CN204495575U - 一种挥发性有机物集气系统收集效率评估装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种挥发性有机物集气系统收集效率评估装置，评估装置包括示踪气体发生装置、示踪气体采集装置和分析装置；示踪气体发生装置包括储气装置和与储气装置连接的导气管路I，在导气管路I上设置有流量控制器I，并在导气管路I远离储气装置的一端设置用于发射示踪气体的示踪气体发射端口；示踪气体采集装置包括采样枪、气泵和流量控制器II，采样枪用于采集集气系统内的示踪气体，采样枪的出气端连接导气管路II，所述气泵及流量控制器II均设置于导气管路II上；分析装置与流量控制器II的出气端连接。通过本实用新型的评估装置能够对工业源挥发性有机物集气系统的收集效率进行精确的评估，且结构简单，操作便捷。

Description

一种挥发性有机物集气系统收集效率评估装置

技术领域

本实用新型涉及气体监测领域，具体涉及一种集气系统收集效率评估装置。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展，工业源造成的VOCs排放量在不断增加，给我国城市群区域空气质量改善带来了巨大压力，为此，国家和各级地方政府都明确提出要加强工业源VOCs污染控制。研究表明，工业源挥发性有机物的排放特征与传统大气污染物(SO₂和NO_x)存在明显的差异，其排放环节众多，而且以无组织逸散为主，如果不能对其无组织排放进行有效收集，势必无法对其进行净化治理。针对工业源这一排放特征，环境管理部门在出台的排放标准和污染防治规划里都明确提出污染企业必须要对其VOCs排放工序加装集气系统，变无组织排放为有组织排放。

目前国内缺乏能够对挥发性有机物集气系统进行收集效率评估的检测装置，为满足环境管理部门对工业源挥发性有机物(VOCs)集气系统收集效率进行科学客观评价的需求，需要开发一种能够适用于现场检测需求，实现快速、准确评估工业源挥发性有机物(VOCs)集气系统收集效率的检测装置。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种集气系统收集效率评估装置，以解决环境管理部门缺乏工业源挥发性有机物(VOCs)集气系统收集效率评估手段的问题。

本实用新型的挥发性有机物集气系统收集效率评估装置，包括示踪气体发生装置、示踪气体采集装置和分析装置；

所述示踪气体发生装置包括储气装置和与所述储气装置连接的导气管路I，所述导气管路I上设置有流量控制器I，并在所述导气管路I远离储气装置的一端设置用于向集气系统发射示踪气体的示踪气体发射端口；

所述示踪气体采集装置包括采样枪、气泵和流量控制器II，所述采样枪用于采集集气系统内的示踪气体，所述采样枪的出气端连接导气管路II，所述气泵及流量控制器II均设置于导气管路II上；

所述分析装置与流量控制器II的出气端连接。

可选的，所述储气装置为储存有已知量的六氟化硫气体的钢瓶。

可选的，在导气管路I上设置有三通阀，并且所述三通阀的进气端与所述流量控制器I的出气端连接，所述三通阀的其中其它两个端口均连接示踪气体发射端口。

可选的，所述气体发射端口为管体上开设有多个气孔的布气管。

可选的，所述进采样枪包括不锈钢结构的空心圆管，所述空心圆管管体上设置有多个进样孔，所述空心圆管一端密封，一端为敞口状态，所述密封端设置有磁铁。

可选的，所述导气管路II与采样枪的敞口端连接，并通过橡胶塞密封。

可选的，所述气泵为负压泵。

可选的，所述分析装置为在线红外分析仪。

可选的，所述导气管路I和/或导气管路II均为特氟龙管；

和/或，所述储气装置顶部设置有用于测定储气装置内部压力的压力计；

和/或，所述示踪气体发生装置还包括为流量控制器I供电的供电装置I；

和/或，所述有机物集气系统收集效率评估装置还包括为流量控制器II、气泵及分析装置供电的供电装置II。

本实用新型的挥发性有机物集气系统收集效率评估装置采用示踪气体，能模拟实际工作状态下的挥发性有机物(VOCs)逸散状况，结果精准。然后通过示踪气体采集装置采集集气系统中的气体样品，通过分析装置的分析结果计算出挥发性有机物集气系统收集效率。另外，本实用新型的评估装置还具有结构简单，现场工作量小、易安装拆卸，只需将各装置用导气软管进行简单连接即可，操作十分简单、便捷的优点。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，其中：

