[发明专利]一种民用炉灶燃烧尾气的捕集分析装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种民用炉灶燃烧尾气的捕集分析装置及方法，属于环境保护技术领域。

背景技术

随着现代经济的快速发展，我国的能源结构也发生了一定的变化，从以前的煤能源为主的时代逐步向天然气、煤气、液化石油气和太阳能等清洁能源方向转变。民用炊事燃料也从过去的木柴、煤、逐步转变为清洁高效的燃气，比如：天然气、煤气、液化石油气等。

我国大气污染的形势日趋严峻，各种尾气的排放都制定了严格的排放标准，民用炊事过程每年向大气中排放的CO₂、CO、SO₂等尾气的累积含量也非常的多，然而此过程对大气的影响还未引起人们的足够关注；另外，民用炊事过程为敞开式燃烧，尾气难以捕集和分析，造成民用燃烧尾气分析数据的欠缺，这也是环境监测过程中的一大障碍。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种民用炉灶燃烧尾气的捕集分析装置及方法。该装置可以将炉灶燃烧后的尾气进行捕集，并可分析其组成，能够有效了解民用炉灶炊事过程中产生的各种气体种类和数量，为环境保护提供数据支持。

本发明的技术方案如下：

一种民用炉灶燃烧尾气的捕集分析装置，包括通过管道顺次串联连接的尾气收集罩、冷凝器、干燥器、抽气泵、尾气流量计和气相色谱分析系统，所述的冷凝器的进料口还设置有冷凝水收集器。

根据本发明，优选的，所述的捕集分析装置还包括炉灶、燃气流量计、稳压阀、减压器和燃气瓶，所述的炉灶设置在所述的尾气收集罩的正下方，所述的炉灶依次通过燃气流量计、稳压阀和减压器与燃气瓶连接。

根据本发明，优选的，所述的尾气收集罩的外表面设置有冷却盘管，进一步优选的，所述的尾气收集罩包括下方圆筒、圆锥体和上方圆筒，所述的下方圆筒通过圆锥体与上方圆筒连接，所述的上方圆筒与管道连接，所述的下方圆筒的直径＞上方圆筒的直径；更优选的，所述的下方圆筒的直径为50-80cm、高度为60-80cm，所述的圆锥体的高度为30-40cm，所述的上方圆筒的直径为10-15cm、高度10-20cm。

根据本发明，优选的，所述的冷凝器为套设有冷凝水通道的冷凝管；所述的冷凝水收集器为直径5-15cm、高度15-25cm的圆柱形结构；进一步优选的，所述的冷凝水收集器的出料口设置有排水阀。

根据本发明，优选的，所述的干燥器为装有干燥剂的干燥管。

根据本发明，优选的，所述的抽气泵为涡旋气泵。

根据本发明，优选的，所述的尾气流量计和/或燃气流量计为气体转子流量计。

根据本发明，优选的，所述的尾气流量计与气相色谱分析系统之间还设置有六通阀。

根据本发明，所述的燃气瓶内储存有燃气，通过减压器可将压力降至0.25MPa左右，通过稳压阀进入燃气流量计，依据炉灶大、中、小火记录燃气流量计的燃气流量，计量后的燃气进入炉灶，进行燃烧。

根据本发明，所述的尾气收集罩可用不锈钢板制成并设置在炉灶的上方，尾气收集罩的下边缘与炉灶之间设置有3-7cm的间隙，有利于空气的进入，能够使燃气充分燃烧。尾气收集罩设置的冷却盘管可通冷凝水，以降低尾气收集罩的温度，有利于保护尾气流量计和抽气泵等设备。

根据本发明，所述的冷凝器将燃烧产生的大部分水汽冷凝并从气体中分离出来，储存在冷凝水收集器中，干燥器用于进一步吸收仍处于气态的水分。

根据本发明，所述的抽气泵主要作用是使尾气收集罩内产生微负压，有利于将燃烧产生的所有燃烧尾气进入尾气收集罩中。所述的尾气流量计用于计量产生的燃烧尾气量。

根据本发明，所述的气相色谱分析系统用于分析燃烧尾气的气体类型和含量；优选的，所述的气相色谱分析系统包括两根色谱柱，分别用于入口燃气组成分析(可根据燃气类型进行选择)和燃烧尾气组成分析(可选用TDX-01填充柱)；

进一步优选的，燃烧尾气检测条件：氢气为载气，柱前压0.03MPa；柱温80℃，热导检测器，热导池温度150℃，桥流130mA，六通阀进样，应用N2000色谱工作站进行数据记录和处理。

根据本发明，一种利用上述装置对民用炉灶燃烧尾气进行捕集分析的方法，包括步骤如下：

(1)将气相色谱分析系统调至稳定工作状态；

(2)打开炉灶进行燃烧(可根据需要调至大、中、小火)，同时将冷却盘管通入冷却水，打开抽气泵，稳定燃烧；

(3)稳定燃烧后，每隔5-10分钟将燃烧尾气通过六通阀切入气相色谱分析系统中进行燃烧尾气组成分析，并记录燃气流量计的流量和尾气流量计的流量；