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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410620902.5 (22)申请日 2014.11.07 B01D 53/26(2006.01) B01D 53/00(2006.01) (71)申请人 佛山和源活性炭再生科技有限公司 地址 528200 广东省佛山市南海区桂城街道 深海路 17 号瀚天科技城 A 区 8 号楼三 楼 307 单元 (72)发明人 曾昭健 廖天星 曾旭腾 黄国炎 (74)专利代理机构 广州三环专利代理有限公司 44202 代理人 温旭 (54) 发明名称 一种用于 VOC 在线监测系统采样的气水分离 装置 (57) 摘要 本发明公开了一种用于 V。
2、OC 在线监测系统采 样的气水分离装置，包括依次密封串接的集水瓶、 排水管及溢流排水瓶 ；所述集水瓶上设有样气入 口、样气出口及集水瓶排水出口，所述样气入口与 采样管道连接，样气出口与 VOC 在线分析仪连接 ； 所述溢流排水瓶上设有溢流排水瓶入口及溢流排 水出口；所述排水管上设有单向阀，所述排水管 的一端与所述集水瓶排水出口连接，另一端与所 述溢流排水瓶入口连接。采用本发明，样气在集气 瓶内温度降低至露点以下，析出冷凝水后迅速进 入 VOC 在线分析仪，从而有效分离冷凝水 ；同时冷 凝水在重力作用下自动流入溢流排水瓶中，通过 水封管及单向阀相互作用，防止冷凝水倒吸，并避 免环境空气进入采样管。
3、道。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104437016 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104437016 A 1/1 页 2 1.一种用于 VOC 在线监测系统采样的气水分离装置，其特征在于，包括依次密封串接 的集水瓶、排水管及溢流排水瓶 ； 所述集水瓶上设有样气入口、样气出口及集水瓶排水出口，所述样气入口及样气出口 设于所述集水瓶上部，所述集水瓶排水出口设于所述集水瓶底部，所述样气入口与采样管 道连接，样气出口与 VOC 在线分析仪连接 ； 所述溢流排水。
4、瓶上设有溢流排水瓶入口及溢流排水出口，所述溢流排水瓶入口及溢流 排水出口设于所述溢流排水瓶上部 ； 所述排水管上设有单向阀，所述排水管的一端与所述集水瓶排出口连接，另一端与 所述溢流排水瓶入口连接。 2.如权利要求1所述的用于VOC在线监测系统采样的气水分离装置，其特征在于，所述 VOC 在线分析仪采用负压抽取式直接采样，使所述集水瓶内维持负压。 3.如权利要求1所述的用于VOC在线监测系统采样的气水分离装置，其特征在于，所述 集水瓶内设有导向管，所述导向管顶部与所述样气入口连通，所述导向管底部设于集水瓶 下部。 4.如权利要求1所述的用于VOC在线监测系统采样的气水分离装置，其特征在于，所述。
5、 溢流排水瓶内设有水封管 ； 所述水封管顶部与所述溢流排水瓶入口连通，所述水封管底部浸没在所述溢流排水瓶 内液体的液位之下 ； 所述溢流排水瓶入口及溢流排水出口设于所述液位之上。 5.如权利要求 1 所述的用于 VOC 在线监测系统采样的气水分离装置，其特征在于， 所述集水瓶包括依次螺纹旋接的集水上盖体、集水瓶体及集水下盖体 ； 所述溢流排水瓶包括依次螺纹旋接的排水上盖体、排水瓶体及排水下盖体 ； 所述螺纹旋接处配置有密封圈。 6.如权利要求4所述的用于VOC在线监测系统采样的气水分离装置，其特征在于，所述 集水上盖体、集水下盖体、排水上盖体及排水下盖体采用经阳极化处理的铝制成。 7.如权利要。
