CN210427143U - 一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构 - Google Patents

Abstract

一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构，属于浓缩样品技术领域，包括连接的第一级富集释放模块和第二级富集释放模块；第一级富集释放模块包括八通阀、第一采样阱、第二采样阱、第二载气管路、第三排空管路；所述第一采样阱两端连接八通阀；所述第二采样阱两端连接八通阀；所述第二载气管路包括第三MFC；所述第三MFC连接八通阀；所述第三排空管路设置有第二MFC、第二活性炭管和第二排空泵，且所述第三排空管路连接八通阀。本装置为二级富集释放机构，第一级用大体积采样冷阱，吸附大量物质，第二级用小体积聚焦冷阱，克服传统烟气采样装置的目标物质成分过少的缺陷，同时，本装置为交替式在线浓缩释放装置，能对烟气污染物实现交替式的富集，从而实现连续采样分析。

Description

一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构

技术领域

本实用新型属于浓缩样品技术领域，具体涉及为一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构。

背景技术

随着国家对大气污染的越发重视，各电力场、化工厂等排出的高温烟气，需要严格检测有毒有害气体的排放量。目前我国焚烧烟气中二噁英排放的检测主流技术，是一种离线检测技术。该技术依赖于《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014)规定的二噁英测定方法《环境空气和废气二噁英类的测定同位素稀释高分辨气象色谱-高分辨质谱法》。这是采用现场采样结合实验室预处理与分析测试的离线检测方法，可为焚烧炉二噁英排放测定提供精确的检测数据。这种二噁英检测方法首先在现场采样，之后将样品送至国家认证的二噁英实验室，经提纯、净化等一系列步骤后应用高分辨气相色谱/高分辨质谱仪(HRGC/HRMS)进行离线分析；需经繁琐复杂的样品预处理过程，测量周期通常达到数周以上。该方法耗时严重、费用昂贵，且测试结果对运行无指导作用，成为目前全面有效控制二噁英排放的重要制约因素。另外，无法及时、准确的了解垃圾焚烧炉的二噁英排放数据，也给政府监管、公众监督带来了无法逾越的技术障碍。

因为现有的分析技术无法实现二噁英的直接检测，因而当前主流的二噁英在线检测技术路线采取对一些和二噁英有确定关联的在线浓度相对较大或者易于检测的中间物质(或前驱物质)进行检测，进而评价二噁英的在线浓度。二噁英前驱物在烟气中浓度低，对温度要求高。

因此，实用新型一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构，解决上述难点，使烟气中目标污染物能够不间断的浓缩。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构。

本实用新型实现其目的采用的技术方案如下。

一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构，包括相互连接的第一级富集释放模块和第二级富集释放模块；所述第一级富集释放模块包括八通阀、第一采样阱、第二采样阱；所述第一采样阱两端连接八通阀；所述第二采样阱两端连接八通阀；所述第二级富集释放模块包括第三六通、聚焦阱、气相色谱模块和传输线；所述聚焦阱两端连接第三六通阀；所述气相色谱模块一端连接第三六通阀，另一端和传输线连接；所述传输线和第三六通阀连接。

一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构，还包括第一三通切换阀、第二载气管路、第三排空管路；所述第一三通切换阀，设置有3个接口，包括A接口、B接口、连接八通阀的C接口；所述第一三通切换阀通过控制AC通或者BC通来进行气路切换；所述第二载气管路包括第三MFC；所述第三MFC连接八通阀；所述第三排空管路设置有第二MFC、第一活性炭管和第二排空泵，且所述第三排空管路连接八通阀。

一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构，还包括第二三通切换阀、第二载气管路、第三MFC、第三排空管路、第二MFC、第二排空泵、第四排空管路、第二活性炭管、第三活性炭管；

所述八通阀设置有8个接口，其具有两个状态：当处于A状态时，第1接口和第7接口连通，第2接口和第8接口连通，第3接口和第5接口连通，第4接口和第6接口连通；当处于B状态时，第1接口和第3接口连通，第2接口和第4接口连通，第5接口和第7接口连通，第6接口和第8接口连通；

