CN202013287U - 用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统，包括采样管（1）、滤筒（6）、气相吸附单元（10）、控制装置，所述采样管（1）对固定污染源排气采样后通过滤筒（6）、气相吸附单元（10）后由控制装置排出，其特征在于所述采样管（1）外侧设置温度调控装置，所述滤筒（6）外侧设置加热系统。该系统小型化、系统化，特别适合于现场应用；系统稳定度高，操作简便。

Description

用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统

技术领域

本实用新型属于废气二噁英检测技术领域，具体涉及一种用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统。

背景技术

二噁英(Dioxin)，又称二氧杂芑，是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质，二噁英实际上是二噁英类(Dioxins)一个简称，它指的并不是一种单一物质，而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物。二噁英包括210种化合物，这类物质非常稳定，熔点较高，极难溶于水，可以溶于大部分有机溶剂，是无色无味的脂溶性物质，所以非常容易在生物体内积累。二噁英类(Dioxins)是一类有毒的含氯化合物，是目前世界上已知的毒性最强的有机化合物，二噁英主要来源于含氯有机化合物的燃烧，其中垃圾处理厂、危险废弃物处理厂等固定污染源排放是环境中二噁英的重要来源，如何合理采集固定燃烧源排放废气中的二噁英，了解固定燃烧源排放二噁英的种类、含量及物理化学特征，对于分析大气污染的来源，制定污染控制措施和排放标准意义十分重要。

目前我国对固定污染源排放二噁英类的采样主要采用改进的烟尘采样器，在烟尘采样器上加载滤筒和树脂吸附过滤装置，在采样过程中经常会滤筒潮湿损坏、吸附树脂潮湿等现象，导致采样效率降低，测量结果出现偏差。本发明因此而来。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统，解决了现有技术中采样固定污染源排气时经常会滤筒潮湿损坏、吸附树脂潮湿等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本实用新型提供的技术方案是：

一种用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统，包括采样管、滤筒、气相吸附单元、控制装置，所述采样管对固定污染源排气采样后通过滤筒、气相吸附单元后由控制装置排出，其特征在于所述采样管外侧设置温度调控装置，所述滤筒外侧设置加热系统。

优选的，所述温度调控装置选自包绕在采样管外侧的钛合金加热套或钛合金冷却水套。

优选的，所述采样管设置在采样容器内，所述采样容器内还设置装有温度探头和压力传感器的皮托管，所述温度探头和压力传感器与控制装置电连接。

优选的，所述钛合金冷却水套设置在采样容器内，所述钛合金冷却水套包绕采样管，且通过循环冷却水管与装有循环泵的冷却水箱连接。

优选的，所述滤筒设置在滤筒托架上，所述滤筒前端通过聚四氟乙烯管连接采样管末端，其后端连接气相吸附单元；所述加热系统为设置在滤筒外侧的滤筒托架加热套。

优选的，所述气相吸附单元前端设置串联冷却水瓶，所述串联冷却水瓶与气相吸附单元间设置第一缓冲瓶；所述气相吸附单元与控制装置间设置二甘醇除湿瓶和第二缓冲瓶；所述气相吸附单元、串联冷却水瓶、第一、二缓冲瓶、二甘醇除湿瓶组成冷凝吸附单元箱。

优选的，所述控制装置包括采样泵、流量计、设置在采样泵、流量计间的流量调节装置，所述固定污染源排气经冷凝吸附单元箱中第二缓冲瓶后依次通过流量计、流量调节装置和采样泵。

优选的，所述控制装置还包括温度控制装置和压力测定装置，所述温度控制装置分别与滤筒托架和皮托管内温度探头连接；所述压力测定装置与皮托管内压力传感器连接。

优选的，所述压力传感器包括动压传感器和静压传感器。

现有技术中由于采样系统没有烟气冷却系统，也不具备滤筒加热系统，所以无法对滤筒和采样系统进行有效的保护，造成滤筒潮湿损坏、吸附树脂潮湿等现象。本发明针对现有的二噁英采样系统的缺陷和不足，提供一种新型的固定污染源排气中二噁英的采样系统，使其不仅能够低成本高效率地采集二噁英样品，保证采样效率和结果的准确性，而且采样系统小型化、系统化，特别适合于现场应用；系统稳定度高，操作简便。

相比于现有技术中的解决方案，本实用新型优点是：

本发明的采样系统采样效率高，而且成本低，保证了采样效率和结果的准确性，而且采样系统小型化、系统化，特别适合于现场应用；系统稳定度高，操作简便。本发明属于环境监测技术领域。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本发明实施例用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统的结构示意图；

其中1-采样管；2-钛合金加热套；3-钛合金冷却水套；4-装有温度探头和静压、动压传感器的皮托管；5-装有循环泵的冷却水箱；6-滤筒；7-滤筒托架加热套；8-串联冷却水瓶；9-第一缓冲瓶；10-气相吸附单元；11-二甘醇除湿瓶；12-第二缓冲瓶；13-冷凝吸附单元箱；14-流量计；15-流量调节装置；16-采样泵；17-温度控制装置；18-压力测定装置；19-微处理系统；20-微处理显示屏；21-滤筒托架。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例

