專利名稱：一種基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙氣監(jiān)測試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置。
背景技術(shù)：
煙道中的煙氣往往是高溫高濕含硫氣體。熱力發(fā)電企業(yè)、煉油廠、部分化工廠及電力研究單位、環(huán)保部門經(jīng)常要模擬煙道中的煙氣，以進(jìn)行儀表校正及其它各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)等。電工、電子、儀器儀表及其它產(chǎn)品、零部件及材料經(jīng)常進(jìn)行高溫高濕試驗(yàn)或恒定試驗(yàn)，以檢驗(yàn)惡劣環(huán)境下產(chǎn)品、零部件、材料的質(zhì)量、可靠性及存儲(chǔ)、運(yùn)輸、使用是否滿足要求等。市場上類似的產(chǎn)品要么與煙道中的煙氣溫濕度及含硫量不一致，達(dá)不到模擬煙道中的煙氣要求；要么參比的儀表精度達(dá)不到要求；要么用于校正濕度探頭的環(huán)境變化較大，不易校準(zhǔn)等；由于標(biāo)準(zhǔn)濕氣的各類參數(shù)受環(huán)境的影響較大，所以如何維持一個(gè)比較穩(wěn)定的、持續(xù)的測量環(huán)境，使得制備的高溫模擬煙氣更加接近于實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行煙氣性能測試，是目前模擬煙氣混合裝置的一個(gè)主要難題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明提供一種高精度、高穩(wěn)定性的基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置，具有如下創(chuàng)新和亮點(diǎn)，并在傳統(tǒng)基礎(chǔ)上有所改進(jìn)
本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下
基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置，包括儲(chǔ)氣罐2、標(biāo)氣流量計(jì)7、濕氣流量計(jì)8、發(fā)泡器10、恒溫水槽11、干氣流量計(jì)15、三通接頭16、混合濕氣流量計(jì)17、小型檢測腔室20、中型檢測腔室21、混合濕氣管線23、標(biāo)氣加熱管線24、混合氣罐25、露點(diǎn)儀18組成；濕氣流量計(jì)8連接到設(shè)置在恒溫水槽11內(nèi)部的發(fā)泡器10，三通接頭16分別與恒溫水槽11出口、干氣流量計(jì)15和儲(chǔ)氣罐2進(jìn)口連接，儲(chǔ)氣罐2出口通過混合濕氣流量計(jì)17依次連接小型檢測腔室20、中型檢測腔室21，中型檢測腔室21通過混合濕氣管線23連接至混合氣罐25，所述的小型檢測腔室20、中型檢測腔室21設(shè)置在恒溫水槽11內(nèi)部；標(biāo)氣流量計(jì)7通過標(biāo)氣加熱管線24連通至混合氣罐25，混合氣罐25內(nèi)設(shè)置有露點(diǎn)儀18。上述的模擬煙氣混合裝置，儲(chǔ)氣罐2和混合氣罐25罐體為保溫結(jié)構(gòu)且分別設(shè)置有儲(chǔ)氣罐加熱器3和混合氣罐加熱器27,儲(chǔ)氣罐2和混合氣罐25下底面設(shè)置為頂點(diǎn)向下的圓錐面，所述的圓錐面的頂點(diǎn)處分別設(shè)置有疏水閥22。上述的模擬煙氣混合裝置，所述的儲(chǔ)氣罐2內(nèi)部為迷宮板結(jié)構(gòu)。上述的模擬煙氣混合裝置，所述的儲(chǔ)氣罐2內(nèi)還設(shè)置有露點(diǎn)儀18。上述的模擬煙氣混合裝置，所述的小型檢測腔室20內(nèi)設(shè)置露點(diǎn)儀，所述的中型檢測腔室21設(shè)置外部檢測開口。