图1是本实用新型挥发性有机物集气系统收集效率的结构示意图。

图2是本实用新型示踪气体发生装置部分俯视结构示意图。

图3是本实用新型抽气装置的俯视结构示意图采样枪的结构示意图。

图4是本实用新型对有机物集气系统收集效率进行评估的流程图。

附图标记：1-储气装置、2-压力计、3-流量控制器I、4-三通阀、5-示踪气体发射端口I、6-供电装置I、7-集气系统前段、8-集气系统末端、9-监测口、10-采样枪、11-气泵、12-流量控制器II、13-分析装置、14-供电装置II、15-现场操作平台、16-示踪气体发射端口II、17-磁铁、18-进样孔Ⅰ、19-进样孔Ⅱ、20-进样孔Ⅲ、21-橡胶塞、22-电线、23-导气管路I；24－导气管路Ⅱ；25－空心圆管。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。

实施例1

参见图1至图3所示，本实施例的挥发性有机物集气系统收集效率评估装置，其特征在于，包括示踪气体发生装置、示踪气体采集装置和分析装置13；

所述示踪气体发生装置包括储气装置1和与所述储气装置1连接的导气管路I23，所述导气管路I23上设置有流量控制器I3，并在所述导气管路I23远离储气装置1的一端设置用于发射示踪气体的示踪气体发射端口；

所述示踪气体采集装置包括采样枪10、气泵11和流量控制器II12，所述采样枪10用于采集集气系统内的示踪气体，所述采样枪10的出气端连接导气管路II24，所述气泵11及流量控制器II12均设置于导气管路II24上；

所述分析装置13与流量控制器II12的出气端连接。

本实施例的挥发性有机物集气系统收集效率评估装置采用示踪气体，能模拟实际工作状态下的挥发性有机物(VOCs)逸散状况，使结果精准。然后通过示踪气体采集装置采集集气系统中的气体样品，通过分析装置的分析结果计算出挥发性有机物集气系统收集效率。本实用新型的评估装置结构简单，现场工作量小，易安装拆卸，只需将各装置用导气软管进行简单连接即可，操作十分简单、便捷。

本实施例中，可选的，所述储气装置1为储存有已知量的六氟化硫气体的钢瓶。示踪气体发生装置的动力为储气装置1内部储气压力与外界大气压的压差，由于使用SF6(六氟化硫)作为示踪气体，SF6(六氟化硫)在环境中的浓度很小，低于一般的检测限，可使环境中本底物质对计算结果的误差降至最低。

参见图2，本实施例中，可选的，在导气管路I23上设置有三通阀4，并且所述三通阀4的进气端与所述流量控制器II3的出气端连接，所述三通阀4的其它两个端口均连接示踪气体发射端口，一个为示踪气体发射端口I5，另一个为示踪气体发射端口II16。由于示踪气体产生采用三通阀4连接两个示踪气体发射端口，可使示踪气体发射端口处于不同的操作位置，更能模拟实际工作状态下的挥发性有机物(VOCs)逸散状况，使结果更为精准。

本实施例中，可选的，所述示踪气体发射端口I5或示踪气体发射端口II16均为管体上开设有多个出气孔的布气管。所述多个出气孔的直径优选与布气管直径相同。相邻出气孔与出气孔之间的间隔为优选为布气管内径的12倍，以便更好的模拟现场实际工作状态下的挥发性有机物(VOCs)逸散状况，使结果更为精准。

本实施例中，可选的，所述采样枪10包括不锈钢结构的空心圆管25，所述空心圆管25管体上设置有多个进样孔，所述空心圆管25一端密封，一端为敞口状态，所述密封端设置有磁铁17。示踪气体采集装置的采样枪10由于设有多点分散的进样孔，通过气泵11扇叶的扰动，使气体湍流度剧增，从而使气体混合更为均匀，分析装置进行分析的样品更有代表性。所述空心圆管25上优选设置有三个进样孔，分别为进样孔Ⅰ18、进样孔Ⅱ19、进样孔Ⅲ20。所述进样孔Ⅰ18、进样孔Ⅱ19、进样孔Ⅲ20的孔径优选与空心管25直径相同。由于密封端设置有磁铁17，能够通过磁铁17将采样枪10吸附固定于集气系统上，具有固定方便的优点。

