CN106610412A - 一种用于检测烟气中二恶英含量的工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业污染物检测技术领域，具体涉及一种用于检测烟气中二恶英含量的工具。一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，包括用于从炉内提取待测烟气的取样管，取样管连接盛有去离子水的储样罐，罐体上部设有取样接口、下部设有进水管接口和出水管接口，三个接口和取样管均设有阀门，取样管的管壁与其外的取样管外壳之间设有保温层，取样管的出气端伸入储样罐内液位面下，从取样接口连接抽真空泵对液位面上方的空腔抽真空，用于吸出二恶英后送入分析仪器。由于采用上述技术方案，本发明具有对高温烟气中的二恶英进行完整取样和分析的能力，提高了测量和分析精度，同时具有对测量设备的耐热性要求较低，操作过程安全可靠的优点。

Description

一种用于检测烟气中二恶英含量的工具

技术领域

本发明涉及工业污染物检测技术领域，具体涉及一种用于检测烟气中二恶英含量的工具。

背景技术

由于工业化进程的推进，生态遭受不断破坏，各类环境问题逐渐暴露出来。如何治理各类污染成为当前社会和科学界的关注课题。随着科技的进步，人类社会的生活水平日益持续上升，伴随着生活质量提高的是生活垃圾和工业垃圾的逐渐增加。目前国内外对于垃圾处理的普遍做法由传统的填埋转为焚烧处理。焚烧过程不仅可以解决填埋带来的土壤被破坏的问题，还可以将焚烧过程产生的热能收集后进行再利用来达到节能的目的，热能不仅可供锅炉烧水，产生蒸汽还可以利用其推动发电机进行发电。但是在节能的同时带来的确实减排的困境。垃圾在焚烧处理时，如果能够做到充分燃烧，其烟气排放将大大减少，同时也可以降低有害物质的释放。但由于目前的技术在兼顾经济和效率的情况无法做到使垃圾充分燃烧，因此无法有效控制有害烟气的排放。如何准确地检测烟气中的二恶英含量是提高改进焚烧或者气化设备质量的关键。受到技术限制，当前工业上对于测定烟气中二恶英含量存在如下问题：1)直接法：将温度检测设备的检测端直接伸入至炉内高温烟气中进行检测，但是由于此时的烟气温度通常大于1000摄氏度，对于检测器件的耐热性能要求过高；2)间接法：将高温烟气从炉内输出后进行检测，由于在外界高温烟气会在冷却过程中再次合成部分二恶英，因此该方法测得的数据不准确。并且，烟气中一般均含有大量粉尘类有害物质，通过间接法在分析二恶英的过程中，这类粉尘物质如果进入分析仪器，容易堵塞分析用的滤纸，使得更换滤纸的频率大大增加，不仅增加了检测成本和操作繁复程度，而且会降低设备的寿命，对最终的二恶英检测结果也会造成干扰。

针对上述问题，行业内需要更为经济可靠，测定结果具备精准和稳定性的测试方式或者测试设备。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，解决以上技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，包括一便于伸入烟道中提取待测烟气的取样管，高温烟气经由取样管被抽取送至分析仪器进行检测，以便测定烟气中所含二恶英的含量，其特征在于，所述取样管连接一用于过滤烟气中粉尘物质并使高温烟气迅速降温的储样罐，所述储样罐内盛放一定量的去离子水后在液位面上方形成一空腔，烟气内所含的低水溶性或者非水溶性物质从水体内分离出后处于所述空腔内，而烟气中的粉尘类有害物质则溶解在水中，使其避免对二恶英检测的干扰，同时，高温烟气进入水体后，与水体进行快速的热交换，使其温度迅速下降；

所述储样罐的顶部设有一取样接口，所述取样接口连接一真空泵后对储样罐内液位面上方的空腔进行抽真空，所述真空泵连接用于对二恶英进行检测的分析仪器，水体中的二恶英被吸出后输送到分析仪器内进行分析和测定。

本发明不仅解决了从烟道中提取高温烟气后直接送入分析仪器的传统检测方式给检测设备造成损害的问题，也改善了提取烟气后通过降温后送入分析仪器的传统的间接法检测方法。采用本发明的装置能够有效避免由于高温烟气的降温缓慢而导致的二恶英再合成问题，防止再合成的二恶英对干扰检测过程而导致检测结果不准确；同时，也对于烟气中的粉尘类有害物质进行了过滤处理，使其溶解并在水体中沉淀，避免粉尘类有害物质进入分析仪器后堵塞其内设置的滤纸，既解决了滤纸更换而造成的检测过程繁琐的问题，避免了检测成本的上升，又避免了粉尘类有害物质影响到检测结果的问题。

