一种高稀释比VOCs采样方法与流程

一种高稀释比vocs采样方法
技术领域
1.本发明提出了一种高稀释比vocs采样方法，属于烟气检测技术领域。


背景技术：

2.钢铁行业是工艺特殊的重污染性企业，污染物vocs存在有组织和无组织的排放。vocs是光化学烟雾的主要诱因，国外目前对固定污染源vocs总项和分项都进行检测且均采用在线方法。而国内在线技术只能测vocs总项及部分苯系物，对于分项研究还是手工采样实验室分析方法，针对钢铁行业vocs的采样方法、设备及标准基本均处于空白。基于钢铁行业过程工艺或固定污染源voc采样检测粉尘颗粒物含量高、水汽含量大、油脂含量高的问题，特提出一种高温、无损、动态稀释的采样方法，并研制采样样机，进而推动钢铁行业污染物检测技术，对vocs特殊污染物进行针对性的分析。
3.目前的采样方法，均没有采用高温状态，且与原态样气温度无法智能调控；并且无法实现采样前的高倍稀释，很多都是将样气采集回实验室后在进行稀释，这样由于过程损失等原因无法保证样气的测试准确性。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种高稀释比vocs采样方法，用以解决现有vocs采样的样气采集过程中杂质过多导致样气损失较大，无法保证样气精准测量的问题，所采取的技术方案如下：
5.一种高稀释比vocs采样方法，所述采样方法包括：
6.步骤1、将采样探枪通过加热管线和启动装置与采样源连通；
7.步骤2、对采样探枪和加热管线进行加热，当加热管线加热至130℃以上时，启动气泵并打开稀释气；
8.步骤3、调节输入样气的空气流量，根据空气流量调节对样气进行采样；
9.步骤4、实时监控所述气泵抽取进入的样气的温度变化；
10.步骤5、设置样气的稀释倍数，并在样气中通入稀释气体，根据样气的稀释倍数调控稀释气体的流速；
11.步骤6、将所述样气存储至储气装置中进行存储。
12.进一步地，步骤3所述调节输入样气的空气流量，根据空气流量调节对样气进行采样，包括：
13.步骤301、利用流量计实时监控输入的空气流量，并调整输入空气的流量速度至标准空气流量值；
14.步骤302、对空气流量进行降流量调整，使所述输入样气的空气流量达到第一调节标准流量值；
15.步骤303、当输入样气的空气流量达到第一调节标准流量值后持续指定分钟后，对空气流量进行升流量调整，直至空气流量上升至标准空气流量值；
16.步骤304、当空气流量稳定在标准空气流量值处的时间达到稳定时间段后执行步
骤4的内容。
17.进一步地，步骤301中所述的标准空气流量值为：600ml/min。
18.进一步地，步骤302对空气流量进行降流量调整，使所述输入样气的空气流量达到第一调节标准流量值，包括：
19.步骤3021、降流量调整启动后的第一个降流调整时间段内，按照第一降流空气流量变化量进行降流量调节；
20.步骤3022、降流量调整启动后的第二个降流调整时间段内，按照第二降流空气流量变化量进行降流量调节直至空气流量达到第一调节标准流量值；。
21.进一步地，所述第一个降流调整时间段为：降流启动后的180s内；所述第二个降流调整时间段为：第一个降流调整时间段结束后直至空气流量达到第一调节标准流量值；时之间的时间段。
22.进一步地，所述第一降流空气流量变化量通过如下公式进行确定：
23.l
降1
＝α1l
标
[0024][0025]
其中，l
降1
表示第一降流空气流量变化量；α1表示第一降流空气流量调整系数；l
标
表示标准空气流量值；t
降1
表示第一个降流调整时间段；t
升1
表示第一个升流调整时间段；t
升2
表示第二个升流调整时间段；
[0026]
所述第二降流空气流量变化量通过如下公式进行确定：
[0027]
l
降2
＝α2l
标
[0028][0029]
其中，l
降2
表示第二降流空气流量变化量；α2表示第二降流空气流量调整系数。
[0030]
进一步地，步骤303中所述的指定时间为4min。
