一种适用于吸收法采样烟气的吸收装置的制作方法

1.本发明涉及燃煤烟气检测领域，具体涉及一种适用于吸收法采样烟气的吸收装置。


背景技术：

2.随着时代的发展，社会对环保的要求越来越高，处在风口浪尖的火电厂成为重点关注对象，因此火电厂要增加投资加装脱硫、脱硝装置。但这类装置如果不及时调整或优化，仍会照成烟气排放的超标，如no
x
，so3超排等，还会影响设备的正常运行，以及生产成本的增加，因此电厂需要定期测量调试。
3.目前脱硝脱硫装置的部分参数测量一般采用吸收法吸收测量，首先用烟气采样泵把烟气从烟道内抽出，经过吸收液，把需要的成分吸收到吸收液里，然后拿到化学实验室里面测量，如so2，so3，氨逃逸等。采用吸收法测量需要记录烟气采样泵的标况体积，所以需要吸收液在0
°
的情况下吸收烟气。
4.目前一般采用冰块把吸收瓶里的吸收液降到0
°
，这种方法需要准备一个保温箱，在保温箱里加水，把冷冻好的冰块放入水中，然后把吸收瓶放入水中，使吸收瓶中的吸收液达到0
°
。现有冰降温方降温效率不高，如果发现冰块融化，需要及时添加冰块，以免影响测量精度。火电厂烟道内烟气温度比较高，当烟气采样泵的流量增大，取样个数增多，取样时间增长时，环境温度增高，都能使保温箱内的水迅速升温，导致冰块快速融化。现场冰块一般在化学实验室冷冻，当取样时冰块融化，再去实验室取冰块，会影响测量效率。并且吸收瓶里面的吸收液添加或者吸收完烟气取吸收液时容易把水槽里面的水弄到吸收液里，造成吸收液污染，影响测量精度，甚至会使整个试验项目作废。另外水槽里面的水在高温的情况下会逐渐蒸发，也要及时补充水槽里面的水。因此现有采用冰块降温的方式十分不便，需要一种可以快速可靠降温的吸收装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种适用于吸收法采样烟气的吸收装置。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种适用于吸收法采样烟气的吸收装置，包括第一冷却单元、第二冷却单元、第三冷却单元以及吸收单元，所述的第一冷却单元、第二冷却单元、吸收单元依次连通，所述的第三冷却单元用于对所述的吸收单元进行冷却，所述的第一冷却单元包括冷却管，所述的冷却管具有多个弯曲的管段，所述的冷却管的入口用于连通烟道，所述的冷却管的出口与所述的第二冷却单元连通；所述的第二冷却单元包括冷却容器、烟气输入管、烟气输出管以及湿源供给部件，所述的烟气输入管的入口与所述的冷却管的出口连通，所述的烟气输入管的出口伸入至所述的冷却容器内，所述的烟气输出管的入口伸入至所述的冷却容器内，所述的烟气输出管的出口与所述的吸收单元连通，所述的湿源供给部件与所述的冷却容器相连接用于提供湿
源；所述的第三冷却单元包括制冷基座、制冷片，所述的制冷基座开设有安装槽，所述的制冷片具有第一面、第二面，所述的第一面的温度低于所述的第二面的温度，所述的制冷片的第一面设置在所述的制冷基座上；所述的吸收单元包括用于盛放烟气吸收液的吸收瓶，所述的吸收瓶设置在所述的安装槽内。
7.优选地，所述的第三冷却单元还包括温度传感器、温控器，所述的温度传感器设置在所述的制冷基座上，所述的温度传感器与所述的温控器相连接，所述的温控器与所述的制冷片相连接。
8.进一步优选地，所述的温控器控制所述的制冷片的功率使所述的温度传感器探测到的温度维持在设定值。
9.优选地，所述的第三冷却单元还包括水冷组件，所述的水冷组件包括水冷头、泵体，所述的水冷头设置在所述的制冷片的第二面上，所述的水冷头内具有用于流动液体的容腔，所述的水冷头的容腔通过进水口、出水口与所述的泵体连通。
10.进一步优选地，所述的水冷组件还包括水冷风扇，所述的水冷风扇设置在所述的水冷头上。