6、求4所述的用于VOC在线监测系统采样的气水分离装置，其特征在于，所述 集水瓶体及排水瓶体采用聚甲基丙烯酸甲酯制成。 8.如权利要求4所述的用于VOC在线监测系统采样的气水分离装置，其特征在于，所述 样气入口、样气出口与集水上盖体通过螺纹旋接，所述集水瓶排水出口与集水下盖体通过 螺纹旋接，所述溢流排水瓶入口、溢流排水出口与排水上盖体通过螺纹旋接 ； 所述螺纹旋接处配置有弹性密封圈。 9.如权利要求1所述的用于VOC在线监测系统采样的气水分离装置，其特征在于，所述 排水管采用聚四氟乙烯制成。 10.如权利要求 1 9 任一项所述的用于 VOC 在线监测系统采样的气水分离装置，其特 征在于，所述单向。
7、阀为重力式单向阀。 权 利 要 求 书CN 104437016 A 1/4 页 3 一种用于 VOC 在线监测系统采样的气水分离装置 技术领域 0001 本发明涉及 VOC 在线监测领域，尤其涉及一种用于 VOC 在线监测系统采样的气水 分离装置。 背景技术 0002 工业生产排放的高温废气中，通常含有挥发性有机物（volatile organic compounds，VOC）。采集高温废气检测 VOC 气体含量的过程中，样本气体（样气）离开烟囱， 温度降低至露点以下时，会析出冷凝水。如果不及时将冷凝水与样气分离，冷凝水会逐渐吸 收部分能溶于水的 VOC 组分，不仅影响到测量精度，而且冷凝水会。
8、污染、堵塞采样管道。因 此，应采用合理有效的方法去除气路中的冷凝水。 0003 目前，VOC 在线监测主要是参照烟气 CEMS 的采样前处理方法，对样气采用伴热管 保温，使样气温度维持在露点以上防止结露，样气进入分析仪器前再通过电子冷凝器使样 气温度降于露点之下实现除湿。但是，这种方法的缺点是需要附加电加热套管，由于实际应 用时，对伴热管线的长度有限制，一般要求不能大于 50 米，局限性较大。因此，当采样管路 较长时，采用伴热管保温的方式不能满足实际需求。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、用于 VOC 在线监测系统采 样的气水分离装置，可有效地实现样气与冷凝。
9、水的自动分离、防止倒流、密封性强。 0005 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于 VOC 在线监测系统采样的气水分 离装置，包括依次密封串接的集水瓶、排水管及溢流排水瓶 ；所述集水瓶上设有样气入口、 样气出口及集水瓶排水出口，所述样气入口及样气出口设于所述集水瓶上部，所述集水瓶 排水出口设于所述集水瓶底部，所述样气入口与采样管道连接，样气出口与 VOC 在线分析 仪连接 ；所述溢流排水瓶上设有溢流排水瓶入口及溢流排水出口，所述溢流排水瓶入口及 溢流排水出口设于所述溢流排水瓶上部 ；所述排水管上设有单向阀，所述排水管的一端与 所述集水瓶排水出口连接，另一端与所述溢流排水瓶入口连接。 00。
10、06 作为上述方案的改进，所述 VOC 在线分析仪采用负压抽取式直接采样，使所述集 水瓶内维持负压。 0007 作为上述方案的改进，所述集水瓶内设有导向管，所述导向管顶部与所述样气入 口连通，所述导向管底部设于集水瓶下部。 0008 作为上述方案的改进，所述溢流排水瓶内设有水封管 ；所述水封管顶部与所述溢 流排水瓶入口连通，所述水封管底部浸没在所述溢流排水瓶内液体的液位之下 ；所述溢流 排水瓶入口及溢流排水出口设于所述液位之上。 0009 作为上述方案的改进，所述集水瓶包括依次螺纹旋接的集水上盖体、集水瓶体及 集水下盖体 ；所述溢流排水瓶包括依次螺纹旋接的排水上盖体、排水瓶体及排水下盖体 ； 。
