一種除水吸收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣體分析、煙氣/大氣顆粒物(氣溶膠)成分分析領(lǐng)域，特別涉及一種除水吸收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]2012年以來，全國(guó)各大城市相繼出現(xiàn)嚴(yán)重的霧霾天氣，PM2.5的監(jiān)測(cè)開始普及，但人們更加關(guān)心的是霧霾的來源、成分和危害。據(jù)分析，霧霾主要來源于工業(yè)廢氣、汽車尾氣、建筑揚(yáng)塵和餐廚油煙等，其成分非常復(fù)雜，包括炭黑、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和大量有機(jī)物，金屬元素及其化合物的含量也比較高，其中包含有鉛、鋅、砷、鎘、銅等有害的重金屬元素。
[0003]懸浮在空氣中的液態(tài)和固態(tài)顆粒物，在科學(xué)研宄中統(tǒng)稱為氣溶膠。因其粒徑較小，分布不均，普通的氣體采樣設(shè)備無法采集到具有代表性的樣品。在對(duì)煙氣和大氣中的顆粒物成分進(jìn)行分析的過程中，一般采用的捕集方法有濾膜捕集法和洗氣法。濾膜捕集法是用小孔徑的濾膜安裝在氣路中進(jìn)行過濾，能有效過濾掉大部分粒徑大于濾膜孔徑的顆粒物。洗氣法是直接將氣體通入特定的溶液中，利用液體對(duì)顆粒物的吸附和溶解作用進(jìn)行捕集，具有簡(jiǎn)便實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]濾膜過濾方法的缺點(diǎn)是不能捕集氣溶膠中的液態(tài)成分，在捕集過程中，隨著濾膜上捕集的顆粒物增加和濕度的增大，氣流受到的阻力也越大，對(duì)采樣泵的損害較大。捕集樣品完成后，還需要對(duì)濾膜進(jìn)行浸泡、消解使濾膜上的顆粒物溶解到消解液中，才能進(jìn)行樣品分析。在消解時(shí)，部分材料的濾膜會(huì)發(fā)生溶解，對(duì)分析結(jié)果造成干擾。因此，濾膜捕集法的應(yīng)用有一定的局限性。
[0005]洗氣法沒有上述缺點(diǎn)，但其缺點(diǎn)主要是在氣體流量較大時(shí)，吸收效率難以保證。因?yàn)榘凑障嚓P(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)大氣氣溶膠采樣一般是按16.7L/min的流量采樣，而煙氣中的顆粒物采樣則要求進(jìn)入采樣嘴的流速與煙囪內(nèi)的流速相等，當(dāng)煙氣流速較大時(shí)，采樣的流量也相應(yīng)的增加。在這樣的大流量下，洗氣瓶中的部分液體會(huì)隨著氣流流失，導(dǎo)致吸收效率下降。同時(shí)，氣流中的液體對(duì)后端的流量計(jì)和采樣泵等部件有較大的影響，甚至導(dǎo)致部件損壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種除水吸收裝置。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種除水吸收裝置，包括洗氣瓶、分離瓶和回流泵，所述洗氣瓶和分離瓶上均設(shè)有進(jìn)氣通道和出氣通道；所述洗氣瓶的出氣通道和分離瓶的進(jìn)氣通道連接；所述洗氣瓶和分離瓶的瓶底通過回流泵連通。
[0008]作為本實(shí)用新型一種除水吸收裝置在一方面的改進(jìn)，所述洗氣瓶?jī)?nèi)設(shè)有進(jìn)氣管和過濾片；所述進(jìn)氣管的管嘴和過濾片上均設(shè)計(jì)有多個(gè)用于打碎氣泡的小孔，使其與吸收液進(jìn)行充分接觸后被吸附。
[0009]作為本實(shí)用新型一種除水吸收裝置在一方面的改進(jìn)，所述洗氣瓶下端體積比上端小，洗氣瓶的下端變小，提高了吸收液的高度，使氣體獲得更多機(jī)會(huì)與吸收液接觸。