本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明在模擬煙氣混合時(shí)，首先采用了混流法解決如何模擬煙氣高溫高濕的狀態(tài)，可以模擬發(fā)生高達(dá)165度下的O 30%容量(vol.)的高溫濕氣，并基于精密的鏡面露點(diǎn)儀溯源校準(zhǔn)功能。這種混流法方法是通過將恒溫水槽中產(chǎn)生的飽和濕氣或過熱蒸汽直接同外部輸入的干氣(氮?dú)?在儲(chǔ)氣罐內(nèi)混合，并經(jīng)過溫度傳感器和鏡面露點(diǎn)儀精密調(diào)控，即可獲得連續(xù)流動(dòng)的、水蒸氣含量已知的，且可按需要迅速改變的恒濕氣流。實(shí)驗(yàn)證明這種方法反映速度較快，精度波動(dòng)較小，穩(wěn)定性較高。具體方法是通過將恒溫水槽11中利用發(fā)泡器10產(chǎn)生的飽和濕氣19直接同外部輸入的干氣(干氣成分為氮?dú)?在三通接頭16處混合后、一起進(jìn)入儲(chǔ)氣罐2內(nèi)再次通過基于不同溫濕度下的切線旋流和多極迷宮均勻混合，同時(shí)經(jīng)過恒溫水槽11內(nèi)的溫控器12和儲(chǔ)氣罐內(nèi)的鏡面露點(diǎn)儀18精密調(diào)控；在儲(chǔ)氣罐2內(nèi)混合后，通過混合濕氣流量計(jì)17、穿過小型檢測腔室20和中型檢測腔室21，即可得到連續(xù)流動(dòng)的、水蒸氣含量已知的，且可按需要迅速改變的恒濕氣流。這種標(biāo)準(zhǔn)濕氣的流量，是通過濕氣流量計(jì)8和干氣流量計(jì)15來控制輸出量的，并利用鏡面露點(diǎn)儀18對濕度值進(jìn)行監(jiān)控。2、本發(fā)明在恒溫水槽中專門放置了小型檢測腔室、中型檢測腔室，小型檢測腔室放置露點(diǎn)儀，起監(jiān)控濕度作用，并且由于小型檢測腔室設(shè)置在恒溫水槽內(nèi)，可避免環(huán)境溫度對濕度測量的影響；中型檢測腔室供外部檢測儀器對本產(chǎn)品發(fā)生的氣體濕度進(jìn)行測量用，檢測儀器可選擇高溫水分儀或其他類似功能儀器，將儀器的檢測傳感器由濕氣出口放入中型檢測腔室，對濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行溯源測量。兩個(gè)檢測腔室分開設(shè)置可各自獨(dú)立工作，避免相互干擾或影響，滿足更高的精度檢測需求。將混合好的濕氣通過上述檢測腔室，能在很短時(shí)間內(nèi)獲得所需的穩(wěn)定的各個(gè)濕度點(diǎn)，并通過儀器檢測濕氣發(fā)生效果，避免測試人員造成的人為誤差，所以精度也較高。通過以上技術(shù)方案的實(shí)施，使得被校正儀器精度大幅提高，產(chǎn)生的氣體溫濕度參數(shù)與煙道中的煙氣一致，再加入標(biāo)氣混合后，氣體組分和濕度精度都較高，從而不需到煙道的現(xiàn)場就可實(shí)現(xiàn)儀表校正及其它各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)等，降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度，給實(shí)驗(yàn)人員以極大方便。3、本發(fā)明中的模擬煙氣混合裝置，采用了儲(chǔ)氣罐和混合氣罐作為制備高溫模擬煙氣的主體設(shè)備，其內(nèi)部均采取加熱保溫措施，并分別配置精密露點(diǎn)儀對混合成的煙氣的濕度進(jìn)行監(jiān)控；并且，在氣流的方向上采用基于不同溫濕度下的切線旋流和多極迷宮均勻混合產(chǎn)生渦流，使被混樣氣達(dá)到充分混合；并且，在儲(chǔ)氣罐和混合氣罐底部具有一定的錐度和疏水閥，可防止殘余冷凝液體腐蝕設(shè)備，減少對后續(xù)使用造成影響。