[實用新型]高溫高壓用氣溶膠取樣系統

有效

• 申請號: 201720618087.8
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN207181111U
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 李秉喆;李斗鏞;李宗贊;鄭宇英;李鉉哲;宋容載
• 申請（專利權）人: 未來與挑戰株式會社
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司11579
• 代理人: 羅銀燕

技術領域

本實用新型涉及高溫高壓用氣溶膠取樣系統。

背景技術

本實用新型涉及能夠對氣溶膠進行取樣及分析的系統，目前缺乏可在高溫高壓狀態下進行取樣及分析的氣溶膠測量系統，本實用新型的目的在于提供在高溫高壓情況下也能夠進行測量的系統。

工業氣溶膠裝置大部分適用于常壓常溫、常壓高溫、高壓常溫等條件，還沒有能夠在高溫高壓條件下直接適用的工業裝置。因此，本實用新型能夠在高溫高壓環境下對包含粉塵、污染物及放射性物質的多種氣溶膠進行分析，包括常溫常壓條件并包括高溫高壓條件，對石油化學工程、熱能、制鐵、原子能、汽車、空調移機過濾器等廣泛的環境條件下的氣溶膠分析技術提供基礎技術。

對此，公開了如韓國授權專利第100145032號“工具安裝及氣溶膠生成裝置”的裝置等，但同樣涉及在常溫常壓下的氣溶膠生成裝置，至今尚未公開關于高溫高壓氣溶膠生成/注入、混合、取樣系統。

實用新型內容

氣溶膠測量系統需要對試樣的流速進行調節來使其維持規定值，從而控制所取樣的氣溶膠的量，需要使用精湛的測量裝置來能夠在多種位置測定粒子的數量濃度、大小分布、質量濃度。

為了測定氣溶膠的特性，需要能夠對標本進行取樣的裝置。此時，特別留意在取樣過程中不要致使氣溶膠的特性變化，這種取樣過程稱為等速取樣(Isokinetic Sampling)。等速取樣是指在取樣探針(Sampling Probe)內氣溶膠的流動方向及速度分別與管內主氣溶膠的流動方向及速度一致的條件下的取樣過程。非等速取樣的情況下，在取樣過程中氣溶膠的特性改變而與之后的測量結果無關地導致有誤的測量結果，因此需要根據管內流速條件適當選定取樣探針。并且，在開始取樣之前，需要留意防止氣溶膠長時間堆積在露出于主氣溶膠流動的取樣探針的內部。

為了對包含空氣、非冷凝氣體及蒸氣的高溫高壓環境下的移送氣體中所包含的氣溶膠進行取樣，系統及裝置需要耐得住高溫高壓環境，并且以不影響系統設備的可靠性的方式設計取樣系統。并且，需要分析因取樣時間和熱水力條件的差異而發生的不確定性來確認并補償測量的準確性。

氣溶膠測量裝置基本使用取樣時準確度最高的離線方式的過濾器。并且，為了完善目的，可通過取樣口(sampling port)連接光學粒子計數器、靜電式低壓沖擊器等多種測量設備。離線測量使用作為試驗部的入口、出口的工業裝置的薄膜過濾器。然而，大部分工業裝置的適用范圍受限，因此包含蒸氣的高溫高壓環境下難以直接適用。因此，需要前處理裝置和后處理裝置，以便適用工業裝置。圖1示出使用薄膜過濾器作為離線測量裝置的氣溶膠取樣系統。

為了達成如上所述的目的，本實用新型提供在高溫高壓環境下工作的氣溶膠取樣系統，沿著與移送氣體管線1的移送氣體的移動方向相同的方向形成有等速取樣探針2，在等速取樣探針2取樣的移送氣體向第一薄膜過濾器7移動而執行取樣及測量，設置有吹掃用氣體注入器4，用于在開始取樣之前，在從等速取樣探針2向第一薄膜過濾器7 移動的區間注入吹掃用氣體來維持大于或等于移送氣體管線的壓力的壓力，由此防止在取樣探針的內部堆積氣溶膠，從而在高溫高壓環境下以壓力及溫度平衡的狀態進行取樣，開始取樣時，停止吹掃用氣體的供給，氣溶膠在第一薄膜過濾器7和等速取樣探針2之間向第二薄膜過濾器5迂回而被第一薄膜過濾器5去除，取樣管僅由移送氣體填充，防止移送氣體管線和取樣管線之間存在壓力差或溫度差。

對從等速取樣探針2至第一薄膜過濾器的區間進行加熱來達到與移送氣體管線相同的溫度。

通過第一薄膜過濾器7的取樣氣體可通過臨界孔8而被減壓，通過臨界孔的取樣氣體借助熱交換器11而被去除熱，蒸氣在排水罐12 被冷凝并取樣。

使氣溶膠能夠在通過臨界孔8之前向針閥9迂回，從而能夠進行壓力調節。

可使蒸氣被去除的取樣氣體通過熱式質量流量計，在熱式質量流量計15的前端設置有水分分離器。

在熱式質量流量計的末端形成有真空罐和真空泵，從而能夠控制向取樣探針流入的移送氣體的流量。

在安裝有薄膜過濾器的過濾器支架中，為了使氣溶膠的移送損失量最小化，從過濾器支架的入口至薄膜過濾器的區間呈圓錐形結構來形成層流。

通過如上所述的實用新型，可在高溫高壓環境下進行取樣。

附圖說明

圖1為示出本實用新型的高溫高壓線下氣溶膠測量裝置的附圖。

圖2為示出本實用新型的高溫高壓線下氣溶膠測量裝置的過濾器支架的附圖。