CN207221716U - 一种有机废气的动态配气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有机废气的动态配气装置。所述有机废气的动态配气装置包括气体发生装置、第二载气瓶和配气箱，所述气体发生装置内设有第一载气瓶和挥发气缸，所述挥发气缸包括VOCs挥发气缸和水蒸气挥发气缸，所述VOCs挥发气缸内设有带渗透膜的容器；所述配气箱内设有混合器、缓冲罐、PLC温湿度控制器、风机和加热器，所述第一载气瓶与挥发气缸连通，所述挥发气缸与混合器连通，所述第二载气瓶与混合器连通，所述混合器与缓冲罐连通，所述缓冲罐内设有PLC温湿度探头，所述PLC温湿度探头与PLC温湿度控制器连接，所述PLC温湿度控制器分别与加热器和风机连接。

Description

一种有机废气的动态配气装置

技术领域

本实用新型属于有机废气的配气装置领域，更具体地，涉及一种有机废气的动态配气装置。

背景技术

大气污染是我国目前最突出的环境问题之一，其中，有机废气(VOCs)是一个重要的污染源，它具有低浓度、高毒性的特征，正严重地破坏着人类的生存环境、威胁着人类健康。为有效地治理大气中VOCs污染物，国内外许多研究工作者已致力于这类研究，开发并采用吸收法、吸附法、燃烧法等多种净化方法。然而，不论采用何种治理方法，在前期的小试和/或中试阶段，都需根据实际废气的成分、浓度、湿度等性质配置模拟有机废气，方可进行净化处理实验。因此，如何经济高效地配置复杂的有机废气已引起相关领域科研技术人员的广泛关注。

在已有的配气方法中，动态配气法是将已知浓度的原料气体与稀释气体连续不断地混合，该方法具有能够持续配置并供给混合气体的优点。而且，实际生产过程中产生的废气一般也是以流动的方式排出，因此动态配气法能更加真实的模拟实际废气。但是现有的利用恒温水浴鼓泡、连续稀释法等动态配气装置，在配置一定浓度的有机废气时，一般需要对标准气体进行二次配气甚至多次配气，经常导致配气时间长和气体浓度波动大，且装置体积大，显著影响配气的速度及准确度；另外，现有配气装置一般只对原料气体设有温控装置，未对混合气体设置温控装置，难以模拟实际的废气温度。而现实中通常有机废气含有不同浓度的多组分VOCs，且流速、温度、湿度等环境因素各异，现有配气装置的上述不足使其不能有效地对气体进行多参数调控，很难模拟复杂的真实有机废气。因此，研发一种配气速度快、精度高以及组分、浓度、温度、湿度和流速同时可控的动态配气装置将具有非常重要的意义。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种有机废气动态配气装置。该配气装置的配体系统、温控均在同一箱体内，通过添加三通阀引入多路标气，具有布置紧凑和设备体积小的优点。可以实现多种气体快速、高精度地均匀混合，且混合气的浓度、温度、湿度和流速等参数可控性强，显著提高了配气的效率，并节约了成本。

本实用新型上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种有机废气的动态配气装置包括气体发生装置、第二载气瓶和配气箱，

所述气体发生装置内设有第一载气瓶和挥发气缸，所述挥发气缸包括VOCs挥发气缸和水蒸气挥发气缸，所述VOCs挥发气缸内设有带渗透膜的容器；

所述配气箱内设有混合器、缓冲罐、PLC温湿度控制器、风机和加热器，所述第一载气瓶与所述挥发气缸连通，所述挥发气缸与所述混合器连通，所述第二载气瓶与所述混合器连通，所述混合器与所述缓冲罐连通，所述缓冲罐内设有PLC温湿度探头，所述PLC温湿度探头与所述PLC温湿度控制器连接，所述PLC温湿度控制器分别与所述加热器和所述风机连接。

进一步地，在所述第一载气瓶和所述挥发气缸之间依次设有第一调压阀、第一三通接口和流量调节阀。

更进一步地，所述流量调节阀包括第一流量调节阀和第二流量调节阀，所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀通过所述第一三通接口并列连通于所述第一调压阀。