[0031]
进一步地，步骤3所述当输入样气的空气流量达到第一调节标准流量值后持续指定分钟后，对空气流量进行升流量调整，直至空气流量上升至标准空气流量值，包括：
[0032]
步骤3041、流量调整启动后的第一个升流调整时间段内，按照第一升流空气流量变化量进行升流量调节；
[0033]
步骤3042、流量调整启动后的第二个升流调整时间段内，按照第二升流空气流量变化量进行升流量调节；
[0034]
步骤3043、流量调整启动后的第三个升流调整时间段内，按照第三升流空气流量变化量进行升流量调节直至空气流量上升至标准空气流量值。
[0035]
进一步地，述第一个升流调整时间段为：升流启动后的90s内；所述第二个升流调整时间段为：第一个升流调整时间段结束后的120s内；所述第三升流调整时间段为第二升流调整时间段结束后直至空气流量上升至标准空气流量值时经过的时间段。
[0036]
进一步地，所述第一升流空气流量变化量通过如下公式进行确定：
[0037]
l
升1
＝β1l
标
[0038][0039]
其中，l
升1
表示第一升流空气流量变化量；β1表示第一升流空气流量调整系数；l
标
表示标准空气流量值；t
降1
表示第一个降流调整时间段；t
升1
表示第一个升流调整时间段；t
升2
表示第二个升流调整时间段；
[0040]
所述第二升流空气流量变化量通过如下公式进行确定：
[0041]
l
升2
＝β2l
标
[0042][0043]
其中，l
升2
表示第二升流空气流量变化量；β2表示第二升流空气流量调整系数；
[0044]
所述第三升流空气流量变化量通过如下公式进行确定：
[0045]
l
升3
＝β3l
标
[0046][0047]
其中，l
升3
表示第三升流空气流量变化量；β3表示第三升流空气流量调整系数。
[0048]
本发明有益效果：
[0049]
本发明提出一种高稀释比vocs采样方法的采用高温动态稀释采样技术，针对钢铁工业vocs污染物的采样方法(设备)分析研究。通过该方法可以保证样气的无损采集，全程高温保持样气的形态不发生变化，同时将烟气中灰尘等颗粒物及焦油通过仪器内置的过滤装置去除掉，采用稀释气(氮气)动态稀释解决高浓度vocs易沉积污染的问题，完全实现高温动态稀释、精准采集样品的目的。
附图说明
[0050]
图1为本发明所述方法的流程图；
[0051]
图2为本发明所述采样方法所用采样装置的结构示意图。
具体实施方式
[0052]
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0053]
本发明提出的一种高稀释比vocs采样方法，用以解决现有vocs采样的样气采集过程中杂质过多导致样气损失较大，无法保证样气精准测量的问题。
[0054]
本发明实施例提出的一种高稀释比vocs采样方法，如图1所示，所述采样方法包括：
[0055]
步骤1、将采样探枪通过加热管线和启动装置与采样源连通；
[0056]
步骤2、对采样探枪和加热管线进行加热，当加热管线加热至130℃以上时，启动气泵并打开稀释气；
[0057]
步骤3、调节输入样气的空气流量，根据空气流量调节对样气进行采样；
[0058]
步骤4、实时监控所述气泵抽取进入的样气的温度变化；
[0059]
步骤5、设置样气的稀释倍数，并在样气中通入稀释气体，根据样气的稀释倍数调控稀释气体的流速；
[0060]
步骤6、将所述样气存储至储气装置中进行存储。
[0061]
上述技术方案的工作原理为：首先，将采样探枪通过加热管线和启动装置与采样源连通；然后，对采样探枪和加热管线进行加热，当加热管线加热至130℃以上时，启动气泵并打开稀释气；随后，调节输入样气的空气流量，根据空气流量调节对样气进行采样；之后，实时监控所述气泵抽取进入的样气的温度变化；然后，设置样气的稀释倍数，并在样气中通入稀释气体，根据样气的稀释倍数调控稀释气体的流速；最后，将所述样气存储至储气装置中进行存储。本实施例所述方法采用动态高稀释比模块实现烟气的原位、动态稀释。稀释气体使用高纯度氮气，采用高精度mfc质量流量控制器对稀释气实现精准控制，保证稀释的精度，同时达到高稀释比不影响样气的测试精度。最高可达100倍稀释。另外，在稀释气自动充入，通过稀释倍数的选择来自动调控稀释气的流速，达到高精度高稀释比的要求。
