一种烟气预处理储酸装置的制作方法

本实用新型属于烟气检测设备领域，尤其涉及一种便携式烟气检测预处理器的储酸装置。

背景技术：

火力发电厂、化工厂和水泥厂等排放的烟气是大气污染物的重要源头之一，其排放量和排放气体成分需受环保部门严格监控，所排放烟气的种类、浓度、总量等参数需通过各种烟气分析系统测量得到。但是直接排放的烟气通常含有大量粉尘、水分等，会对测量仪器造成腐蚀、堵塞等损害，因此在使用测量仪器进行检测前需要采用预处理装置对排放烟气进行预处理，预处理装置主要包括进气管和冷凝除水装置，进气管内安装有网或陶瓷滤芯进行除尘，冷凝除水装置包括冷凝体、电子制冷片及散热器，通过冷凝除水装置把气态水分冷凝成液态并排出。

现有技术中的烟气预处理装置存在以下问题：

1、冷凝除水效果不佳：由于冷凝除水装置冷凝路径长度有限，无法有效冷却烟气，导致水蒸气凝结不足；由于出气口位置设置不合理，烟气在排出过程中易于携带冷凝水。

2、冷凝水溶解易溶性酸性气体：烟气中含有大量的酸性物质，例如SO2、NO、NO2等，污染源烟气在冷凝除水装置除水过程会发生易溶于水的酸性气体与水一起被带走的情况，造成SO2、NO2等气体组分的丢失，影响气体浓度和总量最终检测结果的准确性。随着环保排放标准愈加严格，污染源物排放浓度越来越低，检测难度增加，组分的丢失对于结果准确度的影响变得严重。通过加酸抑制溶性酸性气体是目前常用的方法，但其储酸装置的储酸瓶拆卸和甲酸不方便；储酸瓶仅能竖直放置，导致安装有储酸装置的烟气预处理装置仅能用于水平采样，不能倾斜或竖直采样。

3、烟气冷凝仅依靠冷凝除水装置内热交换冷却，缺少预冷却模块。

技术实现要素：

本实用新型针对现有的烟气预处理装置的储酸装置结构复杂，仅能用于水平采样，不能竖直采样的技术问题，提出一种安装方便，竖方和横放均可使用的的烟气预处理储酸装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种烟气预处理储酸装置，包括储酸瓶，储酸瓶上端扣合有上盖，所述储酸瓶内设置有通气管、回酸管和出酸管，所述出酸管上套装有套管，所述通气管、回酸管和出酸管顶端均设置有缺口并塞装有塞子，通气管、回酸管和出酸管分别与设置于储酸瓶底部的通气嘴、回酸嘴和出酸嘴连接。

作为优选，还包括用于插装储酸瓶的底座，所述底座上设置有用于插入通气嘴、回酸嘴和出酸嘴的通孔。

作为优选，所述通气嘴、回酸嘴和出酸嘴上套装有O型圈。

作为优选，所述塞子采用氟橡胶制成。

作为优选，储酸瓶、通气管、回酸管、出酸管及套管均采用聚四氟乙烯材质制成。

作为优选，还包括下盖，下盖上设置有用于插入通气嘴、回酸嘴和出酸嘴的凹槽。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

储酸瓶与烟气预处理装置之间采用插拔方式连接，拆装快捷。该储酸装置若水平放置，酸液也不会洒出，只要保证出酸管浸没在酸液中即可抽出酸液。有时受烟囱或烟道的形状，或者采样空间限制，采样管无法水平放置采样，此时，便可使用具有该储酸装置的烟气预处理装置进行竖直或倾斜采样。冷凝水及酸液经蠕动泵A抽出输送回储酸瓶中，盛放酸液的容器与冷凝水收集瓶集合为一体，一体多用节省空间。酸液重复循环使用，不但减小酸液损耗，而且无需废液瓶，也无需在测试场所直接排出酸液，能够避免环境污染。

附图说明

图1为本实用新型便携式烟气预处理器的整体结构示意图；

图2为本实用新型烟气预处理冷凝除水装置的爆炸图；

图3为本实用新型冷凝除水装置的冷凝体爆炸图；

图4为本实用新型冷凝除水装置的冷凝体剖视图；

图5为本实用新型便携式烟气预处理储酸装置的爆炸图；

图6为本实用新型储酸装置的储酸瓶主视图；

图7为图6的A-A方向剖视图；

图8为本实用新型储酸装置的储酸瓶俯视图；

图9为本实用新型便携式烟气预处理预冷却装置结构示意图。

以上各图中：1、主机外壳；11、散热孔；2、冷凝除水装置；21、冷凝体；211、冷凝体芯；212、螺纹片；213、螺钉孔；214、上端盖；215、烟气进气嘴；216、上端盖通孔；217、外筒；218、烟气出气嘴；219、排水嘴；2110、内烟气通道；2111、外烟气通道；2112、测温嘴；2113、密封圈凹槽；2114、外延部；22、电子制冷片；221、隔热垫；23、散热器；24、冷凝模块外壳；25、安装条；26、螺钉；3、储酸装置；31、储酸瓶；311、通气管；312、通气嘴；313、回酸管；314、回酸嘴；315、出酸管；316、出酸嘴；317、套管；318、缺口；32、上盖；33、底座；331、侧壁；332、固定板；333、通孔；34、下盖；341、凹槽；35、塞子；4、散热风扇；5、烟气预冷却装置；51、散热管；52、翅片；6、密封圈。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和实施例做具体说明。

