一种烟气采样除水与疏水系统的制作方法

本实用新型涉及工业生产中的气液分离技术，尤其涉及一种烟气采样除水与疏水系统。

背景技术：

工业生产中的气水分离器主要是用于工业含液系统中将气体和液体分离的设备。在现有气液分离器设备中，主要采用重力式和循环式分离器，依靠重力的不同将气体和液体分离，由于现有技术只利用了介质的重力作用，因此其缺点是分离效率低、分离不彻底、设备体积和重量较大。

由于工业过程经常涉及气液两相流取样，取样过程中由于温度压力的变化往往会吸出液相，而在后续的处理及分析过程中往往需要去除其中的液相部分。

烟气取样分析过程就是一个典型的例子，在烟气取样过程中需要通过采样、气水分离、冷却除水过程，然后将除水的烟气送入后续的处理及分析环节，为保证除水效果，冷却除水往往串接多个冷凝装置。如本实用新型说明书附图2 所示，为烟气冷却除水的一个传统典型装置，含湿气流首先被吸入气水分离器，在气水分离器的下端连接一个蠕动泵疏水，经过气水分离器的烟气引入一个制冷器进行一级冷凝除水，为防止结冰的原因，制冷器的温度一般控制在4℃以上，凝水通过下端连接的蠕动泵疏水，经过一级冷凝除水的气体再次被引入一个制冷器进行二级冷凝除水，凝水通过分离的另外一个蠕动泵疏水，如果冷凝除水的效果不够后续可串联多个冷却除水及疏水装置，直到满足要求后，将气体抽出做后续的处理。

本领域技术人员对现有该类装置公知技术的缺陷进行了分析，发现存在以下几个问题：

①采用多个疏水蠕动泵损坏的概率较高，任何一个损坏或蠕动胶管老化会使整个系统都需停止后维修，占用过多的维护时间；

②采用独立串联的多个制冷器降低了制冷的效果，影响了除水的效率；

③多个制冷器与疏水系统之间的串联占用了较大的空间布局；

④即便采用其它的除水疏水系统，还会存在着气密性问题以及液体回流现象，会严重影响处理进程。

综上所述，本发明正是在现有公知技术的基础上，结合实际应用的验证，对同一技术领域内的产品结构提出进一步研发与设计的技术方案，这些所提出的技术方案完全能解决现有技术存在的问题，同时也有利于同一技术领域的众多技术问题的解决以及提高技术方案的可拓展性。

技术实现要素：

针对以上缺陷，本实用新型提供一种烟气采样除水与疏水系统，使其有利于提高除水效率、可降低故障处理与维护时间、有利于缩小占用空间体积，同时解决现有技术的诸多不足。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种烟气采样除水与疏水系统，采用取样管将含湿气流导入至气水分离罐，所述烟气采样除水与疏水系统包括：

具备单制冷片且由多级冷凝管组成的制冷器，每一级冷凝管通过各自的疏水管使冷凝除水之后的游离水导入至储水罐的液面下方；

储水罐，分别与气水分离罐、制冷器以及泵送液体装置连接，所述储水罐与所述气水分离罐之间具有使二者内部气体连通且保持等压的连接管，所述储水罐具有与所述泵送液体装置相接的导水管并且所述导水管伸入所述储水罐内部一定的长度。