八通阀的第1接口连接第三排空管路；八通阀的第2接口连接第一三通切换阀；八通阀的第3接口连接第二采样阱的一端；八通阀的第4接口连接第二采样阱的另一端；八通阀的第5接口连接第二载气管路；八通阀的第6接口连接第二三通切换阀；八通阀的第7接口连接第一采样阱的一端；八通阀的第8接口连接第一采样阱的另一端。

所述第四排空管路设置有第三活性炭管。

所述第二级富集释放模块，还包括第五排空管道、第四活性炭管；

所述第三六通阀设置有6个接口：第1接口连接第二三通切换阀、第2接口连接第五排空管道、第3接口连接聚焦阱一端、第4接口连接气相色谱模块、第5接口连接传输线、第6接口连接聚焦阱另一端。

所述第三六通阀，具有A和B两个状态；当处于A状态时，第三六通阀的第1接口和第6接口连通，第三六通阀的第2接口和第3接口连通，第三六通阀的第4接口和第5接口连通；当处于B状态时，第三六通阀的第1接口和第2接口连通，第三六通阀的第3接口和第4接口连通，第三六通阀的第5接口和第6接口连通。

所述第五排空管道设置有第四活性炭管。

本装置为二级富集释放机构，第一级用大体积采样冷阱，可以大体积采样，吸附大量物质，第二级用小体积聚焦冷阱，起到聚焦作用，克服传统烟气采样装置的目标物质成分过少的缺陷，同时，本装置为交替式在线浓缩释放装置，能对烟气污染物实现交替式的富集，从而实现连续采样分析。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中：第一三通切换阀301、八通阀302、第一采样阱303、第二采样阱304、第二三通切换阀305、第二载气管路306、第三MFC307、第三排空管路308、第二MFC309、第二排空泵310、第四排空管路311、第二活性炭管312、第三活性炭管313、

第二级富集释放模块400、第三六通阀401、第五排空管道402、聚焦阱403、气相色谱模块404、传输线405、第四活性炭管406。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。

一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构，包括第一级富集释放模块300和第二级富集释放模块400。

所述第一级富集释放模块300包括第一三通切换阀301、八通阀302、第一采样阱303、第二采样阱304、第二三通切换阀305、第二载气管路306、第三排空管路308、第四排空管路311、第三活性炭管313。

所述第一三通切换阀301，设置有3个接口，包括A接口、B接口、连接八通阀302的C接口。所述第一三通切换阀301通过控制AC通或者BC通来进行气路切换(连通或阻却)。

所述八通阀302设置有8个接口，其具有两个状态：当处于A状态时，第1接口和第7接口连通，第2接口和第8接口连通，第3接口和第5接口连通，第4接口和第6接口连通；当处于B状态时，第1接口和第3接口连通，第2接口和第4接口连通，第5接口和第7接口连通，第6接口和第8接口连通。

八通阀302的第1接口连接第三排空管路308；八通阀302的第2接口连接第一三通切换阀301；八通阀302的第3接口连接第二采样阱304的一端；八通阀302的第4接口连接第二采样阱304的另一端；八通阀302的第5接口连接第二载气管路306；八通阀302的第6接口连接第二三通切换阀305；八通阀302的第7接口连接第一采样阱303的一端；八通阀302的第8接口连接第一采样阱303的另一端。

所述第三排空管路308设置有第二MFC309、第二活性炭管312和第二排空泵310。

气体通过除水阱，进入采样阱都需要动力。第三排空管路308为气体在采样、除水、富集提供动力。

所述第二载气管路306包括第三MFC307；所述第三MFC连接八通阀302的第5接口。

所述第一采样阱303、第二采样阱304均为内置填料的石英管，外包裹陶瓷加热套，陶瓷加热套放置在半导体制冷腔体内，具有低温吸附、高温释放的作用。

所述第四排空管路311设置有第三活性炭管313，吸附未被吸附的气体，起到过滤作用。

当需要排空时，气体通过第四排空管路311外排，通过第三活性炭管313除去内部未被吸附的物质或者水分。

所述第一三通切换阀301和八通阀302之间的管路、第一采样阱303的进样品管路、第二采样阱304的进样品管路、八通阀302和第二三通切换阀305之间的管路，均设置有伴热带，用伴热带加热至180℃左右。