[0010]作為本實(shí)用新型一種除水吸收裝置在一方面的改進(jìn)，所述分離瓶為旋風(fēng)分離瓶，其包括瓶體、瓶蓋和導(dǎo)氣管；所述瓶體上端設(shè)有瓶蓋，所述瓶蓋上設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口 ；所述導(dǎo)氣管穿過所述進(jìn)氣口，其上端與所述洗氣瓶的出氣通道連接，其下端彎曲出口緊貼所述瓶體內(nèi)壁；所述瓶體下端設(shè)有錐形收縮段，其底部設(shè)有收集池和所述回流泵連通。
[0011]本實(shí)用新型中的分離瓶以玻璃為主要材料，進(jìn)氣口和出氣口都在瓶的頂端，便于安裝在冷凝器內(nèi)。進(jìn)氣端的導(dǎo)氣管在旋風(fēng)分離瓶?jī)?nèi)彎曲，沿切線方向稍向下貼著瓶壁。錐形收縮段可以使混合氣體流速加快，顆粒物受到的離心力增加。設(shè)置在瓶體底部的收集池用于收集分離后的液體和顆粒物。
[0012]回流泵的設(shè)計(jì)，可以按設(shè)定的時(shí)間間歇性地將旋風(fēng)分離瓶中收集的吸收液抽回洗氣瓶中，保持洗氣瓶中吸收液的量，使系統(tǒng)的吸收效率得到保障。
[0013]作為本實(shí)用新型一種除水吸收裝置在一方面的改進(jìn)，所述導(dǎo)氣管下端出口朝所述瓶體的瓶壁切線方向；所述分離瓶還包括設(shè)于瓶口處的瓶塞；所述瓶塞外圍設(shè)有密封圈。
[0014]作為本實(shí)用新型一種除水吸收裝置在一方面的改進(jìn)，還包括至于所述洗氣瓶和分離瓶外的冷凝器。
[0015]冷凝器的主要作用是將進(jìn)入洗氣瓶中的高溫?zé)煔庋杆俳禍?，同時(shí)使旋風(fēng)分離瓶在分離的同時(shí)具有冷凝除水的效果，使后端的流量計(jì)、采樣泵等部件工作在干燥、無腐蝕的條件下。
[0016]作為本實(shí)用新型一種除水吸收裝置在一方面的改進(jìn)，還包括和所述洗氣瓶和分離瓶連接的旁路分流系統(tǒng)，具體為:三通接頭一一頭與所述洗氣瓶的進(jìn)氣通道連接，一頭與干燥管一連接；干燥管一、過濾器一和調(diào)節(jié)閥一順次連接；所述分離瓶的出氣通道和干燥管二連接；干燥管二、過濾器二、調(diào)節(jié)閥二和流量計(jì)二順次連接；三通接頭二的三個(gè)頭分別和調(diào)節(jié)閥一、流量計(jì)二和流量計(jì)一連接，流量計(jì)一和采樣泵連接。
[0017]旁路分流系統(tǒng)主要是將大流量的煙氣或空氣進(jìn)行分流，使進(jìn)入洗氣瓶的流量在能保證吸收效率的安全范圍內(nèi)。其主要部件包括一個(gè)分流Y型三通、2個(gè)干燥管、2個(gè)過濾器、2個(gè)流量調(diào)節(jié)閥、2個(gè)流量計(jì)、I個(gè)T型三通和I個(gè)采樣泵。
[0018]當(dāng)大氣采樣以16.7L/min的采樣流量采集，或者系統(tǒng)在煙氣流速較大的場(chǎng)合下使用時(shí)，受洗氣瓶和管路的大小限制，洗氣瓶通過的流量超過12L/min時(shí)，會(huì)有大量的吸收液被抽到旋風(fēng)分離瓶，導(dǎo)致吸收效率降低。因此，我們采用一個(gè)Y型三通和一個(gè)T型三通將采集的氣體進(jìn)行分流，用兩個(gè)流量計(jì)對(duì)通過洗氣瓶的流量和總流量進(jìn)行檢測(cè)。其中通過洗氣瓶的流量參與氣體中各成分濃度的計(jì)算，總流量用于控制采樣泵的采樣量。
[0019]兩組干燥管和過濾器可以使主路和旁路中的氣體干燥、無塵，確保了后端的流量計(jì)和采樣泵長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。兩個(gè)調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)主路和旁路的流量比，一般調(diào)節(jié)使洗氣瓶通過的流量在8L/min以下，可以確保有較好的吸收效率。
[0020]作為本實(shí)用新型一種除水吸收裝置在一方面的改進(jìn)，還包括和所述回流泵連接的反吹氣泵。