11、所述螺纹旋接处配置有密封圈。 说 明 书CN 104437016 A 2/4 页 4 0010 作为上述方案的改进，所述集水上盖体、集水下盖体、排水上盖体及排水下盖体采 用经阳极化处理的铝制成。 0011 作为上述方案的改进，所述集水瓶体及排水瓶体采用聚甲基丙烯酸甲酯制成。 0012 作为上述方案的改进，所述样气入口、样气出口与集水上盖体通过螺纹旋接，所述 集水瓶排水出口与集水下盖体通过螺纹旋接，所述溢流排水瓶入口、溢流排水出口与排水 上盖体通过螺纹旋接 ；所述螺纹旋接处配置有弹性密封圈。 0013 作为上述方案的改进，所述排水管采用聚四氟乙烯制成。 0014 作为上述方案的改进，所述单向阀为。
12、重力式单向阀。 0015 实施本发明，具有如下有益效果 ： 将用于 VOC 在线监测系统采样的气水分离装置的样气入口与采样管道连接，样气出口 与 VOC 在线分析仪连接，使样气离开烟囱后在集水瓶内析出冷凝水，其中，冷凝水在重力作 用下自流至溢流排水瓶，分离冷凝水后的样气沿样气出口排出至 VOC 在线分析仪，实现样 气与冷凝水的自动分离。 0016 相应地，将水封管及单向阀相结合，使用于 VOC 在线监测系统采样的气水分离装 置在负压的情况下形成有效密封 , 防止冷凝水倒吸和环境空气进入采样管道。 0017 另外，集水瓶及溢流排水瓶分别由多个部件拼装而成，螺纹旋接，易于拆卸、组装 ； 并由密封圈。
13、进行密封，有效保证各部件接合部位的气密性。 0018 同时，集水上盖体、集水下盖体、排水上盖体、排水下盖体、集水瓶体、排水瓶体及 排水管各部件采用不同的材质制成，针对性强。具体地，集水上盖体、集水下盖体、排水上盖 体及排水下盖体采用经阳极化处理的铝制成，具有良好的耐蚀性、硬度、耐磨性、绝缘性 ；集 水瓶体及排水瓶体采用 PMMA 制成，具有优良的透光性、电绝缘性、化学稳定性、排水管采用 PFA 制成，耐腐蚀、摩擦系数低。 附图说明 0019 图 1 是本发明用于 VOC 在线监测系统采样的气水分离装置的结构示意图 ； 图 2 是本发明用于 VOC 在线监测系统采样的气水分离装置的另一结构示意图。
14、。 具体实施方式 0020 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一 步地详细描述。 0021 如图 1 所示，用于 VOC 在线监测系统采样的气水分离装置包括依次密封串接的集 水瓶 1、排水管 2 及溢流排水瓶 3。具体地，所述集水瓶 1 上设有样气入口 4、样气出口 5 及 集水瓶排水出口 6，所述样气入口 4 及样气出口 5 设于所述集水瓶 1 上部，所述集水瓶排水 出口 6 设于所述集水瓶 1 底部，所述样气入口 4 与采样管道连接，样气出口 5 与 VOC 在线分 析仪连接。所述溢流排水瓶3上设有溢流排水瓶入口7及溢流排水出口8，所述溢流排水瓶 入口 7。
15、 及溢流排水出口 8 设于所述溢流排水瓶 3 上部。所述排水管 2 上设有单向阀 9，所述 排水管 2 的一端与所述集水瓶排水出口 6 连接，另一端与所述溢流排水瓶入口 7 连接。 0022 样气采样时，将样气入口 4 与采样管道连接，样气出口 5 与 VOC 在线分析仪连接。 样气离开烟囱后，温度下降至露点以下，析出冷凝水 ；然后，含冷凝水的样气沿采样管道进 说 明 书CN 104437016 A 3/4 页 5 入样气入口 4，样气在集水瓶 1 内温度进一步下降 ；此时，冷凝水在集水瓶 内部析出，并在 自身重力作用下沿集水瓶排水出口 6、单向阀 9、溢流排水瓶入口 7 自流至溢流排水瓶 3。
