烟气取样装置的制作方法

1.本实用新型涉及烟气污染物取样检测，具体地，涉及一种烟气取样装置。


背景技术：

2.燃煤电厂、垃圾焚烧、冶金行业等排放的烟气污染物已引起全世界的广泛关注，烟气污染物排放浓度的准确监测是实现烟气污染物减排的重要前提。随着科学技术和工业制造水平的不断提升，常规的烟气组分例如o2、co2、nox、so2等已可以实现其浓度的在线监测。但对于非常规烟气组分如hg、as、se等重金属、so3、卤化氢、卤气等目前还需依赖于湿化学吸收法进行烟气取样，而后进行后续的检测分析，计算而得出浓度，参考的方法或标准有安大略法(ohm)、us epa method 29、us epa method 8、us epa method 26a等。美国apex instruments公司参照上述的方法或标准开发了对应的取样装置，但是该取样装置具有现场不易安装、取样后需清除高硼硅取样管内的灰尘、不能自动实现烟气污染物等速取样等缺点。
3.有鉴于此，需要设计一种烟气取样装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的不易安装，管路难以清理，无法实时调控实现等速取样的问题，提供一种烟气取样装置，该烟气取样装置内设有过滤装置，可以防止管路被堵塞便于管路清洁，同时安装方便，可以实时调控等速取样。
5.为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种烟气取样装置，包括取样机构、烟气吸收机构和控制箱，取样机构包括取样枪和具有加热功能的取样软管，所述取样软管的一端与所述取样枪连接、另一端与所述烟气吸收机构连接，所述取样枪内设置有能够对进入所述取样枪的烟气进行过滤的烟尘过滤单元，所述烟气吸收机构通过传输复合管线与所述控制箱连接，所述控制箱通过复合管线与所述取样枪连接。通过对现有技术中的取样枪进行改进，增设烟气过滤单元，避免烟气取样后烟气取样装置管路难以清理，增设取样软管连接取样枪和烟气吸收机构解决了现有技术中不易安装的问题，使现场安装更为便捷。
6.优选地，所述取样软管包括从外向内依次设有耐温保护层、保温层、取样软管电加热温控层、取样软管内管，所述取样软管电加热温控层通过所述复合管线与所述控制箱电连接。
7.优选地，所述烟尘过滤单元为石英纤维滤筒，所述烟尘过滤单元位于所述取样枪远离所述取样软管的一端。
8.优选地，所述取样枪包括取样弯头和取样枪内管，所述烟尘过滤单元位于所述取样枪内管靠近所述取样弯头的一端内侧，所述取样枪内管远离所述取样弯头的一端与所述取样软管连接，所述取样弯头、所述烟尘过滤单元与所述取样枪内管密封连接，以使得所述取样弯头吸取的烟气能够进入所述烟尘过滤单元进行过滤。
9.具体地，所述取样枪内管为高硼硅内管，所述取样弯头为高硼硅取样弯头。
10.更具体地，所述取样枪外还设有烟气取样辅助管，所述取样枪外还设有烟气取样辅助管，所述烟气取样辅助管通过捆扎方式与所述取样枪连接。
11.优选地，所述取样枪内管的外表面依次设有不锈钢内层、取样枪电加热温控层以及不锈钢外层，所述取样枪内管与所述不锈钢内层连接，所述取样枪电加热温控层通过所述复合管线与所述控制箱电连接。
12.优选地，所述烟气吸收机构包括至少一个依次串联的溶液吸收瓶，位于首位的所述溶液吸收瓶上设置有吸收进气口，位于末位的所述溶液吸收瓶上设置有吸收出气口，所述吸收进气口与所述取样软管连接，所述吸收出气口与所述传输复合管线连接。
13.优选地，所述控制箱内设有真空泵，所述传输复合管线包括与所述取样软管连接的第一热电偶、与所述吸收出气口连接的第二热电偶以及与所述吸收出气口相连的烟气真空管线，所述第一热电偶和所述第二热电偶与所述控制箱电连接，所述烟气真空管线与所述真空泵连接。
14.优选地，所述控制箱内设有毕托管连接口，所述复合管线包括烟气温度热电偶和毕托管，所述取样枪热电偶一端穿插过所述取样枪且延伸至所述取样枪头端外侧，另一端与所述控制箱电连接，所述毕托管一端穿插过所述取样枪且延伸至所述取样枪的头端外侧，另一端与所述毕托管连接口电连接。
15.通过上述技术方案，本实用新型的有益效果如下：
