專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)粉體輸送或含塵氣流流動(dòng)過(guò)程中的即時(shí)濃度測(cè)定與取樣技術(shù)，尤其是涉及一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置，針對(duì)粉煤氣化流化床反應(yīng)器進(jìn)出口高溫帶壓粉塵濃度的測(cè)定與取樣。
背景技術(shù)：
目前，粉塵濃度測(cè)定主要用于安全環(huán)保工作，旨在通過(guò)濃度測(cè)定與取樣分析對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行安全評(píng)估。專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為1108764的發(fā)明專(zhuān)利《廢氣中粉塵濃度自動(dòng)測(cè)定裝置》講述了一種針對(duì)加熱爐、鍋爐等設(shè)備的廢氣排放的自動(dòng)測(cè)定設(shè)備，主要為了防止大氣污染和防止公害。 該設(shè)備主要由粉塵采集裝置、流量測(cè)定裝置、過(guò)濾濾紙供給粉塵稱(chēng)量裝置、以及用于控制上述裝置運(yùn)行的控制裝置。專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為201051547的實(shí)用新型專(zhuān)利《煙氣粉塵和特性氣體同時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置》講述了一種集煙氣粉塵和特性氣體與一體的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，該裝置不僅能夠測(cè)定煙氣的粉塵濃度，而且能夠測(cè)定相應(yīng)氣體成分和特性。本發(fā)明主要針對(duì)工業(yè)上粉體輸送和流化床反應(yīng)器進(jìn)出口氣固兩相流的粉塵濃度測(cè)定，該工況具有含塵濃度高，操作環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，目前尚無(wú)相關(guān)學(xué)術(shù)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種多功能且操作安全平穩(wěn)的高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置，由依次連接的取樣模塊、冷卻模塊、吹掃模塊、收集模塊和計(jì)量模塊組成，待測(cè)含塵氣體由待測(cè)管道進(jìn)入取樣模塊，經(jīng)冷卻模塊降溫后再通過(guò)吹掃模塊到達(dá)收集模塊，粉塵在收集模塊中被收集，最后干凈氣體流經(jīng)計(jì)量模塊計(jì)量并放空。所述的取樣模塊包括依次連接的取樣管、套管及活套法蘭，所述的套管中填裝有確保采樣過(guò)程無(wú)泄漏的填料，所述的活套法蘭可拆卸，用于對(duì)樣品進(jìn)行多次測(cè)定。所述的冷卻模塊采用逆流換熱，使氣體溫度降到可操作范圍之內(nèi)的冷卻組件，包括冷卻腔體、冷卻水出口、冷卻水進(jìn)口及散熱翅片，所述的冷卻腔體的中部穿設(shè)取樣管，所述的冷卻水出口設(shè)在冷卻腔體的上部，所述的冷卻水進(jìn)口設(shè)在冷卻腔體的下部，所述的散熱翅片設(shè)在冷卻腔體內(nèi)，分布在取樣管的四周，呈90 °分布。所述的吹掃模塊為外接高壓氮?dú)獾娜ê拖鄳?yīng)閥門(mén)組件。所述的吹掃模塊在裝置發(fā)生堵塞時(shí)啟用，通過(guò)高壓氮?dú)鈱?duì)裝置內(nèi)的管道進(jìn)行吹掃，有效防止測(cè)定系統(tǒng)堵塞。所述的收集模塊由經(jīng)管道連接的旋風(fēng)分離器和過(guò)濾器組成，在測(cè)定過(guò)程中，大顆粒粉塵被取樣旋風(fēng)分離器捕集，其余粉塵被過(guò)濾器收集，分級(jí)收集能夠避免大量粉塵都集中在過(guò)濾器中而造成氣體阻力過(guò)大損壞設(shè)備，確保測(cè)定連續(xù)性。所述的旋風(fēng)分離器包括出口、進(jìn)口，分離器主體、快開(kāi)連接、灰斗及球閥，所述的出口及進(jìn)口設(shè)在頂部，旋風(fēng)分離器的出口經(jīng)管道與過(guò)濾器連接，所述的分離器主體、快開(kāi)連接、灰斗及球閥自上而下依次連接。所述的過(guò)濾器包括頂部接管、濾芯、過(guò)濾器主體及底部接管，所述的頂部接管的上端與連接旋風(fēng)分離器出口的管道連接，下端連接濾芯，該濾芯設(shè)在過(guò)濾器主體內(nèi)，所述的底部接管連接在過(guò)濾器主體的下端。