进一步地，在所述第二载气瓶和所述混合器之间依次设有第二调压阀、第三流量调节阀和第三单向阀。

进一步地，在所述VOCs挥发气缸和所述混合器之间依次设有第一单向阀、第一二通球阀和第二三通接口；在所述水蒸气挥发气缸和所述混合器之间依次设有第二单向阀、第二二通球阀和第三三通接口。

更进一步地，所述第二三通接口和所述第三三通接口以串联方式连通于所述混合器，所述第一二通球阀和所述第二二通球阀以并联方式通过所述第二三通接口和所述第三三通接口连通于所述混合器，设置三通接口可方便将多路待测VOCs(如甲醛、苯乙烯等)引入混合器。

进一步地，在所述混合器和所述缓冲罐之间设有第四单向阀，所述混合器的两端设置有进气口和出气口，分别连接于所述气体发生装置和所述缓冲罐，所述混合器的出气口通过所述第四单向阀与所述缓冲罐相连接，所述混合器内部设有混气片。

按照气体的走向，依次将各待测VOCs和水蒸气通过气体发生装置产生气源，并通过气体传输管道引入至混合器内。

优选地，所述气体发生装置和配气箱使用不锈钢材质，所述流量调节阀使用质量流量计。通过设置单向阀可以防止混合器内气体倒流入气缸，同时避免不同气缸内标气(各种VOCs或水蒸气)的相互串通；设置二通球阀可快速地引入或阻止某一标气进入混合器，方便调控混合器中气体的组分。

所述流量控制器、单向阀、二通球阀和三通接口都设置在配气管上，通过流量控制器调控气体的输入和输出量；通过单向阀避免气体的倒流；通过二通球阀快速控制标气的引入；通过三通阀方便标气种类的增减，从而可以精确、方便地控制混合气中有机废气的成分、浓度、湿度、流量等参数，更加真实的模拟环境中有机废气。

进一步地，所述缓冲罐上还设有安全阀和压力表。所述安全阀优选弹簧式安全阀，通过设置安全阀可防止缓冲罐内部压力高于设定压力，起到安全保护和稳定气流的作用。

进一步地，所述缓冲罐的上端设置开孔，所述开孔与配气箱的出气口通过出气管连通，所述缓冲罐与所述配气箱的出气口之间设有第四流量调节阀。

进一步地，在所述缓冲罐中所述PLC温湿度探头与所述出气管的端口在同一水平位置上，有利于更真实的测量出气口处混合气的温度和湿度。

所述带渗透膜的容器装有待测VOCs对应的有机液体经渗透膜密封，放置于VOCs挥发气缸的底部；所述第一载气瓶的气体管路深入所述挥发气缸的底部，与挥发气缸内的蒸汽混合，经所述挥发气缸的上端开口引出标气。所述第一载气瓶的出口和所述挥发气缸入口之间设置第一流量调节阀，通过控制气体的流量和渗透膜的渗透能力，控制标气的流速和浓度。

进一步地，所述气体发生装置内可根据需要添加多个VOCs蒸汽发生气路，并通过三通接口并入混合器中；所述混合器的进气口和出气口设置在其两端，且其内部填充有混气片，可使不同种类的气体进入混合器，流经整个混合器内部后再从出气口流出，内置的混气片可使流经混合器的气体进行充分混合，使气体更快速地均匀混合。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型提供的动态配气装置将配气系统和温湿度控制系统都放置于同一箱体内，通过添加三通阀引入多路标气，其组合紧凑、体积小巧、便于移动，可有效降低设备的设计和使用成本。

2.本实用新型中PLC自动温控系统方便调节整个配气系统的温度，可确保获得稳定浓度的水和有机蒸汽；同时混合器内部填充了混气片，可对流经气体起到静态搅拌的作用，再经缓冲罐的进一步混合，使气体得到更充分均匀的混合，最终保证了混合气的均匀、平稳和混合气温度的稳定。

3.本实用新型中设置了流量控制器、单向阀、二通球阀和三通阀，通过流量控制器调控气体的输入和输出量，通过单向阀避免气体的倒流，通过二通球阀快速控制标气的引入是否，通过三通阀方便标气种类的增减，从而可以精确、方便地控制混合气中有机废气的成分、浓度、湿度、流量等参数，更加真实的模拟环境中有机废气。