整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從儲(chǔ)氣罐產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)濕氣到混合氣罐內(nèi)的煙氣混合模擬形成，都確保了不同氣體快速混合、均勻精確的特點(diǎn)，高溫模擬煙氣更加接近于實(shí)際情況，解決了過去煙氣性能測試不容易在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行的難題。本發(fā)明的基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置，可以模擬發(fā)生多組分的煙氣組分和濃度，并可以基于不同溫濕度下的切線旋流和多極迷宮均勻混氣、高溫恒溫伴熱儲(chǔ)氣功能，同時(shí)具備高溫標(biāo)準(zhǔn)濕氣制造發(fā)生、模擬煙氣制備兩種功能，很好地解決了目前市場上存在的問題。其中，高溫濕度發(fā)生器的精度可達(dá)到2%RH，為國家二級濕度標(biāo)準(zhǔn)。溫度準(zhǔn)確度優(yōu)于0. 5°C。它的精度僅次于精密露點(diǎn)儀，可以用它來作為濕度計(jì)量、標(biāo)定、檢驗(yàn)、進(jìn)行濕度傳遞的標(biāo)準(zhǔn)。對于濕敏元件、濕度傳感器、濕度儀進(jìn)行標(biāo)定、測試是極為理想的。


圖1為本發(fā)明的基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置連接氣瓶使用狀態(tài)示意圖。圖3為零點(diǎn)測試露點(diǎn)溫度曲線圖。圖4為零點(diǎn)測試容積比曲線圖。圖5為A方案容積比曲線圖。圖6為B方案容積比曲線圖。圖7為儀器測試最終露點(diǎn)溫度整體曲線圖。圖8為儀器測試最終容積比整體曲線圖。圖9為混合濕氣管線23設(shè)定100°C時(shí)測試結(jié)果圖。圖10為混合濕氣管線23設(shè)定150°C時(shí)測試結(jié)果圖。圖中1、高溫標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生裝置，2、儲(chǔ)氣罐，3、儲(chǔ)氣罐加熱器，4、濕氣罐，5、標(biāo)氣罐，6、干氣罐，7、標(biāo)氣流量計(jì)，8、濕氣流量計(jì)，9、加熱器，10、發(fā)泡器，11、恒溫水槽，12、溫度控制器，13、水位控制器，15、干氣流量計(jì)，16、三通接頭，17、混合濕氣流量計(jì)，18、露點(diǎn)儀，20、小型檢測腔室，21、中 型檢測腔室，22、疏水閥，23、混合濕氣管線，24、標(biāo)氣加熱管線，25、混合氣罐，27、混合氣罐加熱器，28、煙氣混合裝置。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 :
如圖1所示，本專利的基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置，主要分為高溫標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生裝置1、煙氣混合裝置28兩大部分，包括儲(chǔ)氣罐2、標(biāo)氣流量計(jì)7、濕氣流量計(jì)8、發(fā)泡器10、恒溫水槽11、干氣流量計(jì)15、三通接頭16、混合濕氣流量計(jì)17、小型檢測腔室20、中型檢測腔室21、混合濕氣管線23、標(biāo)氣加熱管線24、混合氣罐25、露點(diǎn)儀18組成；濕氣流量計(jì)8連接到設(shè)置在恒溫水槽11內(nèi)部的發(fā)泡器10，三通接頭16分別與恒溫水槽11出口、干氣流量計(jì)15和儲(chǔ)氣罐2進(jìn)口連接，儲(chǔ)氣罐2出口通過混合濕氣流量計(jì)17依次連接小型檢測腔室20、中型檢測腔室21，中型檢測腔室21通過混合濕氣管線23連接至混合氣罐25，所述的小型檢測腔室20、中型檢測腔室21設(shè)置在恒溫水槽11內(nèi)部；標(biāo)氣流量計(jì)7通過標(biāo)氣加熱管線24連通至混合氣罐25，混合氣罐25內(nèi)設(shè)置有露點(diǎn)儀18。