本实施例中，可选的，所述导气管路II24与采样枪10的敞口端连接，并通过橡胶塞21密封，以便气体样品通过采样枪10进入到导气管路II24中，并通过橡胶塞21将导气管路II24与采样枪10的连接处及集气系统的检测口9密封住，以防止示踪气体外泄，影响检测结果的准确性。所述橡胶塞21优选为锥台形橡胶塞，所述橡胶塞21的小径端与空气管25连接，以具有更好的密封性。

本实施例中，可选的，所述气泵11为负压泵。

本实施例中，可选的，所述分析装置13为在线红外分析仪，以便实时显示的示踪气体SF₆浓度变化曲线图，并能够在线传输，从而进行远程监测。

本实施例中，可选的，所述导气管路I23和/或导气管路II24均为特氟龙管；

和/或，所述储气装置1顶部设置有用于测定储气装置1内部压力的压力计2，以便实时显示储气装置1内部压力变化情况；

和/或，所述示踪气体发生装置还包括为流量控制器I3供电的一供电装置I6，所述供电装置I6通过电线22与流量控制器I3连接；

和/或，所述有机物集气系统收集效率评估装置还包括为流量控制器II 12、气泵11及分析装置13供电的供电装置II14。

本实施例还提供了一种使用上述的评估装置对集气系统收集效率进行评估的方法，包括以下步骤：

步骤S10、将示踪气体发生装置的气体发射端口固定于集气系统工作时，需要被收集的挥发性有机物产生区域；

步骤S20、将示踪气体采集装置的采样枪固定在集气系统末端的检测口；

步骤S30、设置各仪器参数，启动评估装置，并根据评估装置的各测定值及仪器参数采用公式(一)对收集效率进行计算：

$\mathrm{FE}=\frac{m}{M}$

其中， $m=T\·v_1\·{\∫}_0^t{c}_1\mathrm{dt},$ M＝T·v₀·c₀   公式(一)

式中，

FE-挥发性有机物(VOCs)集气系统收集效率，％；

m-试验时长内集气系统末端示踪气体检出总量，单位mg；

M-试验时长内示踪气体发生装置排放示踪气体总量，单位mg；

T-试验时长，单位s；

v₀-示踪气体发生装置排放示踪气体速率，单位m³/s；

c₀-示踪气体排放浓度，单位mg/m³；

c₁-集气系统末端示踪气体检出浓度，单位mg/m³；

v₁-集气系统末端实际风量，单位m³/s。

上述对集气系统收集效率进行评估的方法是在有集气系统安装的区域选择并确定有代表性的监测点，将示踪气体发生装置固定在操作平台，把气体发射端口固定在选定的监测点；将示踪气体采集装置和分析装置固定在集气系统的末端；然后设置示踪气体的发射速率以及气体采集装置的进样速率，最终通过分析装置显示的示踪气体浓度实时变化状况，以及示踪气体的释放量，综合核算、评估工业行业挥发性有机物(VOCs)集气系统收集效率。该方法能够现场快速、准确测定工业源挥发性有机物(VOCs)集气系统收集效率。

如图4所示，本实施例的挥发性有机物集气系统收集效率评估装置使用时，考虑到运输方便，优选在测试现场进行装配，在需要现场装置配时，其操作步骤如下：

步骤一、现场设备安装：

a、选定示踪气体发生装置的安装点，即选定示踪气体发生装置与集气系统前段的位置关系。

b、将示踪气体储气钢瓶平稳放置于现场操作平台15旁边，用导气管路I23依次将流量控制器I3、三通阀4、示踪气体发射端口I5、示踪气体发射端口II16进行连接。

c、将示踪气体发射端口I5、示踪气体发射端口II16放置在日常工作进行工业原料加工生产的常用区域，并将导气管路I23固定好，防止试验进行过程中示踪气体发射端口I5和示踪气体发射端口II16移动。