所述的計(jì)量模塊為濃度測(cè)定儀，該儀器集轉(zhuǎn)子流量計(jì)、累積流量計(jì)、秒表等于一體。在測(cè)定時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)球閥的開(kāi)度，保證轉(zhuǎn)子流量計(jì)在平穩(wěn)狀態(tài)，確保等速取樣。一定時(shí)間內(nèi)的氣體體積流量由累計(jì)流量計(jì)讀取，由于被測(cè)氣體介質(zhì)可能為有毒有害氣體(煤氣)， 尾氣用橡皮導(dǎo)管輸送到遠(yuǎn)處放空。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明結(jié)合取樣、冷卻、吹掃、收集和計(jì)量五種功能模塊，模塊功能鮮明，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，具有良好的適應(yīng)性。如果在常溫條件下測(cè)定，可拆去冷卻模塊；如果所測(cè)粉塵濃度不高，可以直接拆去收集裝置中的旋風(fēng)分離器。(2)本發(fā)明主要特點(diǎn)在于解決了高溫帶壓條件下含塵氣流的測(cè)定難點(diǎn)，通過(guò)一個(gè)小型換熱器，使被測(cè)含塵氣體達(dá)到安全可操作溫度。(3)本發(fā)明在粉塵收集模塊上，采用分級(jí)收集，確保所有通過(guò)該裝置的粉塵被完全收集，單獨(dú)采用旋風(fēng)分離器收集，細(xì)顆粒粉塵容易逃脫，單獨(dú)采用過(guò)濾器收集，容易引起系統(tǒng)阻力過(guò)大而破壞濾筒。(4)本發(fā)明在收集冷卻模塊和收集模塊之間設(shè)置一吹掃模塊，通過(guò)閥門(mén)的調(diào)節(jié)能夠有效防止測(cè)量設(shè)備堵塞，確保了測(cè)定工作的連續(xù)性。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為冷卻模塊的局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1為取樣管、2為套管、3為球閥a、4為球閥b、5為旋風(fēng)分離器、51為出口、 52為進(jìn)口、53為分離器主體、54為快開(kāi)連接、55為灰斗、56為球閥、6為過(guò)濾器、61為頂部接管、62為濾芯、63為過(guò)濾器主體、64為底部接管、7為計(jì)量模塊、8為待測(cè)管道、9為活套法蘭、10為冷卻模塊、101為冷卻水出口、102為散熱翅片、103為冷卻水進(jìn)口、104為冷卻腔體、 11為球閥C。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，由依次連接的取樣模塊、冷卻模塊、吹掃模塊、收集模塊和計(jì)量模塊組成，待測(cè)含塵氣體由待測(cè)管道進(jìn)入取樣模塊，經(jīng)冷卻模塊降溫后再通過(guò)吹掃模塊到達(dá)收集模塊，粉塵在收集模塊中被收集，最后干凈氣流流經(jīng)計(jì)量模塊計(jì)量并放空。其中，取樣模塊包括依次連接的取樣管1、套管2及活套法蘭9，套管2中填裝有確保采樣過(guò)程無(wú)泄漏的填料，活套法蘭9可拆卸，用于對(duì)樣品進(jìn)行多次測(cè)定。冷卻模塊10采用逆流換熱，使氣體溫度降到可操作范圍之內(nèi)的冷卻組件，包括冷卻腔體104、冷卻水出口 101、冷卻水進(jìn)口 103及散熱翅片102，冷卻腔體的中部104穿設(shè)取樣管1，冷卻水出口 101設(shè)在冷卻腔體104的上部，冷卻水進(jìn)口 103設(shè)在冷卻腔體104的下部，散熱翅片102設(shè)在冷卻腔體104內(nèi)，分布在取樣管1的四周，呈90°分布。吹掃模塊為外接高壓氮?dú)獾娜ê拖鄳?yīng)閥門(mén)組件。如果取樣管發(fā)生堵塞，關(guān)閉球閥b4，打開(kāi)球閥a3和球閥cl 1，用高壓氮?dú)獯祾?。如果后續(xù)系統(tǒng)發(fā)生堵塞，關(guān)閉球閥a3，打開(kāi)球閥b4和球閥cl 1，用高壓氮?dú)獯祾?。收集模塊由經(jīng)管道連接的旋風(fēng)分離器5和過(guò)濾器6組成，在測(cè)定過(guò)程中，大顆粒粉塵被取樣旋風(fēng)分離器5捕集，其余粉塵被過(guò)濾器6收集，分級(jí)收集能夠避免大量粉塵都集中在過(guò)濾器中而造成氣體阻力過(guò)大損壞設(shè)備，確保測(cè)定連續(xù)性。