附图说明

图1为本实用新型有机废气的动态配气装置的结构示意图。

其中，101为第一载气瓶、102为第二载气瓶、201为第一调压阀、202为第二调压阀、301为第一三通接口、302为第二三通接口、303为第三三通接口、401为第一流量调节阀、402为第二流量调节阀、403为第三流量调节阀、404为第四流量调节阀、5为VOCs挥发气缸、6为带渗透膜的容器、701为第一单向阀、702为第二单向阀、703为第三单向阀、704为第四单向阀、8为混合器、9为压力表、10为安全阀、11为PLC温湿度探头、12为缓冲罐、13为风机、14为PLC温湿度控制器、15为第一二通球阀、16为第二二通球阀、17为加热器、18为水蒸气挥发气缸、19为配气箱、20为气体发生装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，本实用新型提供了一种有机废气的动态配气装置，包括气体发生装置20、第二载气瓶102和配气箱19，其中，第二载气瓶102中装载稀释气体，如空气，氧气等，主要起到稀释有机废气的作用。

所述气体发生装置20内设有第一载气瓶101和挥发气缸，所述挥发气缸包括VOCs挥发气缸5和水蒸气挥发气缸18，所述VOCs挥发气缸5内设有带渗透膜的容器6。其中，第一载气瓶101中装载氮气等稀释气体，主要是将挥发气缸内蒸发的VOCs稀释携带出来。

所述配气箱19内设有混合器8、缓冲罐12、PLC温湿度控制器14、风机13和加热器17，所述第一载气瓶101与所述挥发气缸连通，所述挥发气缸与所述混合器8连通，所述第二载气瓶102与所述混合器8连通，所述混合器8与所述缓冲罐12连通，所述缓冲罐12内设有PLC温湿度探头11，所述PLC温湿度探头11与所述PLC温湿度控制器14连接，所述PLC温湿度控制器14分别与所述加热器17和所述风机13连接。

气体发生装置20与混合器8的进气口相连接，所述第一载气瓶102与所述混合器8的进气口相连接，所述混合器8的出气口与所述缓冲罐12的进气口相连接，所述缓冲罐12通过第四流量调节阀404连接配气箱的出气口。

在所述第一载气瓶101和所述挥发气缸5之间依次设有第一调压阀201、第一三通接口301和流量调节阀。所述流量调节阀包括第一流量调节阀401和第二流量调节阀402，所述第一流量调节阀401和所述第二流量调节阀402通过所述第一三通接口301并列连通于所述第一调压阀201。第一载气瓶101通过所述三通接口301分别连接所述VOCs挥发气缸5和所述水蒸气挥发气缸18。

三通接口301的一个接口与所述VOCs挥发气缸5通过第一流量调节阀401相连接，所述三通接口301的另一个接口与所述水蒸气挥发气缸18通过第二流量调节阀402相连接；其中，装有VOCs液体的带渗透膜容器6经渗透膜密封，放置于VOCs挥发气缸的底部，通过控制第一流量调节阀401的流速和带渗透膜容器6渗透膜的渗透能力控制VOCs气体的浓度与流速，通过控制第二流量调节阀402的流速控制水蒸气的流速与浓度。

在所述VOCs挥发气缸5和所述混合器8之间依次设有第一单向阀701、第一二通球阀15和第二三通接口302；在所述水蒸气挥发气缸18和所述混合器8之间依次设有第二单向阀702、第二二通球阀16和第三三通接口303。所述第二三通接口302和所述第三三通接口303以串联方式连通于混合器8，所述第一二通球阀15和所述第二二通球阀16以并联的方式通过所述第二三通接口301和所述第三三通接口303连通于所述混合器8，设置三通接口可方便将多路标气(VOCs或水蒸气)引入混合器。

此外，所述气体发生装置20内可添加多个VOCs蒸汽发生气路(类似并联于401、5、6、701和15气路)，并通过三通接口并入所述混合器8中。气体发生装置20与所述混合器8相连接，其中，所述VOCs挥发气缸5的出气口与所述混合器8进气口之间通过第二三通接口302的一个接口相连接，所述水蒸气挥发气缸18的出气口与所述混合器8的进气口通过三通接口303相连通。