11.优选地，所述的制冷基座上开设有排水孔，所述的排水孔连通所述安装槽底部与所述的制冷基座外部。
12.优选地，所述的冷却管呈螺旋状。
13.优选地，所述的第一冷却单元还包括用于盛放冷却介质的冷却箱，所述的冷却管设置在所述的冷却箱内。
14.优选地，所述的湿源供给部件包括用于盛放冷却液体的湿源容器、喷嘴、计量部件，所述的湿源容器与所述的冷却容器的底部连通，所述的喷嘴伸入至所述的冷却容器内，所述的湿源容器与所述的喷嘴通过管道连通，所述的计量部件设置在所述的湿源容器与所述的喷嘴之间的管道上。
15.优选地，所述的烟气输入管的出口、烟气输出管的入口分布在所述的冷却容器内的相对两侧，和/或所述的烟气输入管具有多个出口，和/或所述的烟气输出管具有多个入口。
16.优选地，所述的吸收瓶包括瓶本体、芯管，所述的瓶本体内用于盛放烟气吸收液，所述的瓶本体上形成所述的吸收单元的出口，所述的芯管的一端与所述的烟气输出管的出口连通，所述的芯管的另一端伸入至所述的瓶本体内，所述的吸收单元的出口位于所述的芯管另一端的上方。
17.优选地，所述的吸收单元设置有多组，所述的安装槽的数量与所述的吸收单元的数量相同，多组所述的吸收单元相互串联，位于首位的所述的吸收单元与所述的烟气输出管的出口连通，位于末位的所述的吸收单元用于连通烟气分析部件。
18.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明采用多级降温，对烟气进行预处理，逐步降低烟气温度，避免吸收液突然升温；可以使温度吸收瓶的温度更为精准；降温吸收的过程中不需要加冰或者加水等操作，提高取样效率和效果，减少意外发生的可能。
附图说明
19.附图1为本实施例的结构示意图；附图2为本实施例中第一冷却单元的侧视图；附图3为本实施例中第二冷却单元的结构示意图；附图4为本实施例中烟气输入管的出口视角的结构示意图；附图5为本实施例中瓶本体的结构示意图；附图6为本实施例中芯管与瓶盖的结构示意图；附图7为本实施例中制冷基座的正视图；附图8为本实施例中制冷基座的俯视图；附图9为本实施例中水冷头的正视图。
20.以上附图中：11、冷却箱；12、冷却管；21、冷却容器；22、烟气输入管；23、烟气输出管；24、湿源供给部件；241、湿源容器；242、喷嘴；243、计量部件；31、瓶本体；32、瓶盖；33、芯管；331、石英网片；41、制冷基座；411、安装槽；412、排水孔；413、测温槽；42、制冷片；43、温度传感器；44、温控器；45、水冷头；451、进水口；452、出水口；46、泵体；47、水冷风扇。
具体实施方式
21.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.如图1所示，一种适用于吸收法采样烟气的吸收装置，包括第一冷却单元、第二冷却单元、第三冷却单元以及吸收单元，第一冷却单元、第二冷却单元、吸收单元依次连通，吸收单元设置在第三冷却单元上并且第三冷却单元用于对吸收单元进行冷却，第一冷却单元用于与烟道连通获取烟气，吸收单元用于与烟气分析部件连通分析烟气。在使用时，吸收单元内盛放有用于烟气吸收的吸收液，烟气首先经过第一冷却单元减速冷却，再进入第二冷却单元进一步降温，然后烟气进入吸收单元并且第三冷却单元把吸收液温度控制在0℃，促进对烟气中的采样成分的充分吸收。
25.如图1、2所示，第一冷却单元包括冷却箱11、冷却管12，冷却箱11用于盛放冷却介质，冷却管12设置在冷却箱11内，冷却管12具有多个弯曲的管段，冷却管12的入口用于连通烟道，冷却管12的出口与第二冷却单元连通，烟气通过多个弯曲的管段，可以降低流速，增