[0021]作為本實(shí)用新型一種除水吸收裝置在一方面的改進(jìn)，還包括和所述回流泵連接的定容系統(tǒng)，具體為:定容瓶入口和所述回流泵下方的開口連接；所述定容瓶的入口處設(shè)有液位檢測(cè)開關(guān)。
[0022]作為本實(shí)用新型一種除水吸收裝置在一方面的改進(jìn)，所述定容瓶的瓶底處設(shè)有攪拌電機(jī)。
[0023]上述設(shè)計(jì)為本申請(qǐng)中的定容和清洗系統(tǒng)，本申請(qǐng)中之所以加入定容和清洗系統(tǒng)，是因?yàn)樵趯?shí)際使用過程中，需要注意煙氣和空氣濕度對(duì)吸收系統(tǒng)的影響。因?yàn)槔淠鞯睦淠饔?，在長(zhǎng)時(shí)間的采樣后，氣體中的水分會(huì)被收集吸收系統(tǒng)中，導(dǎo)致吸收液的體積增加。如果按照吸收液的初始體積計(jì)算氣體中各成分的濃度，就會(huì)導(dǎo)致測(cè)試的濃度低于實(shí)際濃度。
[0024]而定容系統(tǒng)的加入，可以有效解決這一問題。定容系統(tǒng)主要由定制的定容瓶和液位檢測(cè)開關(guān)(如電容接近開關(guān))組成，其中定容瓶的結(jié)構(gòu)類似于容量瓶，其體積是固定的，在其喉管部位安裝一個(gè)高精度的電容接近開關(guān)，當(dāng)非金屬物質(zhì)接近時(shí)，會(huì)導(dǎo)致附近的電容值發(fā)生變化，電容接近開關(guān)就是基于這種原理進(jìn)行檢測(cè)。
[0025]吸收系統(tǒng)完成吸收后，會(huì)將吸收后的液體排入定容瓶中，然后將洗氣瓶和旋風(fēng)分離瓶的清洗液也排入定容瓶中，此時(shí)定容瓶中的樣品仍未達(dá)到接近開關(guān)的位置。系統(tǒng)會(huì)以慢速抽取蒸餾水進(jìn)行補(bǔ)充，當(dāng)瓶中的液位到達(dá)接近開關(guān)檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)停止進(jìn)蒸餾水。這樣，每次吸收采樣都能確保最終的體積一致，用此體積參與氣體成分濃度的計(jì)算，就可以避免濕度的影響。
[0026]清洗系統(tǒng)主要包括進(jìn)樣系統(tǒng)(因結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，且不作為本專利保護(hù)對(duì)象，圖中未畫出)和清洗部件。進(jìn)樣系統(tǒng)主要由蠕動(dòng)泵和電磁閥組成，負(fù)責(zé)注入蒸餾水對(duì)洗氣瓶、旋風(fēng)分離瓶和定容瓶進(jìn)行清洗。洗氣瓶和旋風(fēng)分離瓶用反吹氣泵進(jìn)行清洗。定容瓶的清洗因?yàn)闅庀磿?huì)使定容瓶中的液體溢出，選用了磁力攪拌的方式清洗。實(shí)驗(yàn)證明，清洗系統(tǒng)能夠滿足要求。
[0027]下面是對(duì)本實(shí)用新型中的一些替代方案介紹，此類改進(jìn)方案也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍:
[0028]1、洗氣瓶采用最基本的結(jié)構(gòu)或?qū)Y(jié)構(gòu)和形狀進(jìn)行少量修改，也能達(dá)到近似的效果O
[0029]2、旋風(fēng)分離瓶可用普通的空瓶代替，但除水效果會(huì)下降。
[0030]3、吸收系統(tǒng)可以不經(jīng)過冷凝，但降溫和除水效果也會(huì)有所下降。
[0031]4、旁路分流中，可以將流量計(jì)一裝在調(diào)節(jié)閥一后，以2個(gè)流量計(jì)的和作為總流量。
[0032]5、定容瓶的形狀可以改變，用其他的液位檢測(cè)方式也可以檢測(cè)液位。
[0033]6、清洗方式可以用其他方式，比如將定容瓶也改為氣泵反吹。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為:
[0035]一、提高了洗氣裝置的吸收效率。
[0036]二、解決