VOCs挥发气缸5与所述三通接口302之间分别设置有第一单向阀701、二通球阀15，所述水蒸气挥发气缸18与所述三通接口303之间分别设置第二单向阀702和二通球阀16，通过设置第一单向阀701、第二单向阀702可以防止混合器内气体倒流入VOCs挥发气缸5和水蒸气挥发气缸18，同时避免不同气缸内标气的相互串通；设置二通球阀16可快速的引入或阻止水蒸气进入混合器，方便调控混合器中气体的湿度。

在所述混合器8和所述缓冲罐12之间设有第四单向阀704，所述混合器8的两端设置有进气口和出气口，分别连接于所述气体发生装置20和所述缓冲罐12，所述混合器8的出气口通过所述第四单向阀704与所述缓冲罐12连通，所述第四单向阀704可以防止缓冲罐12内气体倒流入混合器8中。

在所述第二载气瓶201和所述混合器8之间依次设有第二调压阀202、第三流量调节阀403和第三单向阀703。第二载气瓶102通过第二气压调节阀202与所述三通接口303相连通，两者之间放置第三流量调节阀403与第三单向阀703，通过控制第三流量调节阀403控制气体流速，从而调控最终混合器8的气体浓度和流速，单向阀可以防止混合器8内气体倒流，同时避免不同气路气体的相互串通。

按照气体的走向，依次将各待测VOCs和水蒸气通过气体发生装置20产生有机废气气源，并通过气体传输管道引入至混合器8内。

所述气体发生装置20和配气箱19使用不锈钢材质，所述流量调节阀使用质量流量计。通过设置单向阀可以防止混合器内气体倒流入气缸，同时避免不同气缸内标气的相互串通；设置二通球阀可快速地引入或阻止某一标气进入混合器，方便调控混合器中气体的组分。

所述流量控制器、单向阀、二通球阀和三通接口都设置在配气管上，通过流量控制器调控气体的输入和输出量；通过单向阀避免气体的倒流；通过二通球阀快速控制标气的引入；通过三通接口方便标气种类的增减，从而可以精确、方便地控制混合气中有机废气的成分、浓度、湿度、流量等参数，更加真实的模拟环境中有机废气。

所述带渗透膜的容器6装有待测VOCs对应的有机液体，放置于VOCs挥发气缸5的底部；所述第一载气瓶101的气体管路深入所述挥发气缸的底部，与挥发气缸内的蒸汽混合，经所述挥发气缸的上端开口引出气体。所述第一载气瓶101的出口和所述挥发气缸入口之间设置第一流量调节阀201，通过控制气体的流量和渗透膜的渗透能力，控制标气的流速和浓度。

所述气体发生装置20内可根据需要添加多个VOCs蒸汽发生气路，并通过三通接口并入混合器中；所述混合器8的进气口和出气口设置在其两端，且其内部填充有混气片，可使不同种类的气体进入混合器，流经整个混合器内部后再从出气口流出，内置的混气片可使流经混合器的气体进行充分混合，使气体更快速地均匀混合。

此外，所述配气箱19还设有用于各装置间气体传输的配气管和调节装置，通过控制配气箱19中的温度，改变气体的温度和维持系统的稳定性。

所述调节装置包括调压阀、流量调节阀和二通球阀，所述调压阀包括第一调压阀201和第二调压阀202，所述流量调节阀包括第一流量调节阀401、第二流量调节阀402、第三流量调节阀403和第四流量调节阀404；所述二通球阀包括第一二通球阀15和第二二通球阀16。