使用時(shí)，恒溫水槽11控制溫度范圍為20°C 70°C，優(yōu)選69°C 71°C ;—般來說，同樣體積空氣的含水飽和度隨著溫度的變化而變化，溫度越高，空氣含水飽和度越高；因此，恒溫水槽11內(nèi)的較高溫度保持能使其內(nèi)的純凈水更易產(chǎn)生飽和水蒸汽，并縮短生成飽和水蒸氣的時(shí)間；濕氣由濕氣罐4提供，可以選用純凈空氣作為濕氣，濕氣經(jīng)濕氣流量計(jì)進(jìn)入發(fā)泡器10，產(chǎn)生大量的氣泡，氣泡上升至液面時(shí)破裂，攜帶的大量水汽進(jìn)入恒溫水槽上部的空間而形成水蒸氣層面，不斷補(bǔ)充氣泡和水汽使得水蒸氣層面達(dá)到飽和的程度，獲得飽和水蒸氣(相對濕度RH ^ 90%)。產(chǎn)生的飽和水蒸氣，經(jīng)三通接頭16進(jìn)入儲(chǔ)氣罐2，干氣由干氣罐6提供，通常選擇氮?dú)庾鳛楦蓺猓蓺庖来谓?jīng)干氣流量計(jì)15、三通接頭16進(jìn)入儲(chǔ)氣罐2，干氣與飽和水蒸氣在儲(chǔ)氣罐2內(nèi)混合，此時(shí)露點(diǎn)儀18可對儲(chǔ)氣罐內(nèi)的混合濕氣的濕度進(jìn)行監(jiān)測，儲(chǔ)氣罐2內(nèi)的氣體混合完成后，混合濕氣經(jīng)混合濕氣流量計(jì)17、小型檢測腔室20、中型檢測腔室21后即可輸出。其中，小型檢測腔室20、中型檢測腔室21均設(shè)置在恒溫水槽11內(nèi)部，可保證檢測腔室的外部環(huán)境溫度相對穩(wěn)定。可以在小型檢測腔室21內(nèi)設(shè)置露點(diǎn)儀，中型檢測腔室21內(nèi)設(shè)置高溫水分儀，對輸出的混合濕氣進(jìn)行溫濕度等相關(guān)參數(shù)的校核，此時(shí)獲得的校核數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，確保系統(tǒng)產(chǎn)生的混合濕氣精度高、穩(wěn)定。中型檢測腔室21輸出的混合濕氣，通過混合濕氣管線23輸送至混合氣罐25，標(biāo)氣根據(jù)需要模擬的煙氣選擇，常見的如二氧化硫、氮氧化物氣體等，標(biāo)氣經(jīng)過標(biāo)氣流量計(jì)7后，在標(biāo)氣加熱管線24經(jīng)加熱后輸送進(jìn)混合氣罐25，與混合濕氣充分混合，最終獲得符合要求的模擬煙氣，混合氣罐25中設(shè)置的露點(diǎn)儀18可對模擬煙氣的濕度進(jìn)行監(jiān)控。下文中提及的檢測腔室包括小型檢測腔室20和中型檢測腔室21。關(guān)于檢測腔室中的相對濕度(RH)，可用如下公式計(jì)算
RH = f *100 % RH / [l-(l-f)Es(t)/Ps]------------------(I)
公式(I)中，f為分流系數(shù)(分流比) f = Fw / (Fw + Fd)
Fs——高溫標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生裝置產(chǎn)生的濕氣總量；
Fw-----濕氣流量；
Fd-----干氣流量;
Es(t)飽和水蒸氣發(fā)生器中溫度為t時(shí)的水蒸氣分壓力(該值可通過飽和蒸汽壓表中直接查出)；
Ps——檢測腔室中的壓力。本專利中，檢測腔室設(shè)置在恒溫水槽內(nèi)，因此可以認(rèn)為其中的溫度、壓力均相等，則