d、选定集气系统末端8的检测口9，将采样枪10通过检测口9插入集气管道内部，把带有磁铁17的一端吸附在管道内壁，锥形橡胶塞21将监测口9密封、并固定采样枪10。

e、用导气管路II24依次连接气泵11、流量控制器II12、在线红外分析仪。

f、检查所有仪器连接状况。

步骤二、现场试验：

a、连接所有电源，调节流量控制I3和流量控制器II12。

b、打开储气装置1的开关阀，并打开在线红外分析仪13，设置所需参数，待流量控制器II12显示流量趋于稳态，开始正式计时、进样。

步骤三、数据处理与计算：

a、现场监测结果分析以及数据分析，根据在线红外分析仪所显示的示踪气体SF₆浓度变化曲线图，综合计算出特定进样区间内SF₆的总量m。

b、根据流量控制器I3设定流量与试验时长，可计算出试验区间内，示踪气体SF₆总排出量M。

c、根据式(一)可计算出无组织逸散率，以此对集气系统挥发性有机物(VOCs)收集效率进行计算与评估。

$\mathrm{FE}=\frac{m}{M}$

其中， $m=T\·v_1\·{\∫}_0^t{c}_1\left(t\right)\mathrm{dt},$ M＝T·v₀·c₀

式中，

FE-挥发性有机物(VOCs)集气系统收集效率，％；

m-试验时长内集气系统末端示踪气体检出总量，单位mg；

M-试验时长内示踪气体发生装置排放示踪气体总量，单位mg；

T-试验时长，单位s；

v₀-示踪气体发生装置排放示踪气体速率，单位m³/s；

c₀-示踪气体排放浓度，单位mg/m³；

c₁-集气系统末端示踪气体检出浓度，单位mg/m³；

v₁-集气系统末端实际风量，单位m³/s。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种挥发性有机物集气系统收集效率评估装置，其特征在于，包括示踪气体发生装置、示踪气体采集装置和分析装置；

所述示踪气体发生装置包括储气装置和与所述储气装置连接的导气管路I，所述导气管路I上设置有流量控制器I，并在所述导气管路I远离储气装置的一端设置用于向集气系统发射示踪气体的示踪气体发射端口；

所述示踪气体采集装置包括采样枪、气泵和流量控制器II，所述采样枪用于采集集气系统内的示踪气体，所述采样枪的出气端连接导气管路II，所述气泵及流量控制器II均设置于导气管路II上；

所述分析装置与流量控制器II的出气端连接。

2.根据权利要求1所述的挥发性有机物集气系统收集效率评估装置，其特征在于，所述储气装置为储存有已知量的六氟化硫气体的钢瓶。

3.根据权利要求1所述的挥发性有机物集气系统收集效率评估装置，其特征在于，在导气管路I上设置有三通阀，并且所述三通阀的进气端与所述流量控制器I的出气端连接，所述三通阀的其中其它两个端口均连接示踪气体发射端口。

4.根据权利要求1－3任一项所述的挥发性有机物集气系统收集效率评估装置，其特征在于，所述示踪气体发射端口为管体上开设有多个气孔的布气管。

5.根据权利要求1所述的挥发性有机物集气系统收集效率评估装置，其特征在于，所述采样枪包括不锈钢结构的空心圆管，所述空心圆管管体上设置有多个进样孔，所述空心圆管一端密封，一端为敞口状态，所述密封端设置有磁铁。

6.根据权利要求5所述的挥发性有机物集气系统收集效率评估装置，其特征在于，所述导气管路II与采样枪的敞口端连接，并通过橡胶塞密封。

7.根据权利要求1所述的挥发性有机物集气系统收集效率评估装置，其特征在于，所述气泵为负压泵。

8.根据权利要求1所述的挥发性有机物集气系统收集效率评估装置，其特征在于，所述分析装置为在线红外分析仪。

9.根据权利要求1所述的挥发性有机物集气系统收集效率评估装置，其特征在于，所述导气管路I和/或导气管路II均为特氟龙管；

和/或，所述储气装置顶部设置有用于测定储气装置内部压力的压力计；

和/或，所述示踪气体发生装置还包括为流量控制器I供电的供电装置I；

和/或，所述有机物集气系统收集效率评估装置还包括为流量控制器II、气泵及分析装置供电的供电装置II。