其中，旋風(fēng)分離器5包括出口 51、進(jìn)口 52，分離器主體53、快開(kāi)連接54、灰斗55及球閥56，出口 51及進(jìn)口 52設(shè)在頂部，旋風(fēng)分離器的出口 51經(jīng)管道與過(guò)濾器6連接，分離器主體53、快開(kāi)連接54、灰斗55及球閥56自上而下依次連接。過(guò)濾器6包括頂部接管61、濾芯62、過(guò)濾器主體63及底部接管64，頂部接管61的上端與連接旋風(fēng)分離器出口 51的管道連接，下端連接濾芯62，該濾芯62設(shè)在過(guò)濾器主體 63內(nèi)，底部接管64連接在過(guò)濾器主體63的下端。計(jì)量模塊7為濃度測(cè)定儀，該儀器集轉(zhuǎn)子流量計(jì)、累積流量計(jì)、秒表等于一體。在測(cè)定時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)球閥的開(kāi)度，保證轉(zhuǎn)子流量計(jì)在平穩(wěn)狀態(tài)，確保等速取樣。一定時(shí)間內(nèi)的氣體體積流量由累計(jì)流量計(jì)讀取，由于被測(cè)氣體介質(zhì)可能為有毒有害氣體(煤氣)，尾氣用橡皮導(dǎo)管輸送到遠(yuǎn)處放空。本裝置結(jié)合取樣、冷卻、吹掃、收集和計(jì)量五種功能，解決了粉塵濃度測(cè)定與取樣工作中的高溫帶壓難題，確保濃度測(cè)定與取樣工作的安全可靠運(yùn)行。在測(cè)定中，含塵氣流首先進(jìn)入取樣管1，取樣管1是插入待測(cè)管道8的內(nèi)部取樣點(diǎn)上，借助于氣體壓力或抽氣裝置吸取含塵氣體樣品的取樣部件，該部件由薄壁不銹鋼鋼管制成，耐高溫，管內(nèi)壁光滑，過(guò)渡均勻，長(zhǎng)度適中，管端壁面上開(kāi)有小口。取樣管1插入冷卻模塊10和待測(cè)管道8的中心，外邊通過(guò)活套法蘭9和帶填料的套管2連接，活套法蘭9連接確保取樣管開(kāi)口位置對(duì)準(zhǔn)待測(cè)氣體來(lái)流方向，帶填料的套管2確保取樣管與待測(cè)管道以及冷卻裝置連接的密封性，并起到隔熱作用。冷卻模塊10的結(jié)構(gòu)如圖2所示，采用雙通道逆流換熱，裝置內(nèi)設(shè)置散熱翅片102，通過(guò)冷卻模塊10后，操作溫度降為常溫，大大提高了測(cè)定及取樣的安全性。含塵氣流通過(guò)冷卻模塊10后通過(guò)吹掃三通，吹掃三通的作用是通過(guò)閥門(mén)的調(diào)節(jié)防止?jié)舛葴y(cè)定及取樣裝置堵塞，以及確保多次測(cè)定與取樣操作的連續(xù)性。收集模塊包括一只帶灰斗的旋風(fēng)分離器5，如圖3所示，以及過(guò)濾器6，如圖4所示，旋風(fēng)分離器 5的作用是把含塵氣流中的較大顆粒收取，并集中在灰斗中；過(guò)濾器6的作用是收集氣流中剩余粉塵。通過(guò)收集模塊后，含塵氣流為純凈氣體。最后氣體經(jīng)過(guò)計(jì)量模塊7并放空，計(jì)量裝置由溫度計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、累積流量計(jì)、秒表以及真空泵組成，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)確保等速取樣，即保持進(jìn)入取樣管開(kāi)口的氣流流速與待測(cè)管道內(nèi)改點(diǎn)的氣流速度相等；真空泵一般在負(fù)壓工況中使用。本發(fā)明可以通過(guò)以下來(lái)實(shí)施粉煤氣化技術(shù)是解決世界能源供應(yīng)問(wèn)題的重要方向，目前粉煤氣化循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外實(shí)際生產(chǎn)裝置中廣泛應(yīng)用，其固體顆粒(碳粉)在流化床反應(yīng)器內(nèi)是一個(gè)循環(huán)流動(dòng)并參與反應(yīng)的過(guò)程。為了提高炭轉(zhuǎn)化率，可以通過(guò)外部旋風(fēng)分離器或者布袋除塵器將未完全反應(yīng)碳粉收集并送回反應(yīng)器參加反應(yīng)。由于整個(gè)反應(yīng)過(guò)程高溫、帶壓、封閉，這給相應(yīng)工藝數(shù)據(jù)的測(cè)定帶來(lái)極大困難，造成后續(xù)工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)盲目性。本發(fā)明通過(guò)流化床反應(yīng)器進(jìn)出循環(huán)管道中設(shè)置測(cè)定孔，測(cè)定在線(xiàn)煤粉濃度等數(shù)據(jù)，并收集相應(yīng)煤粉樣本，用以后續(xù)粒度分析。所得數(shù)據(jù)不但可以用來(lái)評(píng)估在用工藝或設(shè)備性能，而且可以為新工藝和設(shè)備的設(shè)計(jì)帶來(lái)可靠的參考。
