一种民用炉灶燃烧尾气的捕集分析装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种民用炉灶燃烧尾气的捕集分析装置及方法，属于环境保护技术领 域。
【背景技术】
[0002] 随着现代经济的快速发展，我国的能源结构也发生了一定的变化，从以前的煤能 源为主的时代逐步向天然气、煤气、液化石油气和太阳能等清洁能源方向转变。民用炊事燃 料也从过去的木柴、煤、逐步转变为清洁高效的燃气，比如：天然气、煤气、液化石油气等。
[0003] 我国大气污染的形势日趋严峻，各种尾气的排放都制定了严格的排放标准，民用 炊事过程每年向大气中排放的C0 2、C0、502等尾气的累积含量也非常的多，然而此过程对大 气的影响还未引起人们的足够关注；另外，民用炊事过程为敞开式燃烧，尾气难以捕集和分 析，造成民用燃烧尾气分析数据的欠缺，这也是环境监测过程中的一大障碍。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供一种民用炉灶燃烧尾气的捕集分析装置及方 法。该装置可以将炉灶燃烧后的尾气进行捕集，并可分析其组成，能够有效了解民用炉灶炊 事过程中产生的各种气体种类和数量，为环境保护提供数据支持。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] 一种民用炉灶燃烧尾气的捕集分析装置，包括通过管道顺次串联连接的尾气收集 罩、冷凝器、干燥器、抽气泵、尾气流量计和气相色谱分析系统，所述的冷凝器的进料口还设 置有冷凝水收集器。
[0007] 根据本发明，优选的，所述的捕集分析装置还包括炉灶、燃气流量计、稳压阀、减压 器和燃气瓶，所述的炉灶设置在所述的尾气收集罩的正下方，所述的炉灶依次通过燃气流 量计、稳压阀和减压器与燃气瓶连接。
[0008] 根据本发明，优选的，所述的尾气收集罩的外表面设置有冷却盘管，进一步优选 的，所述的尾气收集罩包括下方圆筒、圆锥体和上方圆筒，所述的下方圆筒通过圆锥体与 上方圆筒连接，所述的上方圆筒与管道连接，所述的下方圆筒的直径 > 上方圆筒的直径； 更优选的，所述的下方圆筒的直径为50-80cm、高度为60-80cm，所述的圆锥体的高度为 30_40cm，所述的上方圆筒的直径为10_15cm、高度10_20cm。
[0009] 根据本发明，优选的，所述的冷凝器为套设有冷凝水通道的冷凝管；所述的冷凝水 收集器为直径5-15cm、高度15-25cm的圆柱形结构；进一步优选的，所述的冷凝水收集器的 出料口设置有排水阀。
[0010] 根据本发明，优选的，所述的干燥器为装有干燥剂的干燥管。
[0011] 根据本发明，优选的，所述的抽气泵为涡旋气泵。
[0012] 根据本发明，优选的，所述的尾气流量计和/或燃气流量计为气体转子流量计。
[0013] 根据本发明，优选的，所述的尾气流量计与气相色谱分析系统之间还设置有六通 阀。
[0014] 根据本发明，所述的燃气瓶内储存有燃气，通过减压器可将压力降至0.25MPa左 右，通过稳压阀进入燃气流量计，依据炉灶大、中、小火记录燃气流量计的燃气流量，计量后 的燃气进入炉灶，进行燃烧。
[0015] 根据本发明，所述的尾气收集罩可用不锈钢板制成并设置在炉灶的上方，尾气收 集罩的下边缘与炉灶之间设置有3_7cm的间隙，有利于空气的进入，能够使燃气充分燃烧。 尾气收集罩设置的冷却盘管可通冷凝水，以降低尾气收集罩的温度，有利于保护尾气流量 计和抽气泵等设备。
[0016] 根据本发明，所述的冷凝器将燃烧产生的大部分水汽冷凝并从气体中分离出来， 储存在冷凝水收集器中，干燥器用于进一步吸收仍处于气态的水分。
[0017] 根据本发明，所述的抽气泵主要作用是使尾气收集罩内产生微负压，有利于将燃 烧产生的所有燃烧尾气进入尾气收集罩中。所述的尾气流量计用于计量产生的燃烧尾气 量。
[0018] 根据本发明，所述的气相色谱分析系统用于分析燃烧尾气的气体类型和含量；优 选的，所述的气相色谱分析系统包括两根色谱柱，分别用于入口燃气组成分析（可根据燃 气类型进行选择）和燃烧尾气组成分析（可选用TDX-Ol填充柱）；
[0019] 进一步优选的，燃烧尾气检测条件：氢气为载气，柱前压0. 03MPa ;柱温80°C，热导 检测器，热导池温度150°C，桥流130mA，六通阀进样，应用N2000色谱工作站进行数据记录 和处理。
[0020] 根据本发明，一种利用上述装置对民用炉灶燃烧尾气进行捕集分析的方法，包括 步骤如下：
[0021] (1)将气相色谱分析系统调至稳定工作状态；
[0022] (2)打开炉灶进行燃烧（可根据需要调至大、中、小火），同时将冷却盘管通入冷却 水，打开抽气泵，稳定燃烧；