[0062]
上述技术方案的效果为：可以保证样气的无损采集，全程高温保持样气的形态不发生变化，同时将烟气中灰尘等颗粒物及焦油通过内置加热过滤装置去除掉，采用稀释气(氮气)动态稀释解决高浓度vocs易沉积污染的问题，完全实现高温动态稀释、精准采集样品的目的。
[0063]
本发明的一个实施例，步骤3所述调节输入样气的空气流量，根据空气流量调节对样气进行采样，包括：
[0064]
步骤301、利用流量计实时监控输入的空气流量，并调整输入空气的流量速度至标准空气流量值；
[0065]
步骤302、对空气流量进行降流量调整，使所述输入样气的空气流量达到第一调节标准流量值；
[0066]
步骤303、当输入样气的空气流量达到第一调节标准流量值后持续指定分钟后，对空气流量进行升流量调整，直至空气流量上升至标准空气流量值；
[0067]
步骤304、当空气流量稳定在标准空气流量值处的时间达到稳定时间段后执行步骤4的内容。
[0068]
其中，步骤301中所述的标准空气流量值为：600ml/min。步骤303中所述的指定时间为4min。
[0069]
上述技术方案的效果为：有效提高温度与采样空气流量的匹配度，有效避免因空气流量不稳或过高造成的空气加热不充分而导致的气体检测精度和稳定性下降的问题，进而提高气体浓度检测的准确度、检测效率和检测过程的稳定性。同时，在采样过程通过空气流量的调节进行样气加热控制，能够有效提高样气加热的均匀性、快速性和安全性。
[0070]
本发明的一个实施例，步骤303所述对空气流量进行降流量调整，直至空气流量达到第一调节标准流量值；，包括：
[0071]
步骤3021、降流量调整启动后的第一个降流调整时间段内，按照第一降流空气流量变化量进行降流量调节；
[0072]
步骤3022、降流量调整启动后的第二个降流调整时间段内，按照第二降流空气流量变化量进行降流量调节直至空气流量达到第一调节标准流量值；。
[0073]
其中，所述第一个降流调整时间段为：降流启动后的180s内；所述第二个降流调整时间段为：第一个降流调整时间段结束后直至空气流量达到第一调节标准流量值；时之间的时间段。
[0074]
上述技术方案的工作原理为：首先，降流量调整启动后的第一个降流调整时间段内，按照第一降流空气流量变化量进行降流量调节；然后，降流量调整启动后的第二个降流调整时间段内，按照第二降流空气流量变化量进行降流量调节直至空气流量达到第一调节标准流量值；。
[0075]
上述技术方案的效果为：通过空气流量的调节方式和时间段设置方式，有效提高温度与采样空气流量的匹配度，有效避免因空气流量不稳或过高造成的空气加热不充分而导致的气体检测精度和稳定性下降的问题，进而提高气体浓度检测的准确度、检测效率和检测过程的稳定性。
[0076]
本发明的一个实施例，所述第一降流空气流量变化量通过如下公式进行确定：
[0077]
l
降1
＝α1l
标
[0078][0079]
其中，l
降1
表示第一降流空气流量变化量；α1表示第一降流空气流量调整系数；l
标
表示标准空气流量值；t
降1
表示第一个降流调整时间段；t
升1
表示第一个升流调整时间段；t
升2
表示第二个升流调整时间段；
[0080]
所述第二降流空气流量变化量通过如下公式进行确定：
[0081]
l
降2
＝α2l
标
[0082][0083]
其中，l
降2
表示第二降流空气流量变化量；α2表示第二降流空气流量调整系数。
[0084]
上述技术方案的工作原理为：利用第一个降流调整时间段、第一个升流调整时间段和第二个升流调整时间段确定不同的空气流量调整系数，通过所述不同的空气调整系数以及标准空气流量值分别确定第一降流空气流量变化量和第二降流空气流量变化量。