16.为防止烟气取样装置的管路被烟气中的杂质堵塞，同时为了方便清理，本实用新型烟气取样装置在取样枪内增设烟气过滤单元，本实用新型烟气取样装置包括取样设备、样品容器和控制箱，取样设备主要包括枪头处能够对进入的烟气进行过滤的取样枪以及连接取样枪和烟气吸收机构的取样软管，通过设置取样软管的方式连接取样枪和烟气吸收机构，使本实用新型现场安装安全便捷，控制箱主要用于输入多功能烟气取样枪枪头内径、皮托管系数、烟气水蒸气含量等的参数，显示取样烟气的温度、压力、流量等信息，具有实时调控的功能。通过传输复合管线连接控制箱和烟气吸收机构，复合管线连接控制箱和取样枪，将温度、压力、电给热供给线有机的结合起来，使烟气取样装置的现场安装更加便捷。
附图说明
17.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
18.图1是本实用新型具体实施方式的烟气取样装置的整体结构示意图；
19.图2是本实用新型具体实施方式的烟气取样装置的取样枪的结构示意图；
20.图3是图2中a
‑
a处的局部放大图。
21.附图标记说明
[0022]1ꢀꢀꢀ
取样枪
[0023]
11
ꢀꢀ
烟尘过滤单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12
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取样弯头
[0024]
111 不锈钢内层
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112 取样枪电加热温控层
[0025]
113 不锈钢外层
[0026]
13
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取样枪内管
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14
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烟气取样辅助管
[0027]2ꢀꢀꢀ
取样软管
[0028]3ꢀꢀꢀ
烟气吸收机构
[0029]4ꢀꢀꢀ
传输复合管线
[0030]
41
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第一热电偶线
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
42
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第二热电偶线
[0031]
43
ꢀꢀ
烟气真空管线
[0032]5ꢀꢀꢀ
控制箱
[0033]
51
ꢀꢀ
热电偶信号输入单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
52
ꢀꢀ
毕托管连接口
[0034]
53
ꢀꢀ
真空泵
[0035]6ꢀꢀꢀ
复合管线
[0036]
61
ꢀꢀ
取样枪热电偶
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62
ꢀꢀ
毕托管
[0037]
63
ꢀꢀ
电加热供给线
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
64
ꢀꢀ
备用线
具体实施方式
[0038]
在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，采用的方位词“一端”、“另一端”、“内侧”、“外侧”、“外表面”、“首位”、“末位”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，所接触的仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，例如：“首位”指烟气吸收机构3中的首次或第一次接触到取样烟气的溶液吸收瓶，“末位”指烟气吸收机构3中最后一次与取样烟气接触的溶液吸收瓶。因此不能理解为对本实用新型的限制；对于本实用新型的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。
[0039]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“设有”、“贴合”应做广义理解，例如，连接可以是直接连接，也可以是通过中间媒介进行间接的连接，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间连接件间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0040]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
