一种适合低浓度氮氧化物吸附材料的检测系统的制作方法

1.本实用新型属于无机废气吸附检测的技术领域，更具体讲涉及一种适合低浓度氮氧化物吸附材料的检测系统。


背景技术：

2.目前，关于去除氮氧化物的研究很多，但主要是针对燃烧炉、发动机等高温产生的氮氧化物，此类氮氧化物的排放特点是高温高浓度，排放前主要采用还原剂催化还原或高温还原的方法进行处理，技术相对成熟。然而，针对公路隧道内汽车排放尾气中含有的氮氧化物，其排放特点常温低浓度，不适合采用传统的催化还原或高温还原技术，而经过实践验证发现——通过吸附材料来吸附常温低浓度氮氧化物是可行的处理技术之一，但是目前缺少有效检测吸附材料吸附能力的测试系统，无法为不同工况条件下选择对应合适的吸附材料提供科学参考，因此需要设计一种适合低浓度氮氧化物吸附材料的检测系统来测试不同吸附材料的吸附能力。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供的一种适合低浓度氮氧化物吸附材料的检测系统。利用本实用新型能够检测出不同工况条件下低浓度氮氧化物吸附材料的吸附效率和吸附容量，得知对应条件下吸附材料的吸附能力，确定吸附剂的使用条件、使用寿命以及分析吸附剂的经济性，为不同工况条件下选择对应合适的吸附材料提供科学参考，本实用新型还具有结构简单、操作方便、使用灵活的优点。
4.本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：
5.本实用新型的一种适合低浓度氮氧化物吸附材料的检测系统是由按照气流流动方向依次相连的氮氧化物气体发生段、氮氧化物吸附段和负压风机构成（氮氧化物气体发生段用于提供目标气体，氮氧化物吸附段用于吸附目标气体中的氮氧化物，负压风机提供气流动力）；所述氮氧化物气体发生段是由氮氧化物气体支路和干净空气气体支路并联后接通混合气瓶的进口（用高浓度氮氧化物与干净空气混合后得到作为目标气体的低浓度氮氧化物气体，与直接采用低浓度氮氧化物气体作为目标气体气体相比，省去了经常更换气瓶的麻烦、大大降低了检测成本），混合气瓶的出口和加湿器的出口通过气管以并联的方式连通氮氧化物吸附段（对目标气体进行加湿，检测湿度因素对吸附材料的吸附能力的影响，尤其是考虑到高湿气体的发生）；所述氮氧化物吸附段是由首尾依次的上游进气段、内装吸附材料的吸附箱、下游出气段组成，上游进气段包括依次相连的进气软管和进气直管、内嵌在进气直管出口端的金属丝网（作用一是拦截高湿气体中的雾状液态水，排除液态水对吸附材料吸附能力的干扰；作用二是对通过的气体进行均流，便于后续吸附材料进行均匀吸附）、缠绕在进气直管外围的加热带及保温棉（加热带用于对目标气体进行加热，检测温度因素对吸附材料的吸附能力的影响，尤其是考虑到高温气体的发生；保温棉能够保证管道内的气体温度相对恒定、减少波动，即保证加热后先后依次输出的低浓度氮氧化物气体温
度基本恒定），吸附箱是由上游正锥变径壳体、中间柱状壳体、下游倒锥变径壳体焊接而成的箱式壳体，下游出气段包括依次相连的下游出气直管和出气软管； 所述进气软管的进口端同时连通混合气瓶的出口、加湿器的出口（被检测的目标气体需要一定的温度和湿度），所述出气软管的出口端与负压风机相连。
6.本实用新型中所述氮氧化物气体支路是由氮氧化物气瓶、针型微量调节阀、质量流量计ⅰ通过气管依次连通后构成的支路（由于氮氧化物气瓶中盛装的是高浓度氮氧化物，需要与另一支路的干净空气混合后得到低浓度氮氧化物气体来作为目标气体，因此在此支路中安装针型微量调节阀能够精准控制氮氧化物气体的输出量——即能够在10mpa的高压下控制小流量气体稳定输出，保证输出氮氧化物浓度的稳定性和一致性）。
7.本实用新型中所述干净空气气体支路是由空压机、质量流量计ⅱ通过气管依次连通后构成的支路（此支路用于稳定地提供干净空气，与另一支路的高浓度氮氧化物与混合后得到低浓度氮氧化物气体作为目标气体）。
8.在本实用新型中所述进气直管上预设有上游取样孔（方便对上游气体取样），在下游出气直管上预设有下游取样孔（方便对下游气体取样）；在所述中间柱状壳体的前后段分别预设有上游压力检测孔和下游压力检测孔（方便快速连通外部压力计进行压力测试）；在所述中间柱状壳体的顶部设计有便于拆卸的顶盖（打开顶盖，方便安装或更换移动板以及吸附材料）。
9.本实用新型中所述混合气瓶放置在内盛恒温水的水浴锅中（保证来自两支路的气体在基本相同温度下进行混合，即保证混合后依次输出的低浓度氮氧化物气体温度基本恒定）。