權(quán)利要求
1.一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置，其特征在于，該裝置由依次連接的取樣模塊、冷卻模塊、吹掃模塊、收集模塊和計(jì)量模塊組成，待測(cè)含塵氣體由待測(cè)管道進(jìn)入取樣模塊，經(jīng)冷卻模塊降溫后再通過(guò)吹掃模塊到達(dá)收集模塊，粉塵在收集模塊中被收集，最后干凈氣體流經(jīng)計(jì)量模塊計(jì)量并放空。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置，其特征在于，所述的取樣模塊包括依次連接的取樣管、套管及活套法蘭，所述的套管中填裝有確保采樣過(guò)程無(wú)泄漏的填料，所述的活套法蘭可拆卸，用于對(duì)樣品進(jìn)行多次測(cè)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置，其特征在于，所述的冷卻模塊采用逆流換熱，使氣體溫度降到可操作范圍之內(nèi)的冷卻組件，包括冷卻腔體、冷卻水出口、冷卻水進(jìn)口及散熱翅片，所述的冷卻腔體的中部穿設(shè)取樣管，所述的冷卻水出口設(shè)在冷卻腔體的上部，所述的冷卻水進(jìn)口設(shè)在冷卻腔體的下部，所述的散熱翅片設(shè)在冷卻腔體內(nèi)，分布在取樣管的四周，呈90°分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置，其特征在于，所述的吹掃模塊為外接高壓氮?dú)獾娜ê拖鄳?yīng)閥門(mén)組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置，其特征在于，所述的吹掃模塊在裝置發(fā)生堵塞時(shí)啟用，通過(guò)高壓氮?dú)鈱?duì)裝置內(nèi)的管道進(jìn)行吹掃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置，其特征在于，所述的收集模塊由經(jīng)管道連接的旋風(fēng)分離器和過(guò)濾器組成，在測(cè)定過(guò)程中，大顆粒粉塵被取樣旋風(fēng)分離器捕集，其余粉塵通過(guò)過(guò)濾器收集。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置，其特征在于，所述的旋風(fēng)分離器包括出口、進(jìn)口，分離器主體、快開(kāi)連接、灰斗及球閥，所述的出口及進(jìn)口設(shè)在頂部，旋風(fēng)分離器的出口經(jīng)管道與過(guò)濾器連接，所述的分離器主體、快開(kāi)連接、灰斗及球閥自上而下依次連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置，其特征在于，所述的過(guò)濾器包括頂部接管、濾芯、過(guò)濾器主體及底部接管，所述的頂部接管的上端與連接旋風(fēng)分離器出口的管道連接，下端連接濾芯，該濾芯設(shè)在過(guò)濾器主體內(nèi)，所述的底部接管連接在過(guò)濾器主體的下端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置，其特征在于，所述的計(jì)量模塊為濃度測(cè)定儀，該濃度測(cè)定儀的尾部連接有放空用橡皮導(dǎo)管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫帶壓粉塵濃度測(cè)定及取樣裝置，由依次連接的取樣模塊、冷卻模塊、吹掃模塊、收集模塊和計(jì)量模塊組成，待測(cè)含塵氣體由待測(cè)管道進(jìn)入取樣模塊，經(jīng)冷卻模塊降溫后再通過(guò)吹掃模塊到達(dá)收集模塊，粉塵在收集模塊中被收集，最后干凈氣體流經(jīng)計(jì)量模塊計(jì)量并放空。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)合取樣、冷卻、吹掃、收集和計(jì)量五種功能，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，具有良好的適應(yīng)性，解決了高溫帶壓條件下含塵氣流的測(cè)定難點(diǎn)，而且還確保了測(cè)定工作的連續(xù)性。
文檔編號(hào)G01N15/06GK102494980SQ201110415618
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者劉德禮, 勞家仁, 夏興祥, 金偉, 黃曉衛(wèi) 申請(qǐng)人:上?；ぱ芯吭?br>