設(shè)Ps = I個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=101325 Pa，因此，根據(jù)公式(I)，即可由改變Fw、Fd來獲得所需的RH值,而Fw、Fd可根據(jù)本專利中濕氣流量計(jì)8、干氣流量計(jì)15實(shí)現(xiàn)精確控制。更進(jìn)一步，關(guān)于檢測腔室中的絕對濕度，引用干氣與濕氣的混合比X來表示絕對濕度，即使溫度壓力和體積發(fā)生變化，只要干氣與濕氣的量不變，其混合也比不變。根據(jù)道爾頓(Dalton)分壓定律，可獲得以下公式
Xs = 0. 622*Es/(Ps-Es)--------(2)
Xe = 0. 622*Ec/(Pc-Ec)--------(3)
式中，Xs---儲(chǔ)氣罐中干氣與濕氣的混合比；
Xe檢測腔室中干氣與濕氣的混合比；
Es-----〖亙溫水槽中濕氣的分壓；
Ec檢測腔室中濕氣的分壓；
Ps-----〖亙溫水槽中大氣壓力；
Pc——檢測腔室中大氣壓力。其中，Es和Ec可用如下簡化公式計(jì)算
In Es = (10.286 ts - 2148. 4909) / (ts - 35.85) -------(4)
In Ec = (10.286 tc - 2148. 4909) / (tc - 35.85) -------(5)
式(4)、(5)中，In (X)便是log e (x),即以e為底的對數(shù)。
ts-----〖亙溫水槽中氣體的溫度值；
tc——檢測腔室中氣體的溫度值；
實(shí)際應(yīng)用中，系統(tǒng)將根據(jù)需要的檢測腔室中空氣與水蒸汽的混合比(絕對濕度)Xe和相對濕度值RH及濕氣流量大小Fs，通過改變濕氣流量計(jì)的流量值Fw和干氣流量計(jì)中的流量值Fd的比例及各自大小來達(dá)到；使之達(dá)到平衡這個(gè)過程，只需幾秒鐘；檢測腔室內(nèi)的濕度RH值可任意設(shè)定。圖2為本專利技術(shù)方案實(shí)施時(shí)的系統(tǒng)連接圖，基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置的結(jié)構(gòu)如上文所述，圖中濕氣罐4、干氣罐6分別通過濕氣流量計(jì)8、干氣流量計(jì)15為高溫標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生裝置I供氣，恒溫水槽11結(jié)構(gòu)同公知的恒溫水槽，配置有加熱器9、溫度控制器12、水位控制器13，從而實(shí)現(xiàn)恒溫并保持水位，標(biāo)氣罐5通過標(biāo)氣流量計(jì)7給混合氣罐25供氣。上述的模擬煙氣混合裝置，儲(chǔ)氣罐2和混合氣罐25罐體為保溫結(jié)構(gòu)且分別設(shè)置有儲(chǔ)氣罐加熱器3和混合氣罐加熱器27，對儲(chǔ)氣罐2和混合氣罐25的加熱保溫可以為煙氣模擬提供更好的工況。儲(chǔ)氣罐2和混合氣罐25下底面設(shè)置為頂點(diǎn)向下的圓錐面，所述的圓錐面的頂點(diǎn)處分別設(shè)置有疏水閥22，此結(jié)構(gòu)的主要目的是為了防止使用結(jié)束后未吹掃完全，仍有少量殘余濕氣冷凝在底部形成水滴，影響后續(xù)使用出現(xiàn)濕度值不穩(wěn)定的現(xiàn)象。上述的模擬煙氣混合裝置，所述的儲(chǔ)氣罐2內(nèi)部為迷宮板結(jié)構(gòu)，使得經(jīng)過三通接頭16輸入的飽和水蒸氣和干氣能夠更好的混合均勻。

上述的模擬煙氣混合裝置，所述的儲(chǔ)氣罐2內(nèi)還設(shè)置有露點(diǎn)儀18。上述的模擬煙氣混合裝置，所述的小型檢測腔室20內(nèi)設(shè)置露點(diǎn)儀，所述的中型檢測腔室21設(shè)置外部檢測開口。在上述技術(shù)方案中，小型檢測腔室20內(nèi)設(shè)置有鏡面露點(diǎn)儀。實(shí)施例2
高溫標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生裝置I的性能測試，采用南京埃森環(huán)境技術(shù)有限公司開發(fā)的CEMSDAS實(shí)驗(yàn)室測試軟件。測試步驟如下