[0041]
参见图1，图1为本实用新型一种具体实施方式的整体结构示意图，本实用新型烟气取样装置包括进行烟气取样工作的取样机构，用于吸收、装放取样烟气的烟气吸收机构3，对取样机构和烟气吸收机构3进行控制的控制箱5以及连接以上机构的传输复合管线4和复合管线6，其中取样机构包括取样枪1和取样软管2，取样枪1用于烟气取样时进入烟气覆盖区收集取样烟气，取样软管2用于连接取样枪1以及烟气吸收机构3，在取样枪1的内部设置有烟尘过滤单元11，烟尘过滤单元11主要设置在取样枪1用于烟气进入的一端，传输复合管线4一方面用于将烟气吸收机构3与控制箱5连接在一起，一方面用于将取样枪1、取样软管2以及烟气吸收机构3取样到的取样烟气及其信息传输给控制箱5，复合管线6一方面负责连接控制箱5和取样枪1，另一方面控制箱5通过复合管线6对取样枪1进行控制。本实用新型通过将现有技术中的加热箱换成取样软管2的方式，减少了烟气取样装置在现场安装的复杂性，提高了安装效率，通过在取样枪1用于烟气进入一端增设烟尘过滤单元11的方式，减
少了烟气中携带的杂质会堵塞取样枪1的可能，同时也方便了后期对于取样枪1的清理工作。
[0042]
作为本实用新型的一种优选实施方式，取样软管2的内部设有取样软管内管，在取样软管内管的外表面上依次设有取样软管电加热温控层，保温层，耐温保护层，其中取样软管电加热温控层通过复合管线6与控制箱5电连接，控制箱5通过复合管线6对取样软管2中的取样软管电加热温控层进行电加热，如此一来本实用新型中的取样软管2即起到了现有技术中心加热箱对取样烟气进行加热的作用，同时取样软管2内设置的保温层还确保了温度恒定，使取样烟气从取样枪1传输入取样软管2的取样软管内管紧接着传入烟气吸收机构3的过程中温度恒定，并且还可以避免取样烟气中的部分污染物在管内冷凝，影响取样烟气的测试结果。并且相比较现有技术中的加热箱而言，取样软管2更容易进行现场安装。
[0043]
需要说明的是，取样软管2可以采用特氟龙内管作为取样软管内管，在特氟龙内管外设置取样软管电加热温控层，保温层以及耐温保护层，特氟龙内管具有较强的酸性气体抗腐蚀能力，同时还可以防止重金属等多污染物对管壁的粘附。还需要说明的是，控制箱5在对取样软管2进行电加热时，优选地，温度控制范围在120
‑
200℃，也可视具体地取样环境确定很定加热温度。
[0044]
参见图2
‑
图3，作为本实用新型的一个实施例，本实用新型中的烟尘过滤单元11可以采用石英纤维滤筒，且烟尘过滤单元11位于远离取样软管2的一端，如此设计是为了更好的起到过滤性效果，此实施例中的远离取样软管2的一端即取样枪1的烟气入口端，在烟气入口端设置烟尘过滤单元11在一开始便对取样烟气进行过滤，防止烟气中携带的杂质堵塞后续工作单元。
[0045]
需要说明的是，以上仅作为本实用新型的一个具体实施例，其中烟尘过滤单元11不仅仅为石英纤维过滤筒，也可以为玻璃纤维过滤筒，根据实际现场环境进行选择，同时对于石英纤维过滤筒与玻璃纤维过滤筒中的过滤孔径做出了优选，优选地，其孔径在1
‑
5μm范围内。
[0046]
如图2
‑
图3所示，作为本实用新型的一个具体实施例，取样枪1包括取样弯头12和取样枪内管13，烟尘过滤单元11位于取样枪内管13靠近取样弯头12的一端内侧，取样枪内管13远离取样弯头12的一端与取样软管2连接，取样弯头12、烟尘过滤单元11与取样枪内管13密封连接，以使得取样弯头12吸取的烟气能够进入烟尘过滤单元11进行过滤。其中，需要说明的是，烟尘过滤单元11以嵌入式安装进取样枪1内部，同时取样枪内管13与烟尘过滤单元11的连接方式可以为取样枪内管13部分伸入至烟尘过滤单元11内部，也可以为取样枪内管13与烟尘过滤单元11密切贴合连接，取样弯头12与烟尘过滤单元11的连接方式可以为取样弯头12靠近烟尘过滤单元11的一端部分伸入至烟尘过滤单元11内部，也可以为取样弯头12与烟尘过滤单元11密切贴合连接。还需要说明的是，烟气过滤单元11为可拆卸工作元件，当烟气取样装置完成工作后可将烟尘过滤单元11取出，清洗或替换后方便烟气取样装置的下一次使用。
[0047]