[0023] (3)稳定燃烧后，每隔5-10分钟将燃烧尾气通过六通阀切入气相色谱分析系统中 进行燃烧尾气组成分析，并记录燃气流量计的流量和尾气流量计的流量；
[0024] (4)根据燃气流量计、尾气流量计和气相色谱分析系统记录的数据分析计算燃气 燃烧后各种物质的排放量。
[0025] 本发明如无特殊说明，所用设备均为常规设备。
[0026] 本发明的有益效果如下：
[0027] 1、本发明可以高效捕集民用炊事过程中燃烧尾气并和气相色谱相连，在线分析各 种燃烧尾气种类和组成，为民用炊事过程产生的大气影响提供有力的数据支持。
[0028] 2、本发明的装置具有捕集效率高、尾气基本不逸散、运行稳定可靠、所得数据准确 的优点。
【附图说明】
[0029] 图1是本发明实施例1的主体结构示意图。
[0030] 图2是本发明实施例2的主体结构示意图。
[0031] 图3是本发明实施例3的主体结构示意图。
[0032] 其中：1、尾气收集罩，2、冷凝器，3、干燥器，4、冷凝水收集器，5、抽气泵，6、尾气流 量计，7、气相色谱分析系统，8、冷却盘管，9、排水阀，10、六通阀，11、炉灶，12、燃气瓶，13、减 压器，14、燃气流量计，15、稳压阀。
【具体实施方式】
[0033] 下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
[0034] 实施例中所用炉灶11为嵌入式天然气炉灶，额定功率4. 2kKw ;燃气为7MPa压缩 天然气，减压后压力为25MPa，入口天然气流量为：大火0· 26m3/h ;小火0· 15m3/h。
[0035] 表1.天然气组成测定结果
[0036]
【主权项】
1. 一种民用炉灶燃烧尾气的捕集分析装置，其特征在于，该捕集分析装置包括通过管 道顺次串联连接的尾气收集罩、冷凝器、干燥器、抽气泵、尾气流量计和气相色谱分析系统， 所述的冷凝器的进料口还设置有冷凝水收集器。
2. 根据权利要求1所述的捕集分析装置，其特征在于，所述的捕集分析装置还包括炉 灶、燃气流量计、稳压阀、减压器和燃气瓶，所述的炉灶设置在所述的尾气收集罩的正下方， 所述的炉灶依次通过燃气流量计、稳压阀和减压器与燃气瓶连接。
3. 根据权利要求1所述的捕集分析装置，其特征在于，所述的尾气收集罩的外表面设 置有冷却盘管。
4. 根据权利要求1所述的捕集分析装置，其特征在于，所述的尾气收集罩包括下方 圆筒、圆锥体和上方圆筒，所述的下方圆筒通过圆锥体与上方圆筒连接，所述的上方圆筒 与管道连接，所述的下方圆筒的直径 > 上方圆筒的直径；优选的，所述的下方圆筒的直径 为50-80cm、高度为60-80cm，所述的圆锥体的高度为30-40cm，所述的上方圆筒的直径为 10_15cm、高度 10_20cm。
5. 根据权利要求2所述的捕集分析装置，其特征在于，所述的冷凝器为套设有冷凝水 通道的冷凝管；进一步优选的，所述的冷凝水收集器的出料口设置有排水阀。
6. 根据权利要求1所述的捕集分析装置，其特征在于，所述的干燥器为装有干燥剂的 干燥管。
7. 根据权利要求1所述的捕集分析装置，其特征在于，所述的抽气泵为涡旋气泵。
8. 根据权利要求2所述的捕集分析装置，其特征在于，所述的尾气流量计和/或燃气流 量计为气体转子流量计。
9. 根据权利要求5所述的捕集分析装置，其特征在于，所述的尾气流量计与气相色谱 分析系统之间还设置有六通阀。
10. -种利用权利要求9所述的捕集分析装置对民用炉灶燃烧尾气进行捕集分析的方 法，包括步骤如下： (1) 将气相色谱分析系统调至稳定工作状态； (2) 打开炉灶进行燃烧，同时将冷却盘管通入冷却水，打开抽气泵，稳定燃烧； (3) 稳定燃烧后，每隔5-10分钟将燃烧尾气通过六通阀切入气相色谱分析系统中进行 燃烧尾气组成分析，并记录燃气流量计的流量和尾气流量计的流量； (4) 根据燃气流量计、尾气流量计和气相色谱分析系统记录的数据分析计算燃气燃烧 后各种物质的排放量。
【专利摘要】本发明涉及一种民用炉灶燃烧尾气的捕集分析装置及方法。该装置包括通过管道顺次串联连接的尾气收集罩、冷凝器、干燥器、抽气泵、尾气流量计和气相色谱分析系统，所述的冷凝器的进料口还设置有冷凝水收集器。该装置解决了民用燃气炉敞开式燃烧尾气不宜捕集的难题，且捕集效率高，尾气捕集装置中加入冷却系统和干燥系统，使其可以长时间稳定运行，增加了所采数据的可靠性，可为评估民用炊事过程尾气对大气环境的影响提供有力的技术支持。
【IPC分类】G01N30-02, G01N1-24
【公开号】CN104729893
【申请号】CN201510182199
【发明人】张文郁, 王玉节
【申请人】齐鲁工业大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月16日