一种粉状炭黑取样装置的制作方法

本实用新型涉及取样装置领域，具体涉及一种粉状炭黑取样装置。

背景技术：

炭黑是碳氢化合物在高温下热裂解的产物，是一种高分散、超细的物质，主要成分是碳，其基本粒子尺寸在在10～100nm之间，具有优良的橡胶补强、着色、导电或抗静电以及紫外线吸收功能，因此炭黑主要用作橡胶补强剂以及填充剂，还用作油墨、涂料和塑料的着色剂等，炭黑为现代国民经济中用途相当广泛的重要产品。

碳氢化合物在反应炉内高温裂解，生成炭黑及炭黑尾气，炭黑尾气是炭黑生成反应中富含芳烃的油类不完全燃烧裂解的副产物，含有一氧化碳、氢、二氧化碳、硫化氢、二氧化硫、甲烷等高温、有毒、有害性气体成分，炭黑与炭黑尾气混合后，经动力系统输送至收集区域。对粉状炭黑的取样检测是上述炭黑生产过程中常用的监测控制方式，炭黑生产线在开停车及转产过程中的品级转换、以及掌握炉前控制参数的合理性等都涉及到粉状炭黑的取样检测。

而由于炭黑本身以及生产工艺的特殊性，行业内没有成熟的取样装置，现阶段只能通过工作人员手工操作抽取粉状炭黑及尾气再收集至容器中，而由于炭黑尾气中一氧化碳等气体的存在，会对工作人员的身体健康造成影响。为解决上述问题，本实用新型提出一种粉状炭黑取样装置。

技术实现要素：

本实用新型解决的是现阶段缺乏成熟的炭黑取样装置的问题。

本实用新型采用的技术方案是：

一种粉状炭黑取样装置，包括：包括取样部和回流部；

所述取样部包括：烟气进样管、取样盒、取样袋、烟气入口阀，

所述烟气进样管的一端开口延伸至取样盒内部，所述取样袋位于取样盒内部，并与烟气进样管的开口连接，所述烟气入口阀设置在烟气进样管上；

所述回流部包括真空喷射器、烟气出口管、气流入口管、烟气回流管、烟气回流阀，

所述真空喷射器为文丘里管，包括依次连接的入口段、收缩段、喉口、扩散段及出口段，所述烟气出口管一端连通取样盒、另一端连通真空喷射器的入口段，所述气流入口管的一端开口连通真空喷射器的入口段，所述烟气回流管的一端开口连通真空喷射器的出口段，所述烟气回流阀设置在烟气回流管上。

进一步的，所述气流入口管上设置有气流入口阀。

进一步的，所述烟气进样管、烟气回流管上分别连通有喷吹管道，所述喷吹管道上分别设置有球阀。

进一步的，所述取样袋为PTFE覆膜抗酸玻纤织物滤袋。

进一步的，所述真空喷射器喉口直径为扩散段直径最大处的1/2～3/4。

进一步的，所述真空喷射器为304不锈钢真空喷射器。

进一步的，所述取样盒的一侧盒壁上设置有可拆卸的盒板，所述盒板上设置有把手。

进一步的，所述取样盒为304不锈钢取样盒，所述取样盒盒壁厚3～5mm。

由于上述技术方案的应用，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型提出一种粉状炭黑取样装置，通过取样部与回流部的配合，利用文丘里管原理，实现了粉状炭黑的安全取样，取样过程中避免了炭黑尾气泄露可能给操作人员带来身体危害的问题，同时在取样的过程中就实现了粉状炭黑与炭黑尾气的分离，节省了操作步骤，此外该粉状炭黑取样装置能够进行炭黑尾气回流，安全环保。同时本实用新型还解决了粉状炭黑取样装置在使用中可能出现的管道堵塞的问题，通过设置喷吹装置，包括喷吹管道及球阀，以便保证粉状炭黑取样装置的正常使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例中粉状炭黑取样装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中10-真空喷射器的结构示意图。

图中：1-取样盒，2-取样袋，3-烟气进样管，4-烟气入口阀，5-炭黑收集区域，6-喷吹管道，7-球阀，8-烟气回流阀，9-烟气回流管，10-真空喷射器，11-气流入口阀，12-气流入口管，13-烟气出口管，14-把手，15-盒板，101-入口段，102-收缩段，103-喉口，104-扩散段，105-出口段。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型进行清楚完整的描述。