对于以上技术方案的附加结构，还包括以下任意一项：

所述制冷单元采用电子制冷或机械制冷的单制冷装置；

所述导水管伸入所述储水罐内部一定长度并且将处于罐内液面下方管口位置处至液面之间的冷凝水导出，使高于导水管管口端面的液体均被泵送液体装置导出。

对于以上技术方案以及具有任一项附加结构的技术方案，还包括：

所述泵送液体装置由单蠕动泵组成，并且将所述集中式储水罐的冷凝水导出的同时保持整个管路的密封；

相应地，每一级冷凝管各自伸入储水罐的长度不小于导水管伸入的长度。

相应地，所述连接管采用可输送分离液体以及可平衡压力的平衡疏水连接管；

同时，所述平衡疏水连接管伸入储水罐的深度小于各个冷凝器疏水管伸入的深度，使储水罐液面上方的气体与气水分离罐内部气体相连通且等压。

对于本实用新型的技术方案，还包括：

所述冷凝管由具有降温作用的管件构成，包括石英管或不锈钢管；

优选地，所述导水管、连接管以及各个冷凝器疏水管之间的气体均通过储水罐内的冷凝液体各自独立封住。

或可设置，所述制冷单元由同一制冷装置内的若干U形冷凝管首尾依次相接构成。

本实用新型所述的烟气采样除水与疏水系统的有益效果为：

⑴采用单制冷片，将多级冷凝管直接于制冷器内部连通，相比原系统装置，缩小了占地空间，减少了冷量损失，提高了制冷效果，提升了除水效率；

⑵通过将各个冷凝器疏水管以及分离水连接管集中引导至同一个集中式储水罐内部，再配合独立的一个单蠕动泵疏水装置，大大降低故障处理与维护时间，同时使整体结构非常精简可靠，空间占用率大大缩小，相比传统装置，更加不会因任何一个部位损坏或蠕动胶管老化使整个系统都停止运行；

⑶导水管探入储水罐一定的深度，通过该设置可决定储水罐液面的高度；

⑷由于平衡疏水连接管探入储水罐的深度比疏水管要短，可确保储水罐的液面以上的气体与气水分离器内的气体连通且保持等压；

⑸每个冷凝器疏水管探入储水罐的长度比导水管长，确保正常工作时由疏水管决定液面高度，而各级冷凝器的疏水管插入到液面以下，通过冷凝的液体确保导水管、平衡疏水连接管、各个冷凝器疏水管之间的气体不连通，通过冷凝液体封住。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述烟气采样除水与疏水系统组成原理示意图；

图2是传统采样除水装置流路示意图。

图中：

1、取样管；2、气水分离罐；3、分离管；4、连通管；5、一级冷凝器；6、二级冷凝器；7、导水管；8、蠕动泵；9、平衡疏水连接管；10、储水罐；11、一级冷凝器疏水管；12、二级冷凝器疏水管；13、制冷器。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，本实用新型实施例一所述的烟气采样除水与疏水系统，所实施的技术手段要达到的目的在于，解决传统烟气采样处理系统因采用多个制冷单元进行串联并且每一个疏水单元均配备一蠕动机构而导致的设备庞大、某个部位会损坏影响全局运行、以及除水效率较低等设备结构组成不合理的问题，同时，还可解决其它的集中式处理系统因多个疏水管路汇集在一起而导致疏水管路之间的气体容易窜通的技术问题。因此，本实用新型所实施的技术方案包括气水分离罐2、制冷单元、储水单元以及泵送液体装置。

对于上述设置的气水分离罐2结构进行分析：

所实施的气水分离罐2由取样管1将含湿气流抽取导入其内部完成初步的气水分离，含湿气流导入的方向优选实施为侧方位导入或可使含湿气流循序渐进导入气水分离罐2内部的任意导入方向；同时，所实施的气水分离罐2顶部固定连接相连通的分离管3并且该分离管3安装方式优选为自罐体顶面垂直向下延伸至罐体内部一段距离；

相应地，所实施的气水分离罐2底部连接平衡疏水连接管9并且使该平衡疏水连接管9与本系统实施的储水单元相连通，以便使经过初步气水分离的游离液体沿该平衡疏水连接管9导通至储水单元内部；

相应地，所实施的分离管3通过一段连通管4与本系统的制冷单元相连通。

对于以上实施的制冷单元进行分析：

所实施的制冷单元采用电子制冷或机械制冷的具备单制冷片的制冷器13，此制冷器13将多级冷凝器直接于制冷器13内部连通，从而提升了制冷效果，所实施的多级冷凝管包括一级冷凝器5、二级冷凝器6，或者根据不同处理工序与处理目的，采用单U形冷凝管或数量上不少于两个的U形冷凝管进行串接的结构，使经过气水分离过程的气体通过分离管3、连通管4，再导入至依次串接导通的各个冷凝管，最终使经过各个冷凝管进行冷凝除水之后的已除水气体被抽取送入后续的处理环节；