步驟1:設(shè)定測試環(huán)境室內(nèi)，無震動(dòng)，室溫25°C ；
高溫標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生裝置I參數(shù)設(shè)定如下
恒溫水槽溫控表設(shè)定48 °C 檢測腔室溫控表設(shè)定54°C 采樣時(shí)間間隔15s
步驟2 :將濕氣罐4和干氣罐6分別與高溫標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生裝置I中的濕氣流量計(jì)8和干氣流量計(jì)15接口可靠連接。上述兩種氣體技術(shù)指標(biāo)要求分別如下
I)濕氣壓縮空氣02 21% ;其余為N2。2)干氣氮?dú)饧兌忍m99. 999% ；
步驟3 :進(jìn)行設(shè)備預(yù)熱，預(yù)熱的同時(shí)通入純氮?dú)鈱x器進(jìn)行吹掃。當(dāng)監(jiān)控恒溫水槽內(nèi)水溫達(dá)到設(shè)定值后，開始進(jìn)行測試。上述兩種氣體通氣氣流壓力均設(shè)定在0.1MPa ；
步驟4 :純氮?dú)獯盗泓c(diǎn)測試 通入純氮?dú)怏w，對儀器零點(diǎn)進(jìn)行測試。控制干氣6流速為20L/h， 持續(xù)通純氮50min后，露點(diǎn)溫度(Td)被吹掃到-44. 61°C，如圖3所示；容積比(PPMV)被吹掃至0.01%，如圖4所示。步驟5 :利用干-濕氣混合配比制造濕氣環(huán)境，選擇A、B 二種方案如下
A.濕氣20L/h ;干氣0L/h
按上述氣流配比調(diào)節(jié)干濕氣流量計(jì)大小
通入混合氣體6min后，表示數(shù)PPMV值穩(wěn)定，上述配比混合的濕氣濕度PPMV值穩(wěn)定在
11.80%±0. 03%內(nèi)；持續(xù)通入混合氣90min，始終保持穩(wěn)定。從曲線的波動(dòng)程度來開，本發(fā)明的基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置中的高溫標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生裝置I產(chǎn)生的濕氣比較穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)曲線如圖5所示。B.濕氣20L/h ;干氣10L/h
5min后進(jìn)入穩(wěn)定的狀態(tài)，PPMV表示數(shù)穩(wěn)定在7. 8%±0. 05%之間，持續(xù)通氣30min，表示數(shù)始終保持穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)曲線如圖6所示。步驟6 :測試結(jié)束，用氮?dú)釴2將儀器內(nèi)部吹干。步驟7 :儀器測試最終獲得的整體曲線如圖7、圖8所示(未去除壞點(diǎn))。通過以上的數(shù)據(jù)分析，可以得出如下結(jié)論
1)根據(jù)測試的情況，本發(fā)明的高溫標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生裝置I的反應(yīng)速度還是比較快的，在5 IOmin內(nèi)基本能夠達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)；其中，濕氣發(fā)泡裝置，能夠維持波動(dòng)在±0. 5%之內(nèi)，而且在較長的時(shí)間內(nèi)能夠維持穩(wěn)定；與低濕情況相比較，高濕情況波動(dòng)稍有點(diǎn)大，但其波動(dòng)范圍保持在±0. 05%之間。但無論在10%還是在5%左右的濕氣配比中，波動(dòng)范圍始終維持在±0. 1%內(nèi)，較好地滿足了儀器的設(shè)計(jì)要求；
