短轴椭圆代替，原始时，气体的流动杂乱，角度方向也是无序的，但是，当遇到带电荷的部件时，如图3所示，第一静电棒14上带有若干正电荷，同性相斥、异性相吸，杂乱排布的极性分子会进行旋转，让负电荷端朝向第一静电棒14，而正电荷端背离第一静电棒14，虽然分子整体呈电中性，所以，单个分子并不会因为电场的存在而朝向第一静电棒14移动，但是，对于两个极性矩不同的分子而言，极性矩较大的分子的负电荷端受到相同的吸引力，但是，因为较大极性矩的分子的正电荷端离第一静电棒14表面较远，所以，受到较小的排斥力，故而，在气体流动的过程中，极性矩较大的分子容易停留在第一静电棒14表面附近，而极性矩较小的分子则被“冲走”，第一静电棒14外排布一层极性分子后，如图3所示，正电荷端又能对剩余的极性分子进行吸引，由此造成以静电棒为中心的分层排布，随着继续往后流动，外层的极性弱的分子排往第一排出口102，中等极性和较大极性的分子进入到第一分流筒12内，在第二分流筒13处再次发生分离作用，第一排出口102、第二排出口103、第三排出口104排出气体组分的平均极性矩是越来越大的，而且极性分子在静电棒附近的富集作用会随着静电棒上电荷的增多而增大，所以，调整第一静电棒14和第二静电棒15的电荷量多少可以对第二排出口103处排出的气体极性范围产生影响，而第二排出口103处排出的气体就是目标气体，这部分气体通往检测组件3，应当注意的是，本结构并不是能准确全部的分离不同极性矩的分子，只是将废气一分为三然后在其中的一条内提高相对浓度而已。

废气检测设置还包括进口管21、排气管22、检测管23，进口管21连接进口101，第一排出口102和第三排出口103合流连接到排气管22，检测管23一端连接第二排出口103、一端连接至检测组件3；

检测组件3包括冷阱31、气相色谱仪32、第一三通阀33、第二三通阀34、进料管35、进仪管36、废气管37和载气管38，冷阱31吸附过程进气端为头端311，冷阱31解吸过程进气端为尾端312，第一三通阀33分别连接进料管35、进仪管36和头端311，第二三通阀34分别连接废气管37、载气管38和尾端312，进仪管36连接至气相色谱仪32，进料管35连接检测管23，废气管37汇总至排气管22上。

检测组件3内包括的气相色谱仪32可以通用性的检测很多成分的气体，而冷阱31则能够再行富集待检测物质，冷阱31内的吸附剂吸附有害性气体，

如图4所示为吸附过程，第一三通阀33连接进料管35和头端311，第二三通阀34连接尾端312废气管37，进料管35进入的是经历了一次富集气体，之后进入到冷阱31内，在温度较低的状态下进行吸附，多余气体从废气管37排出；

如图5所示为解吸过程，干净干燥载气将较高温度下在冷阱内解吸下来的气体分子吹入气相色谱仪32内进行检测。

废气检测设置还包括控制器4，控制器4与气相色谱仪32、第一静电棒14和第二静电棒15有电信号连接。

气相色谱仪32的检出信号传递到控制器4内，控制器4分别调配第一静电棒14和第二静电棒15上的电荷量以改变第二排出口103处排出的气体的极性矩范围，即改变通往检测组件3的目标物。

控制器4带有远程通信。远程通信让监测人员可以远程获得废气的组分信息。远程通信后，也能让监控人员远程手动调整第一静电棒14和第二静电棒15的电荷量，从而对特定物进行快速检测。

控制器4的远程通信方式为GSM。全球移动通信系统信号远传稳定且可靠性高。

第一排出口102、第二排出口103和第三排出口104排放通道上带有单向阀与调压阀，调压阀调整三条流路上的流量一致。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有远程控制功能的工业废气检测设置，其特征在于：所述废气检测装置包括分流富集组件(1)和检测组件(3)，所述分流富集组件(1)将工业废气根据需求分流富集目标物并排往检测组件(3)进行检测；

所述分流富集组件(1)包括壳体(11)、第一分流筒(12)、第二分流筒(13)、第一静电棒(14)和第二静电棒(15)，所述壳体(11)一端设置进口(101)，壳体(11)侧壁分别设置第一排出口(102)、第二排出口(103)和第三排出口(104)，壳体(11)内设置与进口(101)位于同一直线上的第一分流筒(12)和第二分流筒(13)，

所述第一分流筒(12)将进口(101)进入的气流分为两股：一股进入第一分流筒(12)内、另一股从第一分流筒(12)外侧流往第一排出口(102)，

所述第二分流筒(13)将第一分流筒(12)进口进入的气体分为两股：一股进入第二分流筒(13)、另一股从第二分流筒(13)外侧流往第二排出口(103)，

进入第二分流筒(13)内的气体流往第三排出口(104)；

所述第一静电棒(14)通过绝缘支撑架安装在第一分流筒(12)进口位置并伸出第一分流筒(12)；所述第二静电棒(15)通过绝缘支撑架安装在第二分流筒(13)进口位置并伸出第二分流筒(13)，所述第一静电棒(14)上带有的电荷量多于第二静电棒(15)上带有的电荷量。

2.根据权利要求1所述的一种具有远程控制功能的工业废气检测设置，其特征在于：所述废气检测设置还包括进口管(21)、排气管(22)、检测管(23)，所述进口管(21)连接进口(101)，所述第一排出口(102)和第三排出口(103)合流连接到排气管(22)，所述检测管(23)一端连接第二排出口(103)、一端连接至检测组件(3)；

所述检测组件(3)包括冷阱(31)、气相色谱仪(32)、第一三通阀(33)、第二三通阀(34)、进料管(35)、进仪管(36)、废气管(37)和载气管(38)，所述冷阱(31)吸附过程进气端为头端(311)，冷阱(31)解吸过程进气端为尾端(312)，所述第一三通阀(33)分别连接进料管(35)、进仪管(36)和头端(311)，所述第二三通阀(34)分别连接废气管(37)、载气管(38)和尾端(312)，所述进仪管(36)连接至气相色谱仪(32)，所述进料管(35)连接检测管(23)，所述废气管(37)汇总至排气管(22)上。

3.根据权利要求2所述的一种具有远程控制功能的工业废气检测设置，其特征在于：所述废气检测设置还包括控制器(4)，所述控制器(4)与气相色谱仪(32)、第一静电棒(14)和第二静电棒(15)有电信号连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有远程控制功能的工业废气检测设置，其特征在于：所述控制器(4)带有远程通信， 远程通信让监测人员可以远程获得废气的组分信息。

5.根据权利要求4所述的一种具有远程控制功能的工业废气检测设置，其特征在于：所述控制器(4)的远程通信方式为GSM。

6.根据权利要求2所述的一种具有远程控制功能的工业废气检测设置，其特征在于：所述第一排出口(102)、第二排出口(103)和第三排出口(104)排放通道上带有单向阀与调压阀，调压阀调整三条流路上的流量一致。

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