加与冷却管12外界进行热交换的时间，可以初步降温，若烟气温度过高，可向冷却箱11内添加冷却介质。在本实施例中，冷却管12呈螺旋状，材质为玻璃，当冷却箱11内盛放有冷却介质时，冷却箱11内的冷却管12浸没在冷却介质中。
26.如图1、3、4所示，第二冷却单元包括冷却容器21、烟气输入管22、烟气输出管23以及湿源供给部件24，烟气输入管22的入口与冷却管12的出口连通，烟气输入管22的出口伸入至冷却容器21内并且烟气输入管22具有多个出口，烟气输出管23的入口伸入至冷却容器21内并且烟气输出管23具有多个入口，烟气输出管的结构与图4相类似，烟气输出管23的出口与吸收单元连通，烟气输入管22的出口、烟气输出管23的入口分布在冷却容器21内的相对两侧，增加烟气加湿时间，湿源供给部件24与冷却容器21相连接用于提供湿源。湿源供给部件24包括用于盛放冷却液体的湿源容器241、喷嘴242、计量部件243，湿源容器241与喷嘴242通过管道连通，喷嘴242伸入至冷却容器21内并且喷嘴242具有多个，喷嘴242与烟气输出管23的入口设置在冷却容器21内的上方并且开口向下，烟气输入管22的出口位于冷却容器21内的下方并且开口向下，增强烟气加湿混合，湿源容器241与冷却容器21的底部连通，冷却容器21底部残留的冷却液体回收至湿源容器241内重复使用，计量部件243设置在湿源容器241与喷嘴242之间的管道上，可以根据烟气温度调整管道内的冷却液体流量，避免烟气过湿或冷却不够。在本实施例中，湿源容器241内为除去悬浮物、胶体和无机的阳离子、阴离子等杂质的除盐水，避免与烟气发生反应。
27.如图1、5、6所示，吸收单元包括用于盛放烟气吸收液的吸收瓶，为使吸收液与烟气充分接触并充分吸收烟气，吸收单元设置多组，多组吸收单元相互串联。
28.吸收瓶包括瓶本体31、瓶盖32以及芯管33，瓶本体31内用于盛放烟气吸收液，其高度和直径需要根据所需吸收液量和烟气流量定制，瓶本体31上的入口用于向内添加吸收液、出口形成吸收单元的出口，多组吸收单元中位于末位的吸收单元的瓶本体31的出口用于连通烟气分析部件，其余吸收单元的瓶本体31的出口与后一位的吸收单元的入口连通。瓶盖32盖设在瓶本体31的入口上，两者紧密相连避免烟气逃逸，瓶盖32和瓶本体31的入口按倒锥形配合，大口朝上方便增添和移除吸收液。芯管33的一端形成吸收单元的入口，多组吸收单元中位于首位的吸收单元的芯管33的一端与烟气输出管23的出口连通，其余吸收单元的芯管33的一端与前一个吸收单元的瓶本体31的出口连通，芯管33的另一端穿过瓶盖32伸入至瓶本体31内，为便于安装和拆卸，芯管33与瓶盖32可固定连接。芯管33的另一端的口径逐渐增大呈半球形的敞口并且口部设有石英网片331，芯管33的另一端插至瓶本体31的底部，使烟气更加充分的与吸收液接触，瓶本体31的出口位于芯管33另一端的上方，瓶本体31内盛有吸收液时，芯管33的另一端低于吸收液液面，瓶本体31的出口高于吸收液液面。在本实施例中，吸收单元设置有两组，瓶本体31、芯管33由玻璃材质制作，厚度均为2mm，瓶本体31的中上部具有球形瓶身，便于承载更多多余的烟气以及便于观察吸收液液面高度，吸收液液面高度约为吸收瓶底部到球形瓶身底部的2/3处，液面高了容易从烟气出气口吸到烟气分析部件内，液面低了烟气与吸收液接触不充分，影响精度。
29.如图1、7、8所示，第三冷却单元包括制冷基座41、制冷片42、温度传感器43、温控器44以及水冷组件。
30.制冷基座41的大小根据吸收单元设置，其顶部开设有安装槽411，安装槽411的数量与吸收单元的数量相同，安装槽411用于安装吸收瓶，制冷基座41采用铜或者铝为材料制