当八通阀302处于A状态时，前端输送过来的标气或样品气体，经过八通阀302的第2接口和第8接口，进入到第一采样阱303第一级目标物被吸附，剩余的标气或样品气体从八通阀302的第7接口和第1接口进入到第三排空管路308外排。

同时，第二载气管路306中的载气通过八通阀302的第5接口和第3接口，进入到第二采样阱304并将第二采样阱304中富集的浓缩气体带出，然后经过八通阀302的第4接口和第6接口，来到第二三通切换阀305；

当八通阀302切换至B状态时，前端输送过来的标气或样品气体，经过八通阀302的第2接口和第4接口，进入到第二采样阱304第一级目标物被吸附，剩余的标气或样品气体从八通阀302的第3接口和第1接口进入到第三排空管路308外排；

同时，第二载气管路306中的载气通过八通阀302的第5接口和第7接口，进入第一采样阱303并将第一采样阱303中富集的浓缩气体带出，然后经过八通阀302的第8接口和第6接口，来到第二三通切换阀305；

第二三通切换阀305设置有3个接口，包括与八通阀302的第6接口连接的进气口、和第四排空管路311连接的排空口，以及出气口；第二三通切换阀305，将富集第一级目标物的载气输送至出气口。

本技术方案通过八通阀302的切换，使得第一采样阱303和第二采样阱304交替吸附和释放，实现了对烟气污染物的连续浓缩。

作为优选，所述采样阱，内径1/4英寸。其作用在于，大体积采样阱配合填料，能够更多的采集目标物质，增加目标物的浓度，提升分析准确性。

所述第二级富集释放模块400包括第三六通阀401、第五排空管道402、第四活性炭管406、聚焦阱403、气相色谱模块404和传输线405。

所述第三六通阀401设置有6个接口：第1接口连接第二三通切换阀305、第2接口连接第五排空管道402、第3接口连接聚焦阱403一端、第4接口连接气相色谱模块404、第5接口连接传输线405、第6接口连接聚焦阱403另一端。

所述第三六通阀401，具有A和B两个状态；当处于A状态时，第三六通阀401的第1接口和第6接口连通，第三六通阀401的第2接口和第3接口连通，第三六通阀401的第4接口和第5接口连通；当处于B状态时，第三六通阀401的第1接口和第2接口连通，第三六通阀401的第3接口和第4接口连通，第三六通阀401的第5接口和第6接口连通。

所述气相色谱模块404和传输线405连接。气相色谱模块404提供载气，控制第二级冷阱解析进入气相色谱的载气流速。

所述第五排空管道402设置有第四活性炭管406，吸附未被吸附的气体，起到过滤作用。

所述传输线405为一根内壁无填料的石英管，内径0.25mm，一端连接第三六通阀401出口的1/16英寸不锈钢管，一端连接气相色谱模块404，起到连接过度和聚焦作用。

所述第二三通切换阀305到第三六通阀401之间的管道、聚焦阱403的进样品管道、第三六通阀401到传输线405之间的管道均设置有伴热带，用伴热带加热至180℃左右。

作为优选，所述聚焦阱403一端广口，一端细口，在样品聚焦的时候样品从细口到广口，扩散的更充分，更容易被吸附。样品在解析的时候从广口到细口，聚焦更充足，提升分析准确性。更进一步，聚焦阱403的广口内径3mm，细口内径1.2mm。

采样流路温度要求高：样品采样流路温度要和样品原温度一致，防止有机物由于温度低被吸附在采样管表面。本技术方案中，样品流路控制在180℃左右。

温度控制，是本方案的一个创新点。采集环境空气只需设备流露温度和环境空气源一致，普通的电磁阀就可以实现。但是采集烟气(烟气180℃)若流路温度低于气源温度，目标物会吸附在流入上。因此，只能采用本技术方案中的阀来采集烟气。传统电磁阀或者其它的阀内部都有润滑剂润滑，一旦加热，润滑剂释放影响测试结果。