另外，作为本实用新型的一种优选实施方式，取样枪内管13为高硼硅内管，取样弯头12为高硼硅取样弯头，具体为取样枪内管13和取样弯头12皆使用高硼硅玻璃作为材料制成，需要说明的是，高硼硅玻璃又名硬质玻璃，具有非常低的热膨胀系数，只有普通玻璃的三分之一左右。这将减少因温度梯度应力造成的影响，从而具有更强的抗断裂性能。同时它
还可用于处理高放射性核废料。即使温度骤然变化，高硼硅玻璃也不易破碎。当破碎时，高硼硅玻璃会出现大的裂纹，而不是粉碎成颗粒。大大增强了取样枪1的安全性。同时因为取样枪1设置有电加热功能，其温度达到300℃以上，高硼硅内管具有良好的耐热性，并且高硼硅内管的化学性能稳定，耐腐蚀性高，可以防止重金属等多污染物在管内粘附影响取样结果。
[0048]
其次，参见图1
‑
图2，在取样枪1的外侧还设有烟气取样辅助管14，通过捆扎的形式连接在取样枪1的外侧，烟气取样辅助管14是可以独立工作的部件，当需要对烟气中的氧气、一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫等气体的浓度进行单独检测时，烟气取样辅助管14远离取样枪1的一端可以与其他的烟气检测设备等进行连接，另一端进行烟气取样。需要说明的是，烟气取样辅助管14可以单独使用也可以与取样枪1同时使用，需要说明的是，当烟气取样辅助管14与取样枪1同时工作时，两者互不干扰。烟气取样辅助管14的存在可以有针对性的对烟气中的其他气体进行检测。并且，测量结果可以通过烟气检测设备等装置现场得出，更加方便了测量。具体地，其他气体是指不需要进入烟气吸收机构3可以直接检测的气体。
[0049]
参见图3，在取样枪内管13的外表面依次还设有不锈钢内层111、取样枪电加热温控层112以及不锈钢外层113，取样枪内管13与不锈钢内层111连接，取样枪电加热温控层112通过复合管线6与控制箱5电连接。为了达到对取样烟气进行控温在取样枪内管13的外表面设置了取样枪电加热温控层112，并且控制箱5通过复合管线6对取样枪电加热温控层112进行电加热，为了使取样枪1的结构更加稳固分别在取样枪内管13与取样枪电加热温控层112的中间加设有不锈钢内层111，在取样枪电加热温控层112的外表面设置了不锈钢外层113，需要说明的是，取样枪内管13外表面、不锈钢内层111、取样枪电加热温控层112与不锈钢外层113之间层层紧密贴合。
[0050]
在本实用新型中对取样枪1、取样软管2以及烟气吸收机构3具有控制作用的工作元件为控制箱5，如图1所示，控制箱5包括真空泵53、毕托管连接口52、热电偶信号接收口、主控面板、电源接口等，其中主控面板用来输入取样枪1的枪头内径，以及烟气取样所需参数，并且显示取样烟气的温度、压力、流量等信息，电源接口主要包括温度、压力、电源接口，用于与取样枪1、取样软管2以及烟气吸收机构3建立联系并进行电加热等工作。真空泵53则设置在控制箱5内部，控制箱5通过检测到的取样点处的压力，结合输入的参数，综合控制真空泵53的取样流量，以实现烟气的污染物的等速取样。而毕托管连接口52和热电偶信号接收口主要负责将取样枪1工作时对于取样烟气进行测速与测温的信息综合传输给控制箱5。
[0051]
如图1所示，本实用新型中的烟气吸收机构3包括至少一个依次串联的溶液吸收瓶，位于首位的溶液吸收瓶上设置有吸收进气口，位于末位的溶液吸收瓶上设置有吸收出气口，吸收进气口与取样软管2连接，吸收出气口与传输复合管线4连接。烟气吸收机构3的作用在于适应于基于湿化学法进行烟气污染物的取样，因此本实用新型中的烟气吸收机构3包括至少一个依次串联的溶液吸收瓶，需要说明的是，烟气吸收机构3可以为一个溶液吸收瓶也可以为多个依次串联溶液吸收瓶组成的溶液吸收瓶组，但需要注意的是，对于溶液吸收瓶或溶液吸收瓶组需要设置吸收进气口与吸收出气口，对于溶液吸收瓶组来说，在位于首位即首次或第一个与取样烟气接触的溶液吸收瓶上设置吸收进气口并与取样软管2连接，在位于末位即最后一个与取样烟气接触的溶液吸收瓶上设置吸收出气口且与传输复合管线4连接。
[0052]
需要说明的是，对于溶液吸收瓶的设置本实用新型列举了一些实施例，例如在安大略法(ohm)进行烟气汞形态取样时，溶液吸收瓶组中可分别放置kcl
×
3瓶 hno3/h2o2
×
1瓶 h2so4/kmno4
×
3瓶 硅胶除水
×
1瓶，冰浴；如果在使用us epa method 29进行烟气重金属取样时，溶液吸收瓶组中可分别放置空瓶
×
1瓶 hno3/h2o2
×
2瓶 空瓶
×
1瓶 h2so4/kmno4
×
2瓶 硅胶除水
×