实施例：如图1所示，一种便携式烟气预处理器，与采样器配合使用，用于对进入采样器内的烟气进行除尘和除水预处理。所述便携式烟气预处理器包括箱体结构的主机外壳1，所述主机外壳1一侧安装有采样管（图中未示出），采样管前端安装有用于过滤烟尘的陶瓷滤芯。主机外壳1内安装有冷凝除水装置2、蠕动泵、主控板及蓄电池，冷凝除水装置2上方连接有储酸装置3。所述冷凝除水装置2包括依次连接的冷凝体21、电子制冷片22及散热器23，散热器23一侧安装有散热风扇4，散热风扇4远离散热器23的一侧安装有烟气预冷却装置5，主机外壳1下端设置有散热孔11。主控板、散热风扇4、蠕动泵、电子制冷片22等电气元件均依靠电源线插入电源供电，也可通过蓄电池供电。待检测烟气经采样器的抽气泵吸入采样管内，烟气内携带的烟尘被陶瓷滤芯过滤去除，此后烟气进入烟气预冷却装置5，经过初步散热后进入冷凝体21进行冷却。同时储酸装置3内酸液经蠕动泵A吸入预冷却装置5内，抑制冷凝水溶解易溶酸性气体，烟尘中携带的水蒸气受冷凝结为液滴后从冷凝体21下端排出。散热风扇4带动外部空气流动，不紧对散热器23散热，同时可加快烟气预冷却装置5热量散失。

如图2-4所示，所述冷凝除水装置2的冷凝体21包括冷凝体芯211、上端盖214及外筒217，冷凝体芯211外壁设置有螺纹片212，所述上端盖214上部设置有烟气进气嘴215，上端盖214扣合在冷凝体芯211上端，上端盖214内壁与冷凝体芯211螺纹片212之间的间隙形成内烟气通道2110。为固定上端盖214和冷凝体芯211并实现密封，所述上端盖214顶壁中心设置有一上端盖通孔216，所述冷凝体芯211顶端设置有螺钉孔213。上端盖214和冷凝体芯211之间安装有O型密封圈6并通过螺钉26紧固，也可通过涂覆密封胶实现密封。

冷凝体芯211可采用全铝结构并在外表面涂覆防腐涂层，在保障导热效果的同时，实现耐酸、耐高温性能。也可以将冷凝体芯211分为内芯和外芯两部分，内芯材质为铝、铜或钛合金导热性能佳，外芯材质为不锈钢防腐性能佳，两者通过过盈配合压紧结合在一起，本实施例采用第二种方式。

所述外筒217上部设置有烟气出气嘴218，外筒217下部设置有排水嘴219，外筒217套装在上盖32下端。所述冷凝芯下端沿外壁设置有凸出外壁的密封圈凹槽，密封圈凹槽内安装有O型密封圈，外筒217套装在冷凝体芯上，外筒下端与冷凝体芯之间经密封圈实现压紧密封；上盖32中部同样设置有密封圈凹槽2113，密封圈凹槽内安装有密封圈，上盖扣合在冷凝芯上，上盖下部位于冷凝体芯和和外筒之间，上盖的支撑环上设置一压住外筒的外延部2114。外筒217中部与冷凝体芯211及上盖32之间的间隙形成外烟气通道2111。上端盖214和冷凝体芯211之间通过螺钉26紧固后，外筒同时被向下压紧。烟气进气嘴215连接烟气预冷却装置5，烟气出气嘴218连接烟气分析仪器，排水嘴219连接蠕动泵，通过蠕动泵和管路将冷凝水输送至储酸装置3的储酸瓶31内。

所述冷凝除水装置2还包括冷凝模块外壳24，冷凝模块外壳24罩在冷凝体21和电子制冷片22上，冷凝体21通过安装条25固定在冷凝模块外壳24内。安装条25采用非金属材料以减少热传递（本实施例采用POM）。冷凝模块外壳24与散热器23通过四角的弹性螺丝连接，并将电子制冷片22夹在冷凝体21与散热器23之间。为减少冷凝体21与外界环境的热传递，所述电子制冷片22四周均设置有隔热垫221，同时冷凝体21与冷凝模块外壳24之间填充有隔热材料。隔热材料可选用聚碳酸酯发泡或EVA泡棉等，能够减小外界环境的热量进入到冷凝室，保证高效冷凝脱水。散热器23和电子制冷片22之间，以及电子制冷片22和冷凝体21之间均涂有导热硅脂，保障三者之间具有良好的热传导性。

