一种沥青烟气有机与无机成分分离收集装置及其方法

1.本发明属于烟气收集装置领域，具体涉及一种沥青烟气有机与无机成分分离收集装置及其方法。


背景技术：

2.沥青烟气是沥青在加热和含沥青物质燃烧的过程中产生的一类气溶胶和蒸气，主要包括固体小颗粒和气体挥发物的混合物。沥青烟气组分随沥青种类的不同而异且成分复杂。沥青烟气中既有沥青轻组分挥发凝结产生的有机固体和有机液体微粒，同时还存在有机和无机气体。
3.烟气中含有数千种物质，其中对人体有害的主要组分有吖啶类、酚类、吡啶类等，现有技术还未能完全检测出沥青烟气中的所有成分，这些成分会刺激接触人员的视觉和嗅觉器官，引起皮炎、结膜炎等疾病。在沥青烟雾环境下工作的工作者，长期吸入沥青烟气还易致癌。
4.现有的沥青烟气收集装置通常采用的方法是将烟气中的所有成分收集到单个集气装置中。采用单个集气装置不能将沥青烟中的有机成分与无机成分分开收集，在烟气成分检测时，有机成分与无机成分的混合检测会影响检测结果的准确度。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种沥青烟气有机与无机成分分离收集装置及其方法，解决了目前采用单个集气装置不能将沥青烟中的有机成分与无机成分分开收集的问题。
6.本发明是通过以下技术方案来实现：
7.一种沥青烟气有机与无机成分分离收集装置，包括依次连接的干燥空气传输机、沥青烟气生成器、有机成分吸附模块和无机成分吸附模块；沥青烟气生成器下方设有可控温加热器；
8.所述有机成分吸附模块包括缓存瓶和冷凝管，缓存瓶内设有玻璃纤维滤筒，玻璃纤维滤筒上盖设有玻璃纤维滤膜；
9.所述无机成分吸附模块包括抽气装置与集气袋，抽气装置与冷凝管连接；
10.所述沥青烟气生成器上设有搅拌装置和用于测量沥青烟气的测温器；
11.所述冷凝管外设有冷却水进口与冷却水出口，所述冷凝管中填充有有机成分吸收介质。
12.进一步，有机成分吸收介质采用环己烷或苯。
13.进一步，所述沥青烟气生成器顶部设置有进气口、出气口、中部口和温度计口，进气口与干燥空气传输机连接，出气口与玻璃纤维滤筒连通，搅拌装置安装在中部口上，测温器安装在温度计口内。
14.进一步，所述进气口一端通过硅胶连接管连接至干燥空气传输机，在硅胶连接管上设置有空气流量计。
15.进一步，沥青烟气生成器的出气口与玻璃纤维滤筒连通的管路上设有阀门。
16.进一步，进气口、出气口、中部口和温度计口内均设有堵头。
17.进一步，所述缓存瓶颈部一侧开有排气口，所述排气口通过玻璃连接管连通至冷凝管。
18.进一步，所述玻璃纤维滤筒放置在缓存瓶底部。
19.进一步，所述缓存瓶为平底开口玻璃瓶。
20.本发明还公开了基于所述的一种沥青烟气有机与无机成分分离收集装置的收集方法，包括以下过程：
21.打开干燥空气传输机，将可控温加热器温度调整到指定温度，打开搅拌装置，根据试验要求选择沥青所需加热搅拌时间与搅拌速度，到达指定时间后将沥青烟气生成器与缓存瓶连通；
22.往冷凝管的冷却水进口中注入冷却水，打开冷却水出口，保持冷凝管外的冷却水处于动态循环状态，打开抽气装置；
23.沥青烟气生成器中产生的沥青烟气进入缓存瓶中的玻璃纤维滤筒，玻璃纤维滤筒将沥青烟气中的有机固体颗粒吸附，随后沥青烟气通过冷凝管中的有机成分吸收介质，将沥青烟气中的有机气体成分吸附于有机成分吸收介质中，剩下烟气中的无机成分被收集于集气袋中。
24.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
25.本发明公开了一种沥青烟气有机与无机成分分离收集装置，包括依次连接的干燥空气传输机、沥青烟气生成器、有机成分吸附模块和无机成分吸附模块；沥青烟气生成器下方设有可控温加热器；沥青烟气生成器上安装有搅拌装置，有机吸附模块包括装有玻璃纤维滤筒与玻璃纤维滤膜的玻璃瓶和装有有机成分吸收介质的冷凝管；无机成分吸附模块包括抽气装置和集气袋。本发明的沥青烟气有机与无机成分分离收集装置，采用干燥空气传输机供气能减少沥青烟气中裹附的水蒸气，可防止沥青烟气混入水蒸气中凝结在玻璃连接管上，并减少外部环境的干扰；同时采用有机成分吸附模块与无机成分吸附模块串联起来收集沥青烟气，能将沥青烟气中的有机成分与无机成分分别收集，提高后续烟气成分检测结果的准确度，同时也能防止沥青烟气二次污染；本发明采用在冷凝管中通过冷凝水进出口持续在冷凝管双层玻璃间通入冷凝水，可以迅速冷却沥青烟气，沥青烟气中的有机成分能迅速吸附于冷凝管内的有机成分吸收介质中。
附图说明
26.图1为本发明的一种沥青烟气有机与无机成分分离收集装置的连接结构示意图。