如图1所示，为用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统，包括采样管1、滤筒6、气相吸附单元10、控制装置，所述采样管1对固定污染源排气采样后通过滤筒6、气相吸附单元10后由控制装置排出，所述采样管1外侧设置温度调控装置，所述滤筒6外侧设置加热系统。所述温度调控装置选自包绕在采样管外侧的钛合金加热套2或钛合金冷却水套3。

采样管1设置在采样容器内，所述采样容器内还设置装有温度探头和压力传感器的皮托管6，所述温度探头和压力传感器与控制装置电连接。所述钛合金冷却水套3设置在采样容器内，所述钛合金冷却水套3包绕采样管1，且通过循环冷却水管与装有循环泵的冷却水箱5连接。所述滤筒设置在滤筒托架21上，所述滤筒6前端通过聚四氟乙烯管连接采样管末端，其后端连接气相吸附单元10；所述滤筒6外侧设置滤筒托架加热套7。

气相吸附单元10前端设置串联冷却水瓶8，所述串联冷却水瓶8与气相吸附单元10间设置第一缓冲瓶9；所述气相吸附单元10与控制装置间设置二甘醇除湿瓶11和第二缓冲瓶12；所述气相吸附单元10、串联冷却水瓶8、第一、二缓冲瓶9、12、二甘醇除湿瓶11组成冷凝吸附单元箱13。所述控制装置包括采样泵16、流量计14、设置在采样泵16、流量计14间的流量调节装置15、温度控制装置17和压力测定装置18，所述固定污染源排气经冷凝吸附单元箱13中第二缓冲瓶后依次通过流量计14、流量调节装置15和采样泵16。

温度控制装置分别与滤筒托架和皮托管6内温度探头连接；所述压力测定装置与皮托管6内压力传感器连接。所述压力传感器包括动压传感器和静压传感器。

本发明中采样管材料为硼硅酸盐玻璃或石英玻璃，前端弯成90度弧形，长度为1-2.5m不等，可根据烟道直径选择采样管型号，采样管放置于钛金属合金冷却水套管或钛合金加热管内，根据烟气温度选择采样管类型，采样嘴的内径不小于4mm，精度为0.1mm。冷却水套管进出水端用软管连接于一个约10L的塑料容器的进出水端，容器内安装一个可以调节流量的循环泵，出口端接上容器的进水端，保证在采样过程中，冷却水能够循环，可根据烟道气温度调节循环水流量，当烟道气温度非常高或在夏季采样，循环水冷却达不到预期效果时，可在塑料容器中加入冰块，增加冷却效果。

采样管末端通过聚四氟乙烯管接上滤膜托架，滤筒托架用硼硅酸盐玻璃或石英玻璃制成，尺寸要与滤筒相匹配，应便于滤筒的取放，接口处密封良好，并带有加热装置，保持其温度在100-120℃以防烟道中的水汽在此冷凝，滤膜托架出气口接上带冷凝装置的气相吸附单元，冷凝装置由两瓶水串联而成，进气管在液面以下，用于分离、贮存废气中冷凝下来的水，然后通过一个空瓶做缓冲瓶，进入装上树脂的吸附单元，气相吸附柱内径为30-50mm，长70-200mm，容量为100-150mL的带进出口的玻璃管，可装填20-40g吸附材料。气体经过树脂吸附去除二噁英后，再通过装有二甘醇溶液的过滤瓶去除水分，通过缓冲瓶后连接在装有流量计的采样泵上。带有冷凝装置的气相吸附单元整体放入一个箱子中，采样时进口端连接于滤膜托架端，出口端连接于采样泵上即可，为了保证冷凝和吸附部分低温状态，可在箱子中加入冰块。另外整机需配有压力和温度控制系统，能够在线监测动压、静压、计前温度、计前压力等参数，压力和温度传感器放入皮托管中，与采样管绑在一起使用。

采样管可以通过加热或循环水降温处理保证采样烟气的温度，以防温度过高导致二噁英在采样过程中通过反应产生或减少，也防止对人员或装置造成损伤，冷凝采用循环水方式，方便实用，另外也防止因温度过低导致水汽在采样管中冷凝、二噁英吸附等造成结果偏差；所述的滤筒托架带有加热装置，防止冷凝水产生，降低滤筒的过滤效果；所述的冷凝吸附单元采用串联方式，构成一个整体，并在箱体下面设有个脚轮，方便搬运。本发明所述的冷凝吸附单元依次包括两瓶水、冲击瓶、吸附柱、二甘醇、缓冲瓶，分别用于去除废气中的水汽和二噁英，并防止流量不稳定造成的冲击影响。

与现有同类技术相比，本实施例的固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统具有冷却或加热采样气体的功能，提高了采样效率，保证了采集样品的真实性和代表性，而且本系统可以实时监控温度、压力和流量，保证采样的准确性，另外本系统结构紧凑，安装和携带方便，针对不同现场选择合适的采样管，进一步保证了采样过程的实时性和准确性。