为便于控制及监测电子制冷片22的制冷温度，所述外筒217下端还设置有测温嘴2112。测温嘴2112内安装有pt100温度传感器，温度传感器的输出端连接主控板的输入端。

本实施例所述的冷凝除水装置2通过冷凝体21的特殊结构设计，烟气经螺旋形内烟气通道2110和之字型外烟气通道2111进行冷却，冷却路径加长，其冷却效果大为提高。冷凝体21耐酸耐热也导热性能良好，外加多种防止热量散失的措施，有效保障了冷凝效果。冷凝水集结在冷凝体21底部，并经出水嘴及时排出，烟气从冷凝体21底部上升后右烟气出气嘴218排出，极大减少气体带离部分液体离开，使得气水分离更彻底。

如图5-8所示，所述储酸装置3包括储酸瓶31，储酸瓶31上端扣合有上盖32。储酸瓶31内设置有通气管311、回酸管313和出酸管315，所述出酸管315上套装有套管317。所述通气管311、回酸管313顶端均设置有缺口318并塞装有氟橡胶制成的塞子35，出酸管315和套管317通气管311顶端也塞装有塞子35，将两者固定在一起，套管317下端与储酸瓶31瓶底之间留有空隙或者套管317下端设置缺口318，酸液可以进入套管317与出酸管315之间的间隙。通气管311、回酸管313和出酸管315分别与设置于储酸瓶31底部的通气嘴312、回酸嘴314和出酸嘴316连接。出酸管315通过蠕动泵B和管路连接至预冷却装置的散热管，回酸管313经管路和蠕动泵A连接至冷凝体21的出水嘴。

为便于储酸瓶31和冷凝除水装置2的安装，所述储酸装置3还包括底座33，底座33固定在冷凝模块外壳24的上端。底座33包括容纳储酸瓶31的侧壁331和固定板332，固定板332上设置有插入通气嘴312、回酸嘴314和出酸嘴316的通孔333。所述通气嘴312、回酸嘴314和出酸嘴316与插孔之间设置有O型圈，当烟气预处理器准备工作时，将储酸瓶31直接插入底座33内即可，插拔式设计十分便捷。为便于运输该烟气预处理器，所述储酸装置3还包括下盖34，下盖34上设置有用于插入通气嘴312、回酸嘴314和出酸嘴316的凹槽341当采样结束后，将储酸瓶31拔出，盖上下盖34后另外存放，可防止酸液洒出。

储酸瓶31、通气管311、回酸管313、出酸管315及套管317均采用聚四氟乙烯材质或PVDF制成，性质稳定，使用寿命长。

本实施例所述的储酸装置3运行时，从出酸嘴316抽取酸液，储酸瓶31内的酸液从套管317底端向上，从出酸管315顶端的缺口318抽入，从出酸嘴316流出进入冷凝体21内。只要储酸瓶31内有少量酸液，即可抽出；当蠕动泵B不抽取酸液时，出酸嘴316管路处于关闭状态，酸液不会流出储酸瓶31。酸液对冷凝体21内的烟气进行酸化，可有效抑制烟气内的易溶酸性气体溶解在冷凝水中。冷凝水及酸液经蠕动泵A抽出输送回储酸瓶31中，盛放酸液的容器与冷凝水收集瓶合二为一，一体多用节省空间。通气管311导入外界空气，保持储酸瓶31内压强与外界相同。酸液重复循环使用，不但减小酸液损耗，而且无需废液瓶，也无需在测试场所直接排出酸液，能够避免环境污染。该储酸装置3若水平放置（水平放置是指储酸瓶轴向位于水平方向），酸液也不会洒出，只要保证出酸管315浸没在酸液中即可抽出酸液。有时受烟囱或烟道的形状，或者采样空间限制，采样管无法水平放置采样，此时，便可使用具有该储酸装置3的烟气预处理器将采样管进行竖直或倾斜放置采样。

如图9所示，所述烟气预冷却装置5包括散热管51，散热管51上缠绕有翅片52，散热管51一端连接采样管出气端，散热管51另一端连接冷凝体21的烟气进气嘴215。翅片52呈螺旋状缠绕在散热管51上，并紧贴散热管51外壁。散热管51根据主机外壳1内的空间弯曲排布，尽量增加换热面积。散热管51和翅片52均采用导热率高的金属制成，如铝、铜及其合金。从工厂烟囱或烟道内排出的烟气流经采样管后排出温度在100℃左右，先将烟气导入散热管51，并通过散热风扇4吹散热管51和翅片52，用流动风带走翅片52的热量，既保证散热风扇4抽风对散热器23本身散热，又可利用吹风对散热管51散热，增强了风扇利用效率，烟气进入冷凝体21时其温度大幅下降，可保障冷凝器的冷凝效果。

综上所述，本实施例所述的便携式烟气预处理器采用一体化设计，将冷凝除水装置2和加酸储酸装置3集成一体化，方便携带和使用。采用特殊设计的冷凝除水装置2和储酸装置3，冷凝效果良好，气水分离彻底，不仅可用于水平采样，也可用于竖直或倾斜采样，可适用于多种采样环境。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。