本八通阀302，为市购的两位八通阀，例如可以采用公开号CN105938130A的中国专利申请中的两位八通阀。

本检测方法，依赖于《固定多氯联苯并二噁英和多氯联苯并呋喃的采样方法》EPA-0223A和《环境空气和废气二噁英类的测定同位素稀释高分辨气象色谱-高分辨质谱法》。

本实用新型按照实施例进行了说明，在不脱离本原理的前提下，本装置还可以作出若干变形和改进。应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构，其特征在于，包括相互连接的第一级富集释放模块（300）和第二级富集释放模块（400）；所述第一级富集释放模块（300）包括八通阀（302）、第一采样阱（303）、第二采样阱（304）；所述第一采样阱（303）两端连接八通阀（302）；所述第二采样阱（304）两端连接八通阀（302）；所述第二级富集释放模块（400）包括第三六通阀（401）、聚焦阱（403）、气相色谱模块（404）和传输线（405）；所述聚焦阱（403）两端连接第三六通阀（401）；所述气相色谱模块（404）一端连接第三六通阀（401），另一端和传输线（405）连接；所述传输线（405）和第三六通阀（401）连接。

2.如权利要求1所述的一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构，其特征在于，还包括第一三通切换阀（301）、第二载气管路（306）、第三排空管路（308）；所述第一三通切换阀（301），设置有3个接口，包括A接口、B接口、连接八通阀（302）的C接口；所述第一三通切换阀（301）通过控制AC通或者BC通来进行气路切换；所述第二载气管路（306）包括第三MFC（307）；所述第三MFC（307）连接八通阀（302）；所述第三排空管路（308）设置有第二MFC（309）、第二活性炭管（312）和第二排空泵（310），且所述第三排空管路（308）连接八通阀（302）。

3.如权利要求2所述的一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构，其特征在于，还包括第二三通切换阀（305）、第二载气管路（306）、第三MFC（307）、第三排空管路（308）、第二MFC（309）、第二排空泵（310）、第四排空管路（311）、第二活性炭管（312）、第三活性炭管（313）；

所述八通阀（302）设置有8个接口，其具有两个状态：当处于A状态时，第1接口和第7接口连通，第2接口和第8接口连通，第3接口和第5接口连通，第4接口和第6接口连通；当处于B状态时，第1接口和第3接口连通，第2接口和第4接口连通，第5接口和第7接口连通，第6接口和第8接口连通；

八通阀（302）的第1接口连接第三排空管路（308）；八通阀（302）的第2接口连接第一三通切换阀（301）；八通阀（302）的第3接口连接第二采样阱（304）的一端；八通阀（302）的第4接口连接第二采样阱（304）的另一端；八通阀（302）的第5接口连接第二载气管路（306）；八通阀（302）的第6接口连接第二三通切换阀（305）；八通阀（302）的第7接口连接第一采样阱（303）的一端；八通阀（302）的第8接口连接第一采样阱（303）的另一端。

4.如权利要求3所述的一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构，其特征在于，所述第四排空管路（311）设置有第三活性炭管（313）。

5.如权利要求3所述的一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构，其特征在于，所述第二级富集释放模块（400），还包括第五排空管道（402）、第四活性炭管（406）；

所述第三六通阀（401）设置有6个接口：第1接口连接第二三通切换阀（305）、第2接口连接第五排空管道（402）、第3接口连接聚焦阱（403）一端、第4接口连接气相色谱模块（404）、第5接口连接传输线（405）、第6接口连接聚焦阱（403）另一端；

所述第三六通阀（401），具有A和B两个状态；当处于A状态时，第三六通阀（401）的第1接口和第6接口连通，第三六通阀（401）的第2接口和第3接口连通，第三六通阀（401）的第4接口和第5接口连通；当处于B状态时，第三六通阀（401）的第1接口和第2接口连通，第三六通阀（401）的第3接口和第4接口连通，第三六通阀（401）的第5接口和第6接口连通。

6.如权利要求5所述的一种烟气污染物在线交替的二级富集释放机构，其特征在于，所述第五排空管道（402）设置有第四活性炭管（406）。

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