[实用新型]便携式采样系统

说明书

本实用新型涉及一种便携式采样系统，包括被加热的探测器、输入/输出(I/O)系统和一个将探测器耦接到I/O系统的采用管的形式的膜干燥器。该干燥器使净化气体流过干燥膜并使气体样品流过该干燥膜，干燥膜采用全氟磺酸材料的管道的形式，并且其中干燥器在一些实施例中是在深真空下运行并且伴随所述净化气体的流动速率通常小于正在被干燥的所述气体样品的流动速率进行的。

相关案件声明

本案要求2017年9月14日提交的美国临时专利申请序列号62/558,799的优选权，并通过引用结合于本文中。

技术领域

本实用新型通常涉及气体除湿，更具体地涉及用于干燥烟气的便携式装置及其方法。

背景技术

烟道或“排气管”气包含当诸如煤、石油、天然气、木材或类似物在工业炉、蒸气锅炉或其他大型燃烧设备内燃烧时产生的燃烧产物。这些燃烧产物通过烟气排气管排向空气。燃烧产物包括二氧化碳、氮和水蒸汽以及含一氧化碳、氮氧化物和硫及颗粒物的少量污染物。这些污染物中的某些的水平受到控制，这样会需要经常监测以确保符合环境标准。

烟气通常由连续排放监测系统(“CEMS”)来监测。一个完整的CEMS通常包括：(i)样品传送和调节设备，(ii)样品-气体分析仪，和(iii)数据-获得及报告设备。一些CEMS是永久装置；其他的则包括至少某些便携式元件，例如样品传送及调节设备。

在从烟道获得烟气样品后，通常经过过滤并由传送及调节设备进行调节以去除湿气和颗粒物。这种调节不必改变被监测样品中的气体样品的组成。过滤和调节是重要的，因为许多样品-气体分析仪要求不含颗粒物的干燥样品气体以用于可靠及精确的操作。可凝结的水蒸气及颗粒物的存在会产生许多问题，包括堵塞管道和流体组件、模糊光学传感设备，并能造成泵、阀门和流量表失灵。冷凝水蒸气尤其会带来问题，因为某些感兴趣的组分，如二氧化硫，易于溶于液态水。除了造成被分析的气体流中的二氧化硫的不准确(降低)的读数，被溶解的二氧化硫与水反应形成能腐蚀设备的硫酸。

样品传送和调节设备通常包括过滤器、样品探测器、样品管线和气体调节系统。图1描绘出现有技术中的样品传送和调节设备的实例(以下称“便携式采样系统”)。所描绘的特定的便携式采样系统从新泽西州莱克伍德的PermaPure,LLC可商业获得，型号GASS 35。

如图1所描绘的，便携式采样系统100包括如图所示的互连的过滤器102、样品探测器104、加热的传送管线112和调节系统122。

样品探测器104从烟道获取烟气样品。样品探测器包括探测器杆(或“刺针”)106和探测器本体108。被插入烟道以获取样品的探测器杆106包括适合暴露在高温和腐蚀性烟气中的金属，如不锈钢或耐蚀耐高温镍基合金。探测器本体108例如通过加热器110提供加热，以防止冷凝的发生，冷凝会把二氧化硫从气体样品中激发出来。用于从烟气样品中过滤出颗粒物的过滤器102安装在探测器杆106的末端。过滤器102通常是烧结金属或金属丝网过滤器，其能将小至10微米的颗粒过滤出来。

加热的管线112将样品探测器104流体地耦接于调节系统122。该加热的管线通常为约2至3米(m)长；这2至3米使在按需要升高样品探测器104以插入烟道来获取样品时，使用者能将调节系统122放置在支撑表面(例如使用者站立的平台)上。该加热的管线包括绝缘加热套114和管道116，前者包围后者。加热套114包括加热元件和绝热体。管道116通常包括聚四氟乙烯(PTFE)或氟化乙丙烯(FEP)。加热的管线112被控制在约120至180℃的温度范围。该管线被加热的原因与样品探测器104被加热的原因相同；即防止冷凝。

调节系统122的凸件包括如图所示相互关联的过滤元件118、加热器120、两个干燥器126A和126B，以及两个真空泵128A和128B。调节系统122还包括控制器(未示出)以控制便携式取样系统100的某些组件的操作。