本实用新型实施例提供一种粉状炭黑取样装置，如图1所示的，包括取样部及回流部。其中取样部包括烟气进样管3、取样盒1、取样袋2、烟气入口阀4；烟气进样管3的一端开口延伸至取样盒1内部，取样袋2位于取样盒1内部，并与烟气进样管3的开口连接，烟气入口阀4设置在烟气进样管3上。回流部包括真空喷射器10、烟气出口管13、气流入口管12、烟气回流管9、烟气回流阀8；其中真空喷射器10为文丘里管，如图2所示的，包括依次连接的入口段101、收缩段102、喉口103、扩散段104及出口段105，烟气出口管13一端连通取样盒1、另一端连通真空喷射器10的入口段101，气流入口管12的一端开口连通真空喷射器10的入口段101，烟气回流管9的一端开口连通真空喷射器10的出口段105，烟气回流阀8设置在烟气回流管9上。

本实施例中，为便于对入口气流的控制，以及保持粉状炭黑取样装置内部的清洁度，上述气流入口管12上还设置有气流入口阀11。

本实施例中，为防止粉状炭黑取样装置内部管道发生堵塞，上述烟气进样管3、烟气回流管9上分别连通有喷吹管道6，上述喷吹管道6上还分别设置有可开闭的球阀7。

本实施例中，由于炭黑生产的作业环境为400℃以上，为保证粉状炭黑取样装置的可用性，上述真空喷射器10为304不锈钢真空喷射器，上述取样盒1为304不锈钢取样盒1，取样盒1的盒壁厚3～5mm。

本实施例中，为了便于取样袋2在取样盒1内的存取，上述取样盒1的一侧盒壁上设置有可拆卸的盒板15，盒板15上设置有把手14，为保证粉状炭黑取样装置的正常使用，上述盒板15与取样盒1需严格密封。

下面通过具体应用来对粉状炭黑取样装置做进一步阐述。

如图1所示的，将烟气进样管3的另一端开口以及烟气回流管9的另一端开口分别连接至炭黑收集区域5，完成粉状炭黑取样装置的安装固定。为保证粉状炭黑采样以及烟气回流过程中烟气成分的稳定，以及避免空气与烟气混合可能发生的爆炸情形，气流入口管12处通入氮气。操作过程中缓慢打开气流入口阀11，再打开烟气回流阀8，氮气通过真空喷射器10的入口段101进入至收缩段102、喉口103，随着真空喷射器10截面的逐渐减小，氮气的压强增大，流速也随之增大，此时在真空喷射器10的入口段101产生一个真空度，使得取样盒1内的气体通过烟气出口管13吸入至真空喷射器10中，并随着氮气一起流入真空喷射器10的扩散段104增加气体流速，最后循环进入至炭黑收集区域5，该步骤中，为保证真空喷射器10的气流流速及吸附力，上述真空喷射器10喉口103直径通常为扩散段104直径最大处的1/2～3/4。打开烟气入口阀4，粉状炭黑与炭黑尾气的混合气体进入取样盒1内的取样袋2，取样袋2为PTFE覆膜抗酸玻纤织物滤袋，该种材质的取样袋2耐高温，透气性好，且能尽量保证纳米级的粉状炭黑不露出取样袋2，关闭烟气入口阀4后，在气流入口管12处持续通入氮气的作用下，取样盒1内的炭黑尾气以及取样袋2内露出的极少量的粉状炭黑均能够随着氮气循环回到炭黑收集区域5。关闭气流入口阀11，以及烟气回流阀8，打开盒板15，取出取样袋2，即可对取样袋2内的粉状炭黑进行检测。当需要再次进行粉状炭黑取样时重复上述步骤，其中上述步骤中先打开气流入口阀11、烟气回流阀8，关闭烟气入口阀4的作用是：取样袋2在拆取时通常可能在取样盒1内遗落部分炭黑，为保证取样的精准性，需要先将取样盒1内的气体排空。

当遇到粉状炭黑取样装置管道堵塞的情形时，可将打开球阀7，将氮气流分别接入至喷吹管道6，通过氮气吹扫完成堵塞管道的疏通。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。