1瓶，冰浴。但以上仅作为本实用新型的一些实施例的表现形式并不是本实用新型的全部实施方式。
[0053]
其次，本实用新型烟气取样装置具体实施方式中的传输复合管线4包括与取样软管2连接的第一热电偶41、与吸收出气口连接的第二热电偶42以及与烟气吸收机构3远离取样软管2一端相连的烟气真空管线43，第一热电偶41和第二热电偶42与控制箱5电连接，烟气真空管线43与真空泵53气连接。传输复合管线4的主要作用为将取样软管2与烟气吸收机构3吸收出气口的温度，以及从烟气吸收机构3吸收出气口传出的烟气输送到控制箱5内，其中负责传输温度的主要为传输复合管线4中与取样软管2连接的第一热电偶41以及与吸收出气口连接的第二热电偶42，并且第一热电偶41和第二热电偶42与控制箱5电连接，另外，传输复合管线4中的烟气真空管线43主要负责通过与控制箱5中设置的真空泵53气连接，将取样烟气传输给控制箱5。
[0054]
另外，在本实用新型烟气取样装置的具体实施方式中的复合管线6包括取样枪热电偶61和毕托管62，取样枪热电偶61一端穿插过取样枪1且延伸至取样枪1头端外侧，另一端与控制箱5电连接，毕托管62一端穿插过取样枪1且延伸至取样枪1的头端外侧，另一端与毕托管连接口52电连接。复合管线6的主要作用为控制箱5通过复合管线6对取样枪1进行实时调控，复合管线6中的取样枪热电偶61为测温元件，毕托管62为测速元件，通过将取样枪热电偶61与毕托管62分别穿插过取样枪1并且延伸至取样枪1的头端外侧对取样烟气进行测温、测速，需要说明的是，此处的取样枪1的头端指的是取样枪1设有取样弯头12的一端即与烟气接触并进行取样的一端。取样枪热电偶61通过与控制箱5电连接将所测温度传输给控制箱5。
[0055]
还需要说明的是，以上作为本实用新型的一种优选实施方案，毕托管62的安装方式不仅可以为穿插过取样枪1，同时还可以为外附在取样枪1的外表面，使用捆扎的方式进行连接，远离取样枪1头端的一端与控制箱5上的毕托管连接口52电连接。另外，复合管线6内还设有电加热供给线63，电加热供给线63连接取样软管2和取样枪1的取样枪电加热温控层112，控制箱5通过电加热供给线63控制取样枪1内的取样枪电加热温控层112以及取样软管2的取样软管电加热温控层，以达到烟气取样时温度恒定，等速取样的目的。此外，复合管线6内还设有备用线64，备用线64一端与取样枪1连接，另一端可以与其他仪器，如烟气分析仪进行连接，进行检测。
[0056]
以上通过具体实施例对本实用新型的烟气取样装置进行了说明，可以理解的是，本实用新型的烟气取样装置的结构主体以及尺寸并不限于上述实施例所述的具体结构形式，也可以为其它结构形式，只要满足取样枪1、取样软管2、烟气吸收机构3与控制箱5共同配合使本实用新型的烟气取样装置能够达到现场安装便捷、管路方便清理不易堵塞、可以实时调控等速取样，具有较好的安装可靠性的目的即可。
[0057]
由上述各实施例可以看出，本实用新型具有如下技术效果：
[0058]
本实用新型烟气取样装置通过对现有技术进行改进，将现有技术中的加热箱改换
成取样软管2方便了烟气取样装置的现场安装，在取样枪1的头端内部增设烟尘过滤单元11防止了烟气中的杂质对烟气取样装置的管路堵塞或管路不易清理的问题的出现。使用取样软管2连接取样枪1和烟气吸收机构3，传输复合管线4连接烟气吸收机构3和控制箱5，复合管线6连接控制箱5与取样枪1，简便了烟气取样装置的现场安装。
[0059]
另外，在控制箱5内部设置真空泵53用于对烟气取样装置进行实时调控，通过在取样枪1与取样软管2内设置电加热控温层对取样烟气进行恒定控温。
[0060]
本实用新型烟气取样装置具有方便现场安装，对取样烟气进行过滤方便烟气取样装置管路清理的优点，同时还可以实时调控实现等速取样。
[0061]
在本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种优选实施方式”、“一种具体实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0062]
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0063]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0064]
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。