相应地，所实施的冷凝器冷凝管采用石英管、不锈钢管或其它具有降温作用的管件，以达到使管路内气体降温的目的，从而使管路内的水分凝出排掉，达到除水的目的；

进一步地，为使管路内的水分凝出的游离水排掉并收集，所实施的每个冷凝管底部通过各自的疏水管连通至储水单元底部，若实施为两级冷凝管，则形成对应的一级冷凝器疏水管11、二级冷凝器疏水管12。

对于以上各个单元与所实施的储水单元连接关系进行分析：

所实施的储水单元包括储水罐10，以上所实施的与气水分离罐2连通的平衡疏水连接管9接至该储水罐10顶面并且导通，以上所实施的与各个冷凝管连通的各个疏水管接至该储水罐10底部并且使其直接导通至罐内液面以下，从而使经过气水分离罐2以及冷凝器处理之后的游离水集中汇集于同一个储水罐10 液面下方。

对于以上储水单元的多余游离水导出方式进行分析：

所实施的储水单元的储水罐10与用于将多余游离水导出的导水管7一端连通，同时，采用独立的泵送液体装置与导水管7相接，所实施的泵送液体装置优选采用单蠕动泵8并且该蠕动泵8通过导水管7与储水罐10相接，所实施的蠕动泵8将储水罐10的水排出的同时保持整个管路的密封。

进一步地，本实用新型实施实施例一所述的烟气采样除水与疏水系统，对于平衡疏水连接管9、一级冷凝器疏水管11、二级冷凝器疏水管12、导水管7 各自与储水罐10连通的位置不相同：

①导水管7伸入储水罐10一定的长度，由于导水管7的高度决定储水罐 10液面的高度，使高于导水管7的液体均被蠕动泵8排出；

②一级冷凝器疏水管11和二级冷凝器疏水管12以及根据不同处理需求后续串接的多个冷凝器疏水管各自伸入储水罐10的长度至少大于导水管7伸入的长度，从而确保正常工作时由导水管7决定液面高度；

③与气水分离罐连通的平衡疏水连接管9接至该储水罐10顶面并且将游离水从上至下导入至储水罐10内部，同时，该平衡疏水连接管9伸入储水罐10 的深度小于各个冷凝器疏水管伸入的深度，以确保储水罐10液面上方的气体与气水分离罐2内部气体相连通且等压，也可避免回流现象；

④综合以上，由于各级冷凝器疏水管均插入到液面以下且平衡疏水连接管 9在液面以上，使通过冷凝的液体确保导水管7、平衡疏水连接管9以及各个冷凝器疏水管之间的气体互不相通，均通过储水罐10内的冷凝液体封住。

实施例二

如图1所示，本实用新型实施例二所述的烟气采样除水与疏水系统，是在实施例一技术方案的基础上进行变形形成的设计方案，在实施例一的基础上，平衡疏水连接管9可与任意一个冷凝器疏水管互换位置，并且导水管7也可在确保伸入储水罐10一定长度的基础上从有利于导水效率的任意方位伸入至储水罐10，仅需确保气水分离罐2与各级冷凝器之间的疏水环节是不连通的，通过液面封住即可。

本实施例二所实施的其它技术手段可参照实施例一或在其基础上进行改进，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，若出现术语“本实施例一“、“本实施例”、“具体实施”等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型或发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”、“设置”、“具有”等均做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行，也可以是一体连接或部分连接，如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型或发明中的具体含义。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本案技术，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于以下几种情形的修改，都应该在本案的保护范围内：①以本实用新型技术方案为基础并结合现有公知常识所实施的新的技术方案，该新的技术方案所产生的技术效果并没有超出本实用新型技术效果之外，例如，对于将单制冷器、集中式储水罐以及单蠕动泵相结合的技术方案应用于其它气水分离处理设备，而工作方式并未发生变化；②采用公知技术对本实用新型技术方案的部分特征的等效替换，所产生的技术效果与本实用新型技术效果相同，例如，将不同型号的冷凝管进行替换；③以本实用新型技术方案为基础进行可拓展，拓展后的技术方案的实质内容没有超出本实用新型技术方案之外；④利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域。