2)本發(fā)明高溫標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生裝置I輸出濕度值可通過改變兩股氣流即干氣和濕氣的比例來快速獲得；使之達(dá)到平衡這個(gè)過程，時(shí)間只需5 6min，濕度可根據(jù)需要任意設(shè)定。3)本發(fā)明的高溫標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生裝置I在針對每個(gè)濕度點(diǎn)的變換，在同一溫度下，如想改變10%RH，在不到IOmin內(nèi)，就能達(dá)到要求。4)本發(fā)明的高溫標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生裝置I的精度可達(dá)到2%RH，為國家二級濕度標(biāo)準(zhǔn)。溫度準(zhǔn)確度優(yōu)于0. 5°C。它的精度僅次于精密露點(diǎn)儀。實(shí)施例3
對本專利的基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置實(shí)際使用情況測試，如下所述標(biāo)氣加熱管線24溫度保持150°C，混合氣罐25內(nèi)溫度設(shè)置不低于120°C。采用多組分分析儀來測量高溫混合氣罐25出氣口 SO2的濃度和濕度，來驗(yàn)證在混氣過程中S02的丟失情況和混氣濕度的穩(wěn)定情況，見圖9 (表I)、圖10 (表2)所示。測試要求
I)入口濕氣分別為 10. 5Vol%、5. 5Vol%。2)標(biāo)氣選擇模擬SO2污染氣體，主要成分SO2濃度為1000PPM，其余為N2。3)測試設(shè)置兩組，測試溫度分別為100°C、150°C。
4)將標(biāo)氣與混合濕氣混合，混合后獲得的模擬煙氣總流量為3L/min。
5)標(biāo)準(zhǔn)濕氣與標(biāo)氣混合比如下
配置SO2含量為550ppm的混氣氣體，混合濕氣與標(biāo)氣的體積混合比為1. 35:1. 65。配置SO2含量為74. 5ppm的混合氣體，混合濕氣與標(biāo)氣的體積混合比為
2.776:0. 224。6)測試目標(biāo)
(1)測試溫度為100°c時(shí)、混合后SO2含量為550ppm時(shí)，系統(tǒng)中SO2丟失率；
(2)測試溫度為150°C時(shí)、混合后SO2含量為74.5ppm時(shí)，系統(tǒng)中SO2丟失率。連接方式
1)從高溫濕度發(fā)生裝置儲(chǔ)氣罐2輸出混合濕氣，通過混合濕氣管線23連接至混合氣罐25，混合濕氣管線23設(shè)定溫度分別為100度、150度，混合氣罐25設(shè)定溫度分別為100。。、150。。。
2)SO2通過標(biāo)氣流量計(jì)7控制流量，通過標(biāo)氣加熱管線24輸出至混合氣罐25，標(biāo)氣加熱管線24設(shè)定溫度分別為100°C、150°C。3)高溫模擬煙氣輸出至測試設(shè)備，如多組分分析儀。具體測試結(jié)果，如圖9、圖10所示。經(jīng)過試驗(yàn)證明
I)本發(fā)明的混流法的高溫濕度發(fā)生裝置、儲(chǔ)氣罐及從儲(chǔ)氣罐輸出濕氣至混合氣罐混氣過程中，S02的丟失率不超過5%，符合設(shè)計(jì)和技術(shù)要求。2)本發(fā)明裝置在混氣后的濕度穩(wěn)定性方面出口模擬煙氣濕度值/Vol%與設(shè)定參數(shù)差值的波動(dòng)范圍在5%范圍內(nèi)，符合設(shè)計(jì)和技術(shù)要求。
權(quán)利要求