所述储样罐上设有一进水管接口，通过其外联进水管道后向储样罐内输送去离子水，所述进水管接口设置于所述储样罐的底部。

所述储样罐内水体的液位面的上方和下方的容积比为1/5～1/2，优选1/5～1/3，其中，液位面上方容积即为所述空腔的体积，液位面下方容积即为水体的体积。

所述储样罐的底部设有一出水管接口，通过在其上连接出水管道后将储样罐内的水体对外输出，以便对其中沉淀的有害物质进行检测和分析，配合对于二恶英的检测结果，完成对烟气中有害物质的总量分析。

所述取样管的进气端伸出于所述储样罐外、出气端伸入所述储样罐并浸没在罐内液位面以下。

所述取样管的出气端与所述储样罐内液位面之间的距离为50mm～200mm，优选100mm～150mm。

所述储样罐内设有一液位检测装置，用于检测储样罐内液位面高度，以便控制去离子水的充液量，确保取样管出气端伸入储样罐内液位面以下的距离保持在50mm～200mm的范围内。

所述液位检测装置优选采用液位计。

本发明在实际使用中，储样罐内液位面的高度设置，即储样罐内液位面的上下方容积比的设置和取样管出气端与液位面的距离设置最终取决于与取样接口连接的真空泵的抽真空性能，设置时，以真空泵能够顺利将液体内的非水溶性气体吸出为设置基准。

所述取样管的管径为10mm～30mm，优选20mm～30mm。

所述储样罐的容积大于30ml。

所述储样罐设有双层结构的外壁，双层结构的储样罐外壁能够有效避免外界温度对罐内工况产生干扰而影响取样精度。

所述储样罐的底部设有支架，所述支架采用可调节高度的支架，便于将储样罐放置于不同高度的取样地点。

所述取样管的外部设有用于保护取样管的取样管壳体，所述取样管壳体包覆在取样管伸出于储样罐外的管壁上，并露出取样管的进气端开口。

所述取样管壳体内壁与所述取样管外壁之间间隔一定距离后形成填充区，在其内填充保温材料后形成一保温层，用于消除取样管外露部分热交换过快的缺陷，维持该部分内部输送气体的温度，避免烟气降温至600摄氏度以下导致烟气内再合成部分二恶英而破坏后续测量的准确性。

所述保温层优选采用保温棉制成的保温层。

所述保温层的厚度为所述取样管管径的1.5倍～3倍，优选2倍。

所述取样管接口、所述进水管接口、所述出水管接口和所述取样管均设有阀门。

本发明的取样作业步骤如下：

1)将真空泵的抽气端与出气端分别通过管道连接取样接口和对二恶英进行检测的分析仪器，确保取样管接口、进水管接口、出水管接口和取样管的阀门处于关闭状态；

2)打开进水管接口的阀门，使去离子水充入至储样罐内，并观察液位检测装置以确保液位面高度到达设定值；

3)关闭进水管接口的阀门，使储样罐呈密闭状态；

4)打开取样接口的阀门和取样管的阀门，并将取样管的进气端伸入烟道内，然后启动真空泵对储样罐液位面上方空腔抽真空，压力差使取样管的进气口产生吸力将烟道中的烟气吸入储样罐内的去离子水中，不溶于水的二恶英被吸入分析仪器，通过分析仪器获得二恶英的检测结果；

5)关闭取样接口阀门和取样管阀门，打开出水管接口的阀门，排出含有粉尘类有害物质的去离子水并进行取样分析，获得粉尘类有害物质的检测结果；

6)结合二恶英的检测结果和粉尘类有害物质的检测结果，获得对烟道内烟气中有害物质的总量分析结果。

本发明采用将高温烟气输送至水体中，并使水体上方形成空腔的方式将烟气中的粉尘类有害物质与二恶英分离开，并通过取样接口和出水管接口分别输出后进行分类分析检测，从而实现了烟道内烟气中有害物质的总量分析，确保了检测过程的完整性和检测结果的准确性。