所述配气箱19内还设有单向阀，所述单向阀包括第一单向阀701、第二单向阀702、第三单向阀703和第四单向阀704。

通过设置单向阀可以防止混合器内气体倒流入气缸，同时避免不同气缸内标气的相互串通；设置二通球阀可快速的引入或阻止某一标气进入混合器，方便调控混合器中气体的组分。

在所述第一载气瓶101和挥发气缸之间设有第一调压阀201、第一流量调节阀401、第二流量调节阀402和三通接口301，设置三通接口方便将多路标气引入混合器。

所述第一载气瓶101的出口和挥发气缸入口之间设置第一流量调节阀401，通过控制气体的流量和渗透膜的渗透能力，控制标气的流速和浓度。

所述缓冲罐12上还设有安全阀10和压力表9。所述安全阀10优选弹簧式安全阀，通过设置安全阀10可防止缓冲罐12内部压力高于设定压力，起到安全保护和稳定气流的作用。

所述缓冲罐12的上端设置开孔，所述开孔与配气箱的出气口通过出气管连通，所述缓冲罐12与所述配气箱的出气口之间设有第四流量调节阀404。

在所述缓冲罐12中PLC温湿度传感器11与混合气出口相邻，所述PLC温湿度探头11与所述出气管的端口在同一水平位置上，有利于更真实的测量出气口处混合气的温度和湿度。

PLC温度传感器11与所述箱体内的加热器17和所述风机13连接，根据设定所述PLC温湿度控制器14温度自动调节混合气温度。缓冲罐12通过第四流量调节阀404与配气箱的出气口相连接，通过控制第四流量调节阀404控制最终混合气的流出速度。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机废气的动态配气装置，其特征在于，所述有机废气的动态配气装置包括气体发生装置、第二载气瓶和配气箱；

所述气体发生装置内设有第一载气瓶和挥发气缸，所述挥发气缸包括VOCs挥发气缸和水蒸气挥发气缸，所述VOCs挥发气缸内设有带渗透膜的容器；

所述配气箱内设有混合器、缓冲罐、PLC温湿度控制器、风机和加热器，所述第一载气瓶与所述挥发气缸连通，所述挥发气缸与所述混合器连通，所述第二载气瓶与所述混合器连通，所述混合器与所述缓冲罐连通，所述缓冲罐内设有PLC温湿度探头，所述PLC温湿度探头与所述PLC温湿度控制器连接，所述PLC温湿度控制器分别与所述加热器和所述风机连接。

2.根据权利要求1所述的有机废气的动态配气装置，其特征在于，在所述第一载气瓶和所述挥发气缸之间依次设有第一调压阀、第一三通接口和流量调节阀。

3.根据权利要求2所述的有机废气的动态配气装置，其特征在于，所述流量调节阀包括第一流量调节阀和第二流量调节阀，所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀通过所述第一三通接口并列连通于所述第一调压阀。

4.根据权利要求1所述的有机废气的动态配气装置，其特征在于，在所述第二载气瓶和所述混合器之间依次设有第二调压阀、第三流量调节阀和第三单向阀。

5.根据权利要求1所述的有机废气的动态配气装置，其特征在于，在所述VOCs挥发气缸和所述混合器之间依次设有第一单向阀、第一二通球阀和第二三通接口；在所述水蒸气挥发气缸和所述混合器之间依次设有第二单向阀、第二二通球阀和第三三通接口。

6.根据权利要求5所述的有机废气的动态配气装置，其特征在于，所述第二三通接口和所述第三三通接口以串联方式连通于所述混合器，所述第一二通球阀和所述第二二通球阀以并联方式通过所述第二三通接口和所述第三三通接口连通于所述混合器。

7.根据权利要求1所述的有机废气的动态配气装置，其特征在于，在所述混合器和所述缓冲罐之间设有第四单向阀，所述混合器的两端设置有进气口和出气口，分别连接于所述气体发生装置和所述缓冲罐，所述混合器的出气口通过所述第四单向阀与所述缓冲罐相连接，所述混合器内部设有混气片。

8.根据权利要求1所述的有机废气的动态配气装置，其特征在于，所述缓冲罐上还设有安全阀和压力表。

9.根据权利要求8所述的有机废气的动态配气装置，其特征在于，所述缓冲罐的上端设置开孔，所述开孔与配气箱的出气口通过出气管连通，所述缓冲罐与所述配气箱的出气口之间设有第四流量调节阀。

10.根据权利要求9所述的有机废气的动态配气装置，其特征在于，在所述缓冲罐中所述PLC温湿度探头与所述出气管的端口在同一水平位置上。