27.其中：1为干燥空气传输机，2为空气流量计，3为进气口，4为温度计口，5为中部口，6为出气口，7为沥青烟气生成器，8为可控温加热器，9为冷凝管，10为玻璃纤维滤膜，11为玻璃纤维滤筒，12为缓存瓶，13为抽气装置，14为集气袋，15为水银温度计，16为搅拌装置，17为软木塞，18为硅胶连接管，19为玻璃连接管，20为有机成分吸附模块，21为无机成分吸附模块；
28.901为冷却水进口，902为冷却水出口。
具体实施方式
29.下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
30.如图1所示，本发明公开了一种沥青烟气有机与无机成分分离收集装置，包括依次连接的干燥空气传输机1、沥青烟气生成器7、有机成分吸附模块20和无机成分吸附模块21；沥青烟气生成器7下方设有可控温加热器8；所述有机成分吸附模块20包括缓存瓶12和冷凝管9，缓存瓶12内设有玻璃纤维滤筒11，玻璃纤维滤筒11上盖设有玻璃纤维滤膜10；所述无机成分吸附模块21包括抽气装置13与集气袋14；所述沥青烟气生成器7上设有搅拌装置16和用于测量沥青烟气的测温器；所述冷凝管9设有冷却水进口901与冷却水902。
31.所述沥青烟气生成器7顶部设置有进气口3、温度计口4、中部口5和出气口6，所述进气口3、温度计口4、中部口5和出气口6均设置有用于固定或者连接管道的软木塞17，所述沥青烟气生成器7为可开口平底玻璃反应器，所述软木塞17为中部带有中空管道构造。
32.所述进气口3一端通过硅胶连接管18连接至干燥空气传输机1，所述硅胶连接管18中部设置有空气流量计2。
33.测温器采用水银温度计15，所述中部口5设置有搅拌装置16，所述出气口6通过玻璃连接管19连接至有机成分吸附模块20。
34.所述冷凝管采用直型冷凝管，在冷凝管外设有冷却水进口901和冷却水出口902。
35.所述冷凝管9通过玻璃连接管19连接至抽气装置13。
36.为了收集沥青烟气中的固体颗粒，所述缓存瓶12里面设置有玻璃纤维滤筒11，沥青烟气通过玻璃纤维滤筒11时，为了防止气体的流动性导致烟气中部分细微固体颗粒随烟气的流动以及吸附在玻璃纤维滤筒11表面的固体颗粒被气体带出玻璃纤维滤筒11，由此在玻璃纤维滤筒11顶部附上玻璃纤维滤纸10，所述玻璃纤维滤纸10中部设有玻璃连接管19可通过的小孔，所述玻璃连接管19通过此小孔深入玻璃纤维滤筒11内部。
37.当沥青烟气通过缓存瓶12，为了加速沥青烟气冷却至冷凝管9内部的有机成分吸收介质中，所述冷凝管9底端设置有冷却水进口901和冷却水出口902，所述冷却水进口901在有烟气通过时持续注入冷却水，同时冷却水出口902持续排出循环后的冷却水。
38.为了收集有机成分吸附模块20剩余沥青烟气中的无机成分，所述有机成分吸附模块20中的冷凝管9的出烟口通过玻璃连接管19连通至无机成分吸附模块21，所述无机成分吸附模块21中的集气袋14用于收集沥青烟气中的无机成分。
39.使用前，首先打开沥青烟气生成器7的上部开口，将一定量的沥青倒入沥青烟气生成器7中，随后将连接着干燥空气传输机1的硅胶连接管18通过软木塞17后从进气口3插入沥青烟气生成器7中，将水银温度计15插进温度计口4，水银温度计15位于沥青液面以上，用以测量沥青烟气温度，在中部口5插入搅拌装置16至沥青内部。将玻璃纤维滤膜10附在玻璃纤维滤筒11瓶口后放置在缓存瓶12里，插入玻璃连接管19至玻璃纤维滤筒11底部，将有机成分吸收介质(高纯度环己烷、苯等)装入冷凝管9管体内部并依次连接缓存瓶12与抽风机13。
40.上述工作完成后，打开干燥空气传输机1，调节空气流量计2至指定空气流速，打开可控温加热器8，将温度调整到指定温度，打开搅拌装置16，根据试验要求选择沥青所需加热搅拌时间与搅拌速度，到达指定时间后使用玻璃连接管19连接烟气生产器7的出气口6与
缓存瓶12，往冷凝管9的冷却水进口901中注入冷却水，打开冷却水出口902，保持冷凝管9双层玻璃之间的冷却水处于动态循环状态，打开抽气装置13。产生的沥青烟气通过玻璃连接管19进入缓存瓶12中的玻璃纤维滤筒11，由玻璃纤维滤筒将沥青烟气中的有机固体颗粒吸附达到收集有机固体的目的，随后沥青烟气通过冷凝管9中的有机成分吸收介质，将沥青烟气中的有机气体成分吸附于有机成分吸收介质中，剩下烟气中的无机成分将被收集于集气袋14中。
41.将玻璃纤维滤膜10与玻璃纤维滤筒11拆除后，可将收集到的有机固体颗粒用以检测沥青烟气中的有机固体成分，将有机成分吸收介质倒至收集装置中可用于检测沥青烟气中的有机气体与有机微液体成分，将集气袋14中的气体采用气相色谱-质谱联用仪分析沥青烟气中的无机成分。
42.以上所述，仅为本发明较佳的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明技术方案的保护范围之内。