本发明在取样作业前，由于取样管和各个输送管道内均可能残留有部分为排尽的空气，这部分空气对于取样和检测结果将产生影响，因此为避免这部分干扰因素，在取样作业前设置一预排作业，通过预排作业将残留在取样管、各输送管道和储样罐罐体中的空气排尽，避免其对检测结果产生干扰，同时也将处于烟道出口段的气体排出，这一部分气体由于最接近外部环境而受外界影响较大，其温度不稳定，在取样管输送过程中容易由于温度降低使二恶英再合成而造成检测结果的不准确。预排作业操作时，在所述取样作业步骤1)的基础上，将取样接口和取样管上的阀门均打开，然后打开真空泵进行抽真空，以便排出残留空气和烟道出口段气体，持续一定时间抽真空后使取样管和储样罐内的残留空气排尽，然后关闭真空泵，并关闭取样管的阀门和取样接口的阀门；打开进水管接口和出水管接口的阀门，持续一段时间后使储样罐内原有储水被新充入的水体彻底替换，以便排出受烟道出口段气体影响的去离子水，同时也完成了所述取样作业步骤2)，可以进行后续取样操作。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明具有对高温烟气中的二恶英进行完整取样和分析的能力，提高了测量和分析精度，同时具有对测量设备的耐热性要求较低，操作过程安全可靠的特点。

附图说明

图1为本发明的剖视结构示意图；

图2为本发明的主视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1、图2，一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，包括设有阀门的取样管1，取样管1连接储样罐8，储样罐8内设有去离子水，其液位面距离储样罐内部顶面一定距离后形成空腔。从取样管1提取高温烟气并输送至储样罐8内，使高温烟气迅速降温，避免其再合成二恶英。同时，便于烟气内的粉尘类有害物质溶于水中。储样罐8的底部设有进水管接口、出水管接口6和支架7，进水管接口上设有阀门901，出水管接口6上设有阀门601。储样罐8的顶部设有取样接口5，其上设有阀门501。取样管1外设有取样管外壳2，取样管外壳2将取样管1伸出于储样罐8外的管壁包覆住，并露出取样管1的进气口。取样管1的外壁与取样管外壳2的内壁之间设有填充区，在其内填充保温材料制成的保温层3，且其厚度为取样管1的管径的1.5倍～3倍，优选2倍。保温层3优选采用保温棉制成。储样罐8内的液位面上方的空腔与罐内水体的体积比为1/5～1/2，优选1/5～1/3。取样管1的进气端伸出于储样罐8外、出气端伸入储样罐8并浸没在罐内液位面下，其浸没深度为50mm～200mm。优选的，取样管的出气端伸入液位面下100mm～150mm。取样管1的管径为10mm～30mm，优选20mm～30mm。储样罐8的内部腔室的容积大于30ml，且其外壁4为双层结构的外壁。储样罐8内还设有液位检测装置，用于检测罐内液位面高度，以便及时补液后使取样管伸入储样罐内的长度保持在50mm～200mm的计划范围内。

本发明采用取样管1对高温烟气进行取样并确保输送过程的保温，采用储样罐8使烟气与水体混合后过滤掉烟气中的粉尘类有害物质。由于二恶英类为低水溶性物质，因此与水体混合后其中的二恶英可以被吸出后与水体分离，完成对二恶英和粉尘类有害物质的分离。通过取样接口5对二恶英进行采样，通过出水管接口6对溶有粉尘类有害物质的水体进行采样，实现了对于烟气的总量分析和测定，确保检测过程的完整性和检测结果的准确性。

本发明的取样作业操作前进行预排操作，其用意为将取样管内和各个输送管道内的残留气体排尽，避免其干扰检测。操作前进行设备准备：先在取样接口5上连接抽真空泵，在真空泵的出气端连接用于对二恶英进行检测分析的分析仪器。并确保取样接口、进水管接口、出水管接口和取样管上的阀门关闭。进行预排操作时，打开取样管的阀门和取样接口的阀门，启动真空泵对储样罐内液位面上方的空腔抽真空，这一操作中，分析仪器对抽取的气体不进行检测；持续一段时间后关闭真空泵，关闭取样管阀门和取样接口阀门，然后打开进水管接口和出水管接口的阀门，对储样罐内的水体进行替换。替换完成后关闭进水管接口和出水管接口的阀门，完成预排作业。

本发明进行取样作业时，操作步骤如下：1)确保真空泵的抽气端与出气端分别通过管道连接取样接口和对二恶英进行检测的分析仪器，确保取样管接口、进水管接口、出水管接口和取样管的阀门处于关闭状态；2)打开进水管接口的阀门，使去离子水充入至储样罐内，并观察液位检测装置以确保液位面高度到达设定值，该步骤如果在取样操作前已进行了预排操作，则无需进行，仅需确保液位面达到设定值；3)关闭进水管接口的阀门，使储样罐呈密闭状态；4)打开取样接口的阀门和取样管的阀门，然后启动真空泵对储样罐液位面上方空腔抽真空，压力差使取样管的进气口产生吸力将烟道中的烟气吸入储样罐内的去离子水中，不溶于水的二恶英被吸入分析仪器，通过分析仪器获得二恶英的检测结果；5)关闭取样接口阀门和取样管阀门，打开出水管接口的阀门，排出含有粉尘类有害物质的去离子水并进行取样分析，获得粉尘类有害物质的检测结果；6)结合二恶英的检测结果和粉尘类有害物质的检测结果，获得对烟道内烟气中有害物质的总量分析结果。