16、 中 ； 而经分离后的样气沿样气出口 5 排出至 VOC 在线分析仪，实现冷凝水与样气的有效分离。 0023 需说明的是，排水管2上设有单向阀9，根据单向阀9的单向导通原理，可有效地防 止冷凝水回流至集水瓶，密封作用强。 0024 优选地，所述单向阀 9 为重力式单向阀。 0025 进一步，所述VOC在线分析仪采用负压抽取式直接采样，使所述集水瓶1内维持负 压。 0026 需要说明的是，VOC 在线分析仪采用自带的泵抽取集水瓶 1 中的空气，使集水瓶 1 内维持负压，样气不断沿采样管道进入样气入口 4，最后进入集水瓶 1 中实现分离。 0027 结合单向阀的单向导通原理，自集水瓶1流下的冷凝水。
17、会汇聚于单向阀9上方，形 成冷凝水柱。当排水管 2 内的冷凝水柱的重力大于单向阀 9 中垫片的质量时，将垫片顶起， 从而使冷凝水流至溢流排水瓶 3，并由溢流排水瓶 3 的溢流排水出口 8 排出 ；当排水管 2 内 的冷凝水柱的重力小于垫片的质量时，不足以将垫片顶起，垫片和阀体本体接触，起到密封 作用从而避免冷凝水回流至集水瓶 1。 0028 如图 2 所示，所述集水瓶 1 内设有导向管 10，所述导向管 10 顶部与所述样气入口 4 连通，所述导向管底部设于集水瓶 1 下部。 0029 需要说明的是，含冷凝水的样气沿采样管道进入样气入口 4 后，在导向管 10 的引 导下自集水瓶 1 上方向下。
18、运动至集水瓶 1 下方，然后，由导向管 10 底部排出，并向上运动至 集水瓶 1 上方。因此，在导向管 10 的作用下，延长了样气在集水瓶 1 内的运动时间，使样气 在集水瓶1内温度进一步下降，并在集水瓶1内部析出更多的冷凝水，冷凝水在自身重力作 用下沿集水瓶排水出口 6、单向阀 9、溢流排水瓶入口 7 自流至溢流排水瓶 3 中，有效地实现 了样气与冷凝水的分离。 0030 进一步，所述溢流排水瓶内设有水封管 11 ；所述水封管 11 顶部与所述溢流排水瓶 入口 7 连通，所述水封管 11 底部浸没在所述溢流排水瓶 3 内液体的液位之下 ；所述溢流排 水瓶入口 7 及溢流排水出口 8 设于所述。
19、液位之上。 0031 需要说明的是，所述溢流排水瓶 3 内装载有液体，所述水封管 11 底部浸没在液位 之下，可有效维持气水分离装置内部的气密性。所述溢流排水出口8设于所述液位之上。冷 凝水沿溢流排水瓶入口 7 进入溢流排水瓶后，当溢流排水瓶 3 内的液位上升至高于溢流排 水出口 8 时，冷凝水自动沿溢流排水出口 8 排出溢流排水瓶 3，同时维持溢流排水瓶 3 内的 气密性。 0032 样气采样时，将样气入口 4 与采样管道连接，样气出口 5 与 VOC 在线分析仪连接。 样气离开烟囱后，温度下降至露点以下，析出冷凝水 ；然后，含冷凝水的样气沿采样管道进 入样气入口 4，并在导向管 10 的引。
20、导下自集水瓶 1 上方向下运动至集水瓶 1 下方，然后，由 导向管 10 底部排出，并向上运动至集水瓶 1 上方，样气运动过程中，由于集水瓶 与环境换 热效果好，使样气在集水瓶1内温度进一步下降，冷凝水在集水瓶1内部析出 ；此时，析出的 冷凝水在自身重力作用下沿集水瓶排水出口 6 自流单向阀 9 上方，形成冷凝水柱。当排水 管 2 内的冷凝水柱的重力大于垫片的质量时，将垫片顶起，从而使冷凝水沿溢流排水瓶入 口 7 进入溢流排水瓶 3，当溢流排水瓶 3 内的液位上升至高于溢流排水出口 8 时，冷凝水自 说 明 书CN 104437016 A 4/4 页 6 动沿溢流排水出口 8 排出溢流排水瓶 。