作，以确保温度迅速传导到吸收单元里，制冷基座41上开设有排水孔412，排水孔412连通所述安装槽411底部与制冷基座41外部，便于吸收瓶表面冷凝下来的水排出。在本实施例中，根据吸收瓶的尺寸，制冷基座41为长宽高为110*40*70mm的长方体，安装槽411为半径为15mm、深度为61mm的圆柱型槽，相邻安装槽411的中心距离为55mm。
31.制冷片42采用半导体制冷片，制冷片42具有第一面、第二面，第一面的温度低于第二面的温度，制冷片42的第一面均匀涂抹导热硅脂后贴附在制冷基座41的侧面，保证第一面的温度能及时传导到制冷基座41上，考虑到现场最恶劣的使用情况，如高温烟温、大流量等情况，制冷基座41上的安装槽411的两侧均贴附有制冷片42，确保可以快速制冷。制冷片42的制冷功率可以调节。在本实施例中，制冷片42的尺寸为40*40*4mm，每块制冷片42的最大制冷功率为70w，制冷片42的供电电压为dc12v。
32.制冷基座41的顶部开设有位于安装槽411之间（若仅为一个安装槽411时就在其旁边开设）的测温槽413，温度传感器43设置在测温槽413内。温度传感器43与温控器44相连接向温控器44传输制冷基座41的温度，温控器44与制冷片42相连接用于根据温度传感器43反馈的温度控制制冷片42的制冷功率，通过温控器44控制制冷片42的功率使温度传感器43探测到的温度维持在设定值，维持该设定值可以使得吸收单元内的吸收液维持在0℃。并且如果不调节温控器44，制冷片42会持续降温（理论极限可以到
‑
50℃），导致制冷片42第二面温度过高，会影响制冷片42的使用寿命。在本实施例中，温度传感器43采用热电偶，测温槽413开设在相邻安装槽411的对称中心线距离吸收瓶座边10mm处，测温槽413直径为5mm、深度为20mm。
33.如图1、7
‑
9所示，水冷组件用于给制冷片42的第二面散热，水冷组件包括水冷头45、泵体46以及水冷风扇47。水冷头45贴附在在制冷片42的第二面上并且之间均匀涂抹导热硅脂，把第二面的温度及时散发出去，水冷头45内具有用于流动液体的容腔，水冷头45的容腔通过进水口451、出水口452与泵体46连通，泵体46将水冷头45内的水循环起来，水冷风扇47设置在水冷头45上用于给水冷头45里边循环的水降温、加快对流散热。在本实施例中，水冷头45采用铜或者铝块制作以增加导热效率，水冷头45外部尺寸为95*12*40mm，水冷头45壁厚为2mm，泵体46采用dc12v200ma的电源，水冷风扇47采用12v的电源，使用相同电压的电源可以把电源集成到一个上面，减小体积。
34.以下具体阐述一下本实施例的工作原理：如图1、7、8所示，首先吸收瓶内放入所需要的吸收液，根据需要，可以使用一个吸收瓶，或者两个吸收瓶串联。然后打开电源，制冷片42和水冷组件同时通电，制冷片42的第一面降温，第二面产生热量，水冷头45内的水开始循环带走第二面的热量。接着将烟气进入冷却管12，流速降低，初步降温后由烟气输入管22进入冷却容器21，湿源容器241中的除盐水通过喷嘴242喷入冷却容器21与烟气充分混合，根据烟气温度的大小调节计量部件243来控制加湿量，冷却容器21底部残留的除盐水回收至湿源容器241，加湿降温后的烟气由烟气输出管23进入吸收瓶，同时通过调节温控器44来调节到设定值，把吸收瓶放入安装槽411使吸收液降温至0℃，冷却吸收液并吸收烟气。
35.上述实施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士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作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。