[0085]
上述技术方案的效果为：通过上述公式获取的空气调整系数和对应的空气流量变化量，能够有效提高空气流量调整与实际样气采样过程中的匹配度，最大程度上提高对应点火过程的安全性能。同时，根据上述公式获取第一个降流调整时间段、第二个降流调整时间段及其对应的空气流量变化量进行空气流量的降流调节，既能够提高空气流量的稳定调节的稳定性，同时缩短空气流量到达高温红外烟气分析仪点火时所需的空气流量的调节时间，提高到达点第一调节标准流量值的调节速度。避免空气流量调节速度过快或过慢导致的气体加热产生不充分，进而导致后续气体浓度检测准确率降低的问题发生。
[0086]
本发明的一个实施例，步骤304所述的当所述高温红外烟气分析仪的点火装置打开后，对空气流量进行升流量调整，直至空气流量上升至标准空气流量值，包括：
[0087]
步骤3041、流量调整启动后的第一个升流调整时间段内，按照第一升流空气流量变化量进行升流量调节；
[0088]
步骤3042、流量调整启动后的第二个升流调整时间段内，按照第二升流空气流量
变化量进行升流量调节；
[0089]
步骤3043、流量调整启动后的第三个升流调整时间段内，按照第三升流空气流量变化量进行升流量调节直至空气流量上升至标准空气流量值。
[0090]
其中，所述第一个升流调整时间段为：升流启动后的90s内；所述第二个升流调整时间段为：第一个升流调整时间段结束后的120s内；所述第三升流调整时间段为第二升流调整时间段结束后直至空气流量上升至标准空气流量值时经过的时间段。
[0091]
上述技术方案的工作原理为：在升流调节阶段，通过设置三个升流调节时间段以及每个升流调节时间段对应的升流空气流量变化量对样气采样过程中的升流过程进行空气流量控制直至所述空气流量返回至标准空气流量值。
[0092]
上述技术方案的效果为：通过不同空气流量变化量的设置，提高升流过程的空气流量调节的稳定性，进而提高采样过程的采样安全性。
[0093]
本发明的一个实施例，所述第一升流空气流量变化量通过如下公式进行确定：
[0094]
l
升1
＝β1l
标
[0095][0096]
其中，l
升1
表示第一升流空气流量变化量；β1表示第一升流空气流量调整系数；l
标
表示标准空气流量值；t
降1
表示第一个降流调整时间段；t
升1
表示第一个升流调整时间段；t
升2
表示第二个升流调整时间段；
[0097]
所述第二升流空气流量变化量通过如下公式进行确定：
[0098]
l
升2
＝β2l
标
[0099][0100]
其中，l
升2
表示第二升流空气流量变化量；β2表示第二升流空气流量调整系数；
[0101]
所述第三升流空气流量变化量通过如下公式进行确定：
[0102]
l
升3
＝β3l
标
[0103][0104]
其中，l
升3
表示第三升流空气流量变化量；β3表示第三升流空气流量调整系数。
[0105]
上述技术方案的工作原理为：利用第一个降流调整时间段、第一个升流调整时间段和第二个升流调整时间段确定不同的空气流量调整系数，通过所述不同的空气调整系数以及标准空气流量值分别确定第一升流空气流量变化量、第二升流空气流量变化量和第三升流空气流量变化量。
[0106]
上述技术方案的效果为：通过上述公式获取的空气调整系数和对应的空气流量变化量，能够有效提高空气流量调整与实际样气采样过程中的匹配度，最大程度上提高对应点火过程的安全性能。同时，根据上述公式获取第一升流空气流量变化量、第二升流空气流量变化量和第三升流空气流量变化量进行空气流量的升流调节，既能够提高空气流量定调节的稳定性，同时缩短空气流量返回标准空气流量值的调节时间，在保证调节稳定性的前
提下，提高返回标准空气流量值调节速度和调节效率。
[0107]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。