21、3，同时维持溢流排水瓶 3 内的气密性 ；当排水管 2 内 的冷凝水柱的重力小于垫片的质量时，不足以将垫片顶起，垫片和阀体本体接触，起到密封 作用从而避免冷凝水回流至集水瓶 1 ；而经分离后的样气沿样气出口 5 排出至 VOC 在线分 析仪，实现冷凝水与样气的有效分离，使样气离开采样点后自然进行空气冷却析出和分离 冷凝水，最大限度减少样气与冷凝水接触。 0033 如图 2 所示，所述集水瓶 1 包括依次螺纹旋接的集水上盖体 12、集水瓶体 13 及集 水下盖体 14，所述溢流排水瓶 3 包括依次螺纹旋接的排水上盖体 15、排水瓶体 16 及排水下 盖体 17。 0034 需要说明的是，集水瓶 。
22、1 及溢流排水瓶 3 分别由三个部件拼装而成，易于加工、搬 运，当任意部件损坏时，只需更换损坏部件即可，不需整机更换。同时，所述螺纹旋接处配置 有密封圈，有效保证各部件接合部位的气密性。 0035 进一步，所述集水上盖体 12、集水下盖体 14、排水上盖体 15 及排水下盖体 17 采用 经阳极化处理的铝制成。 0036 需要说明的是，经阳极化处理的铝，可提高铝材的抗锈蚀能力，改善铝材表面微孔 结构，防止铝材表面吸附待测的 VOC 组分，防止对测量造成干扰，保证测量的准确性。 0037 进一步，所述集水瓶体 13 及排水瓶体 16 采用 PMMA（PolymethylMethacrylate,。
23、 聚甲基丙烯酸甲酯）制成，具有优良的透光性、电绝缘性、化学稳定性，可有效防止挥发性有 机化合物与瓶体反应。 0038 进一步，所述排水管 2 采用 PFA（Polyfluoroalkoxy，聚四氟乙烯）通过热塑性成 型方法加工制成，耐腐蚀、摩擦系数低，可使冷凝水顺利地自流至溢流排水瓶。 0039 进一步，所述样气入口 4、样气出口 5 与集水上盖体 12 通过螺纹旋接，所述集水瓶 排水出口6与集水下盖体14通过螺纹旋接，所述溢流排水瓶入口7、溢流排水出口8与排水 上盖体 15 通过螺纹旋接，易于拆卸、组装。同时，所述螺纹旋接处配置有弹性密封圈，保证 各连接件之间的紧固性和密封性。 0040 由。
24、上可知，用于 VOC 在线监测系统采样的气水分离装置的进气端与采样管道连 接，出气端与VOC在线分析仪连接，使样气离开烟囱后在集水瓶1内析出冷凝水，其中，冷凝 水在重力作用下自流至溢流排水瓶3，分离冷凝水后的样气沿样气出口5排出至VOC在线分 析仪，实现样气与冷凝水的自动分离。相应地，将水封管 11 及单向阀 9 相结合，使用于 VOC 在线监测系统采样的气水分离装置在负压的情况下形成有效密封 , 防止冷凝水倒吸和环 境空气进入气水分离装置。另外，集水瓶 1 及溢流排水瓶 3 分别由多个部件拼装而成，螺纹 旋接，易于拆卸、组装 ；并由密封圈进行密封，有效保证各部件接合部位的气密性。同时，集 水上盖体12、集水下盖体14、排水上盖体15、排水下盖体17、集水瓶体13、排水瓶体16及排 水管 2 各部件采用不同的材质制成，针对性强。 0041 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为 本发明的保护范围。 说 明 书CN 104437016 A 1/1 页 7 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104437016 A 。