1.一種基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置，其特征在于包括儲(chǔ)氣罐(2)、標(biāo)氣流量計(jì)(7)、濕氣流量計(jì)(8)、發(fā)泡器(10)、恒溫水槽(11)、干氣流量計(jì)(15)、三通接頭(16)、混合濕氣流量計(jì)(17)、小型檢測腔室(20)、中型檢測腔室(21)、混合濕氣管線(23)、標(biāo)氣加熱管線(24)、混合氣罐(25)、露點(diǎn)儀(18)組成；濕氣流量計(jì)(8)連接到設(shè)置在恒溫水槽(11)內(nèi)部的發(fā)泡器(10)，三通接頭(16)分別與恒溫水槽(11)出口、干氣流量計(jì)(15)和儲(chǔ)氣罐(2 )進(jìn)口連接，儲(chǔ)氣罐(2 )出口通過混合濕氣流量計(jì)(17 )依次連接小型檢測腔室(20 )、中型檢測腔室(21)，中型檢測腔室(21)通過混合濕氣管線(23)連接至混合氣罐(25)，所述的小型檢測腔室(20)、中型檢測腔室(21)設(shè)置在恒溫水槽(11)內(nèi)部；標(biāo)氣流量計(jì)(7)通過標(biāo)氣加熱管線(24)連通至混合氣罐(25)，混合氣罐(25)內(nèi)設(shè)置有露點(diǎn)儀(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置，其特征在于儲(chǔ)氣罐(2)和混合氣罐(25)罐體為保溫結(jié)構(gòu)且分別設(shè)置有儲(chǔ)氣罐加熱器(3)和混合氣罐加熱器(27)，儲(chǔ)氣罐(2)和混合氣罐(25)下底面設(shè)置為頂點(diǎn)向下的圓錐面，所述的圓錐面的頂點(diǎn)處分別設(shè)置有疏水閥(22 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置，其特征在于所述的儲(chǔ)氣罐(2)內(nèi)部為迷宮板結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置，其特征在于所述的儲(chǔ)氣罐(2)內(nèi)還設(shè)置有露點(diǎn)儀(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置，其特征在于所述的小型檢測腔室(20)內(nèi)設(shè)置露點(diǎn)儀，所述的中型檢測腔室(21)設(shè)置外部檢測開□。
全文摘要
本發(fā)明屬于煙氣監(jiān)測試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種基于高溫濕度發(fā)生器的模擬煙氣混合裝置，包括儲(chǔ)氣罐(2)、標(biāo)氣流量計(jì)(7)、濕氣流量計(jì)(8)、發(fā)泡器(10)、恒溫水槽(11)、干氣流量計(jì)(15)、三通接頭(16)、混合濕氣流量計(jì)(17)、小型檢測腔室(20)、中型檢測腔室(21)、混合濕氣管線(23)、標(biāo)氣加熱管線(24)、混合氣罐(25)、露點(diǎn)儀(18)組成；本發(fā)明在模擬煙氣混合時(shí)，首先采用了混流法解決如何模擬煙氣高溫高濕的狀態(tài)，可以模擬發(fā)生高達(dá)165度下的0 30%容量(vol.)的高溫濕氣，并基于精密的鏡面露點(diǎn)儀溯源校準(zhǔn)功能，再加入標(biāo)氣混合后，氣體組分和濕度精度都較高，從而不需到煙道的現(xiàn)場就可實(shí)現(xiàn)儀表校正及其它各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)等，降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度，給實(shí)驗(yàn)人員以極大方便。
文檔編號B01F5/00GK103055732SQ20121056492
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者劉德允, 范黎鋒, 陳瑩, 章曙, 孫明偉, 董偉 申請人:南京埃森環(huán)境技術(shù)有限公司