采样管部分由硼硅酸盐玻璃管、钛合金加热套、钛合金冷却水套组成，其中钛合金加热套可以使采样管加热到150℃，防止水汽在采样管内冷凝；钛合金冷却水套进出口与循环水箱相连，水箱内有可调节流量的水泵，可以使水在冷却水套和水箱之间形成循环，可根据烟气温度调节水泵流量，控制烟气在120-150℃，避免因烟气温度过高带来的二噁英在烟道内反应损失，另外也防止因温度过高导致设备损坏，在夏季温度较高时，冷却效果达不到采样要求，可在水箱内加入冰块，提高冷却效果。循环水箱下面装有4个脚轮，方便移动和搬运。采样时采样人员手持采样管，将其插入烟道约中间位置，采样管口朝下，保持采样管水平放置。另外为了测量烟道内的温度和流速，将皮托管与采样管固定在一起，皮托管内有温度探头和静压、动压传感器，传感器与微电脑相连，可以在采样同时测量烟道内的温度和流速。

滤筒部分由滤筒架、滤筒和加热外套组成，滤筒架方便拆卸，使用前打开加热外套，去除滤筒架，滤筒架有上下两部分，中间是磨砂接口，滤筒套在上部磨砂接口处，与下部密封相连，加热套内有温度传感器，保证采样时滤筒部分温度在100-120℃，防止水汽在滤筒上冷凝，损坏滤筒。

冷凝气相吸附单元，采样时烟道内很多水汽会顺着采样管进入系统，所以需在吸附单元前加上冷凝装置，去除水汽影响，冷凝装置由三个瓶子串联而成，前两个瓶子内加入少量水，进气口与滤筒部分相连，瓶内进气口液面以下，出气口液面以上，经过第三个缓冲瓶后进入装有XAD-2的树脂吸附柱，经吸附后进入装有二甘醇的瓶子，其作用主要是去除气体中的水分，以防水汽对后面设备造成损坏，最后经过一个空的缓冲瓶与流量计和真空泵相连。整个冷凝气相吸附单元放置在一个特制的箱子内，箱子上有进气口和出气口，方便与相应部分相连，采样时箱内需加入冰块，提高冷却效果。

控制系统主要包括流量计、流量泵、流量调节系统、温度控制系统和动压、静压测量系统组成，整个系统呈一个整体，由微电脑处理机控制，方便与温度传感器、压力传感器等相连。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统，包括采样管（1）、滤筒（6）、气相吸附单元（10）、控制装置，所述采样管（1）对固定污染源排气采样后通过滤筒（6）、气相吸附单元（10）后由控制装置排出，其特征在于所述采样管（1）外侧设置温度调控装置，所述滤筒（6）外侧设置加热系统。

2. 根据权利要求1所述的用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统，其特征在于所述温度调控装置选自包绕在采样管外侧的钛合金加热套（2）或钛合金冷却水套（3）。

3. 根据权利要求2所述的用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统，其特征在于所述采样管（1）设置在采样容器内，所述采样容器内还设置装有温度探头和压力传感器的皮托管（6），所述温度探头和压力传感器与控制装置电连接。

4. 根据权利要求3所述的用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统，其特征在于所述钛合金冷却水套（3）设置在采样容器内，所述钛合金冷却水套（3）包绕采样管（1），且通过循环冷却水管与装有循环泵的冷却水箱（5）连接。

5. 根据权利要求3所述的用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统，其特征在于所述滤筒设置在滤筒托架（21）上，所述滤筒（6）前端通过聚四氟乙烯管连接采样管末端，其后端连接气相吸附单元（10）；所述加热系统为设置在滤筒（6）外侧的滤筒托架加热套（7）。

6. 根据权利要求5所述的用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统，其特征在于所述气相吸附单元（10）前端设置串联冷却水瓶（8），所述串联冷却水瓶（8）与气相吸附单元（10）间设置第一缓冲瓶（9）；所述气相吸附单元（10）与控制装置间设置二甘醇除湿瓶（11）和第二缓冲瓶（12）；所述气相吸附单元（10）、串联冷却水瓶（8）、第一、二缓冲瓶（9、12）、二甘醇除湿瓶（11）组成冷凝吸附单元箱（13）。

7. 根据权利要求6所述的用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统，其特征在于所述控制装置包括采样泵（16）、流量计（14）、设置在采样泵（16）、流量计（14）间的流量调节装置（15），所述固定污染源排气经冷凝吸附单元箱（13）中第二缓冲瓶后依次通过流量计（14）、流量调节装置（15）和采样泵（16）。

8. 根据权利要求7所述的用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统，其特征在于所述控制装置还包括温度控制装置（17）和压力测定装置（18），所述温度控制装置分别与滤筒托架和皮托管（6）内温度探头连接；所述压力测定装置与皮托管（6）内压力传感器连接。

9. 根据权利要求8所述的用于固定污染源排气中二噁英类检测的采样系统，其特征在于所述压力传感器包括动压传感器和静压传感器。

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