10.在本实用新型中所述中间柱状壳体的内腔中平行设置有若干道用于卡嵌移动板的卡槽（卡槽用于卡嵌移动板，相邻两块移动板与中间柱状壳体的内腔围成一层用于卡嵌吸附材料的吸附床）；所述移动板是由边框和内网组成的筛网结构（筛网结构便于气体的流通），内网的网孔尺寸小于吸附材料的粒径（保证吸附材料被卡嵌固定在对应层吸附床范围内）。
11.本实用新型中所述加热带以螺旋状均匀缠绕在进气直管的外壁上（保证进气直管及通过此段的气体均匀受热），加热带的功率在使用范围内能够根据需要进行调节（调节和控制进气温度）；保温棉包裹在加热带的外围（保证管道内的气体温度相对恒定）。
12.本实用新型的设计原理如下：
13.利用本实用新型能够检测出不同工况条件下低浓度氮氧化物吸附材料的吸附效率和吸附容量，得知对应条件下吸附材料的吸附能力，确定吸附剂的使用条件、使用寿命以及分析吸附剂的经济性，为不同工况条件下选择对应合适的吸附材料提供科学参考。更具体地讲，利用本实用新型主要检测在特定温度和湿度实验条件下吸附材料对低浓度氮氧化物的吸附效率、吸附容量，尤其考虑了高温、高湿气体的发生，排除了液态水对吸附剂性能的干扰，考虑了检测系统气流均匀性。具体体现如下：本实用新型设计有氮氧化物气体发生段来提供目标气体，即用高浓度氮氧化物与干净空气混合后得到作为目标气体的低浓度氮氧化物气体，与直接采用低浓度氮氧化物气体作为目标气体气体相比，省去了经常更换气瓶的麻烦、大大降低了检测成本。为了检测湿度因素对吸附材料的吸附能力的影响，在目标气体进入氮氧化物吸附段之前以并联方式连通加湿器的出口对目标气体进行加湿；且为了
排除液态水对吸附剂性能的干扰，在进气直管的出口端内嵌金属丝网来拦截高湿气体中的雾状液态水，同时金属丝网还能够对通过的气体进行均流，便于后续吸附材料进行均匀吸附。为了检测温度因素对吸附材料的吸附能力的影响，尤其是考虑到高温气体的发生，在进气直管外围缠绕加热带来对目标气体进行加热，并在加热带的外围包裹保温棉来保证管道内的气体温度相对恒定、减少波动。
14.此外，为了保证气体的顺畅流通和固定吸附材料，本实用新型设计了筛网结构的移动板，且相邻两块移动板与中间柱状壳体的内腔围成一层用于卡嵌吸附材料的吸附床，并可根据实际使用情况来设计吸附床的层数。为了方便取样，本实用新型在进气直管上预设有上游取样孔，在下游出气直管上预设有下游取样孔；为了便于随时检测压力，本实用新型在中间柱状壳体的前后段分别预设有上游压力检测孔和下游压力检测孔。为了方便安装或更换移动板以及吸附材料，本实用新型在中间柱状壳体的顶部设计有便于拆卸的顶盖。因此，本实用新型还具有结构简单、操作方便、使用灵活的优点。
15.本实用新型的有益技术效果如下：
16.利用本实用新型能够检测出不同工况条件下低浓度氮氧化物吸附材料的吸附效率和吸附容量，得知对应条件下吸附材料的吸附能力，确定吸附剂的使用条件、使用寿命以及分析吸附剂的经济性，为不同工况条件下选择对应合适的吸附材料提供科学参考，本实用新型还具有结构简单、操作方便、使用灵活的优点。
附图说明
17.图1是本实用新型的连接结构示意图。
18.图2是本实用新型中氮氧化物吸附段的立体结构示意图。
19.图3是本实用新型中移动板的结构示意图。
20.图中序号说明：1、氮氧化物气瓶，2、针型微量调节阀，3、质量流量计ⅰ，4、上游取样孔，5、金属丝网，6、上游正锥变径壳体，7、上游压力检测孔，8、中间柱状壳体，9、吸附材料，10、下游压力检测孔，11、下游倒锥变径壳体，12、下游出气直管，13、下游取样孔，14、出气软管，15、负压风机，16、空压机，17、质量流量计ⅱ，18、混合气瓶，19、加湿器，20、进气软管，21、加热带，22、进气直管，23、移动板，23
‑
1、边框，23
‑
2、内网，24、卡槽，25、水浴锅，26、保温棉，27、顶盖。
具体实施方式
21.本实用新型以下将结合附图来作进一步描述：
22.如图1～图3所示，本实用新型的一种适合低浓度氮氧化物吸附材料的检测系统是由按照气流流动方向依次相连的氮氧化物气体发生段、氮氧化物吸附段和负压风机15构成（氮氧化物气体发生段用于提供目标气体，氮氧化物吸附段用于吸附目标气体中的氮氧化物，负压风机15提供气流动力）；所述氮氧化物气体发生段是由氮氧化物气体支路和干净空气气体支路并联后接通混合气瓶18的进口（用高浓度氮氧化物与干净空气混合后得到作为目标气体的低浓度氮氧化物气体，与直接采用低浓度氮氧化物气体作为目标气体气体相比，省去了经常更换气瓶的麻烦、大大降低了检测成本），混合气瓶18的出口和加湿器19的出口通过气管以并联的方式连通氮氧化物吸附段（对目标气体进行加湿，检测湿度因素对