上述内容显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，包括一便于伸入烟道中提取待测烟气的取样管，其特征在于，所述取样管连接一用于过滤烟气中粉尘物质并使高温烟气迅速降温的储样罐，所述储样罐内盛放一定量的去离子水后在液位面上方形成一空腔；

所述储样罐的顶部设有一取样接口，所述取样接口连接一用于对储样罐内液位面上方的空腔抽真空的真空泵，所述真空泵连接用于对二恶英进行检测的分析仪器。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，其特征在于，所述储样罐上设有一外联进水管道后向储样罐内输送去离子水的进水管接口，所述进水管接口设置于所述储样罐的底部；

所述储样罐的底部设有一在其上连接出水管道后将储样罐内的水体对外输出的出水管接口；

所述取样管接口、所述进水管接口、所述出水管接口和所述取样管均设有阀门。

3.根据权利要求2所述的一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，其特征在于，所述储样罐内水体的液位面的上方和下方的容积比为1/5～1/2。

4.根据权利要求3所述的一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，其特征在于，所述取样管的进气端伸出于所述储样罐外、出气端伸入所述储样罐并浸没在罐内液位面以下；

所述取样管的出气端与所述储样罐内液位面之间的距离为50mm～200mm。

5.根据权利要求4所述的一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，其特征在于，所述储样罐内设有一用于检测储样罐内液位面高度的液位检测装置；

所述储样罐设有双层结构的外壁；

所述储样罐的底部设有支架，所述支架采用可调节高度的支架。

6.根据权利要求5所述的一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，其特征在于，所述取样管的管径为10mm～30mm；

所述储样罐的容积大于30ml。

7.根据权利要求6所述的一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，其特征在于，所述取样管的外部设有用于保护取样管的取样管壳体，所述取样管壳体包覆在取样管伸出于储样罐外的管壁上，并露出取样管的进气端开口。

8.根据权利要求7所述的一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，其特征在于，所述取样管壳体内壁与所述取样管外壁之间间隔一定距离后形成填充区，在其内填充保温材料后形成一保温层，用于消除取样管外露部分热交换过快的缺陷，维持该部分内部输送气体的温度；

所述保温层的厚度为所述取样管管径的1.5倍～3倍。

9.根据权利要求8所述的一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，其特征在于，包括如下取样作业的步骤：

1)将真空泵的抽气端与出气端分别通过管道连接取样接口和对二恶英进行检测的分析仪器，确保取样管接口、进水管接口、出水管接口和取样管的阀门处于关闭状态；

2)打开进水管接口的阀门，使去离子水充入至储样罐内，并观察液位检测装置以确保液位面高度到达设定值；

3)关闭进水管接口的阀门，使储样罐呈密闭状态；

4)打开取样接口的阀门和取样管的阀门，并将取样管的进气端伸入烟道内，然后启动真空泵对储样罐液位面上方空腔抽真空，压力差使取样管的进气口产生吸力将烟道中的烟气吸入储样罐内的去离子水中，不溶于水的二恶英被吸入分析仪器，通过分析仪器获得二恶英的检测结果；

5)关闭取样接口阀门和取样管阀门，打开出水管接口的阀门，排出含有粉尘类有害物质的去离子水并进行取样分析，获得粉尘类有害物质的检测结果；

6)结合二恶英的检测结果和粉尘类有害物质的检测结果，获得对烟道内烟气中有害物质的总量分析结果。

10.根据权利要求9所述的一种用于检测烟气中二恶英含量的工具，其特征在于，所述取样作业前设有一预排作业，其步骤为：在所述取样作业步骤1)的基础上，将取样接口和取样管上的阀门均打开，然后打开真空泵进行抽真空，以便排出残留空气和烟道出口段气体，持续一定时间抽真空后使取样管和储样罐内的残留空气被排尽，然后关闭真空泵，并关闭取样管的阀门和取样接口的阀门；打开进水管接口和出水管接口的阀门，持续一段时间后使储样罐内原有储水被新充入的水体彻底替换，以便排出受烟道出口段气体影响的去离子水。