吸附材料的吸附能力的影响，尤其是考虑到高湿气体的发生）；所述氮氧化物吸附段是由首尾依次的上游进气段、内装吸附材料9的吸附箱、下游出气段组成，上游进气段包括依次相连的进气软管20和进气直管22、内嵌在进气直管22出口端的金属丝网5（作用一是拦截高湿气体中的雾状液态水，排除液态水对吸附材料吸附能力的干扰；作用二是对通过的气体进行均流，便于后续吸附材料进行均匀吸附）、缠绕在进气直管外围的加热带21及保温棉26（加热带21用于对目标气体进行加热，检测温度因素对吸附材料的吸附能力的影响，尤其是考虑到高温气体的发生；保温棉26能够保证管道内的气体温度相对恒定、减少波动，即保证加热后先后依次输出的低浓度氮氧化物气体温度基本恒定），吸附箱是由上游正锥变径壳体6、中间柱状壳体8、下游倒锥变径壳体11焊接而成的箱式壳体，下游出气段包括依次相连的下游出气直管12和出气软管14； 所述进气软管20的进口端同时连通混合气瓶18的出口、加湿器19的出口（被检测的目标气体需要一定的温度和湿度），所述出气软管14的出口端与负压风机15相连。
23.本实用新型中所述氮氧化物气体支路是由氮氧化物气瓶1、针型微量调节阀2、质量流量计ⅰ3通过气管依次连通后构成的支路（由于氮氧化物气瓶1中盛装的是高浓度氮氧化物，需要与另一支路的干净空气混合后得到低浓度氮氧化物气体来作为目标气体，因此在此支路中安装针型微量调节阀2能够精准控制氮氧化物气体的输出量——即能够在10mpa的高压下控制小流量气体稳定输出，保证输出氮氧化物浓度的稳定性和一致性）。
24.本实用新型中所述干净空气气体支路是由空压机16、质量流量计ⅱ17通过气管依次连通后构成的支路（此支路用于稳定地提供干净空气，与另一支路的高浓度氮氧化物与混合后得到低浓度氮氧化物气体作为目标气体）。
25.在本实用新型中所述进气直管22上预设有上游取样孔4（方便对上游气体取样），在下游出气直管12上预设有下游取样孔13（方便对下游气体取样）；在所述中间柱状壳体8的前后段分别预设有上游压力检测孔7和下游压力检测孔10（方便快速连通外部压力计进行压力测试）；在所述中间柱状壳体8的顶部设计有便于拆卸的顶盖27（打开顶盖27，方便安装或更换移动板23以及吸附材料9）。
26.本实用新型中所述混合气瓶18放置在内盛恒温水的水浴锅25中（保证来自两支路的气体在基本相同温度下进行混合，即保证混合后依次输出的低浓度氮氧化物气体温度基本恒定）。
27.在本实用新型中所述中间柱状壳体8的内腔中平行设置有若干道用于卡嵌移动板23的卡槽24（卡槽24用于卡嵌移动板23，相邻两块移动板23与中间柱状壳体8的内腔围成一层用于卡嵌吸附材料9的吸附床）；所述移动板23是由边框23
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1和内网23
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2组成的筛网结构（筛网结构便于气体的流通），内网23
‑
2的网孔尺寸小于吸附材料9的粒径（保证吸附材料9被卡嵌固定在对应层吸附床范围内）。
28.本实用新型中所述加热带21以螺旋状均匀缠绕在进气直管22的外壁上（保证进气直管22及通过此段的气体均匀受热），加热带21的功率在使用范围内能够根据需要进行调节（调节和控制进气温度）；保温棉26 包裹在加热带21的外围（保证管道内的气体温度相对恒定）。
29.本实用新型的具体使用情况如下：
30.首先，按照气流流动方向、并参照上述结构描述以及附图连接本实用新型；接着，
根据实际需要将对应数量的移动板23的边框23
‑
1插嵌到中间柱状壳体8内腔的卡槽24中，由每相邻两块移动板23与中间柱状壳体8的内腔围成一层吸附床；然后，将吸附材料9填装到对应的吸附床空间内；随后，扣合上顶盖27 ，并用螺栓等紧固件压紧密封；跟着，开启负压风机15，使整个气体通道处于负压状态；然后，开启空压机16，打开氮氧化物气瓶1的瓶阀，调节针型微量调节阀2的旋钮，调整气体浓度达到预设值；最后，待系统稳定后，同时在上游取样孔4、下游取样孔13取样，将上游压力检测孔7、下游压力检测孔10连通外部压力计进行压力测试，进而评估吸附材料对氮氧化物的吸附效率。