一种同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物的采样装置和采样方法制造方法及图纸

本申请提供了一种同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物的采样装置和采样方法，采样装置包括与烟道连接的多功能取样管；与多功能采样器连接的安德森分级采样器，安德森分级采样器的进气口的直径与所述多功能取样管的内管的直径相同；与安德森分级采样器的出口端连接的石英纤维滤膜筒；与石英纤维滤膜筒的出口端连接的冷凝单元；与冷凝单元的出口连接的离子交换吸附树脂单元；与离子交换吸附树脂单元连接的干燥单元；与干燥单元连接的采样仪主机。该采集装置能够同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物；采样装置中的设备易连接、易操作、采样简单易行、效果好、精确度高，具有环境和社会的双重效益。

A sampling device and sampling method for simultaneous collection of particulate matter and gaseous organic matter from exhaust gas sources

The application provides a sampling device and sampling method for simultaneously collecting the graded particulate matter and gas phase organic matter. The sampling device includes a multi-function sampling tube connected with the flue, a Anderson classification sampler connected with a multi-function sampler, the diameter of the intake port of the Anderson classification sampler and the multifunction extraction. The diameter of the inner tube of the sample tube is the same; the quartz fiber filter cartridge connected to the outlet of the Anderson classification sampler; the condensing unit connected to the outlet of the quartz fiber filter tube; the ion exchange adsorption resin unit connected with the outlet of the condensing unit; the drying unit connected with the ion exchange adsorption tree fat unit; and drying. A unit connected to the sampler host. The collection device can collect particulate matter and gas phase organic matter at the same time. The equipment in the sampling device is easy to connect, easy to operate, simple and easy to sample, good in effect and high in precision, and has double benefits of environment and society.

【技术实现步骤摘要】
一种同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物的采样装置和采样方法
本专利技术涉及烟气采样
，尤其涉及一种同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物的采样装置和采样方法。
技术介绍
近年来，我国由煤炭燃烧利用带来的环境污染问题日益突出，已经成为影响国计民生的重大问题。原煤在锅炉中燃烧过程中煤结构分子会发生各种化学反应并产生多种污染物，对人体健康和生态环境影响比较大的有可吸入颗粒物、NOx、SOx、放射性颗粒、重金属及多环芳烃等。当前我国对于燃煤电厂NOx、SOx和汞有相应的国家控制标准；而对于可吸入颗粒物(如PM10、PM2.5、PM1等)和多环芳烃暂无国家控制标准出台。图1为现有技术中配有袋式除尘装置的循环流化床锅炉示意图，其中，1为燃煤仓，2为石灰石仓，3为锅炉主体，4为旋风分离器，5为燃烧后烟气。从图1可知，煤炭燃烧后产生的烟气排放至烟道中，烟道中烟气经过布袋除尘器后排放至大气中。国内外相关研究表明，可吸入颗粒物和多环芳烃占燃煤固定源排放大气污染物的主要部分，其对大气环境污染物的贡献十分可观。因此，控制可吸入颗粒物和多环芳烃，对于减少燃煤固定源总排放量具有重要的作用。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物的采样装置和采样方法，该装置能够同时采集到分级颗粒物及气态有机物。本申请提供了一种同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物的采样装置，包括与烟道连接的多功能取样管；与所述多功能取样管连接的安德森分级采样器，所述安德森分级采样器的进气口的直径与所述多功能取样管的内管的直径相同；与所述安德森分级采样器的出口端连接的石英纤维滤膜筒；与所述石英纤维滤膜筒的出口端连接的冷凝单元；与所述冷凝单元的出口连接的离子交换吸附树脂单元；与所述离子交换吸附树脂单元连接的干燥单元；与所述干燥单元连接的采样仪主机。优选地，所述安德森分级采样器的进气口通过锥形漏斗连接；所述锥形漏斗的细管端与多功能取样管的内管连接。优选地，还包括设置在所述石英纤维滤膜筒的外部的滤膜筒保温箱，使得石英纤维滤膜筒保温。优选地，所述安德森分级采样器的外部设有保温箱，使得安德森分级采样器内的温度与烟道内烟气的温度相同。优选地，所述干燥单元包括硅胶干燥剂。优选地，所述离子交换吸附树脂单元包括离子交换吸附树脂吸附柱和盛装所述离子交换吸附树脂吸附柱的棕色玻璃容器。本申请提供了一种同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物的采样方法，包括以下步骤：将多功能取样管插入烟道中，烟气通过安德森分级采样器后，得到部分颗粒物；再通过石英纤维滤膜筒收集得到剩余颗粒物；最后通过冷凝单元和离子交换吸附树脂单元，收集得到气相有机物。优选地，所述安德森分级采样器的粒径分级范围为10.0μm～0.4μm。优选地，所述烟气的流量为18.7L/min；烟气的温度为120℃。本申请提供了一种同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物的采样装置，包括与烟道连接的多功能取样管；与所述多功能采样器连接的安德森分级采样器，所述安德森分级采样器的进气口的直径与所述多功能取样管的内管的直径相同；与所述安德森分级采样器的出口端连接的石英纤维滤膜筒；与所述石英纤维滤膜筒的出口端连接的冷凝单元；与所述冷凝单元的出口连接的离子交换吸附树脂单元；与所述离子交换吸附树脂单元连接的干燥单元；与所述干燥单元连接的采样仪主机。本申请提供的采样装置采用多功能采样器进入烟道，另一端连接改造后安德森八级采样器分级采集烟气颗粒物，滤膜筒过滤剩下的烟尘，通过冷凝后再通过离子交换吸附树脂单元采集气相有机物，最后连接干燥单元和为烟气的采集提供动力的采样仪主机。该采集装置能够同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物；采样装置中的设备易连接、易操作、采样简单易行、效果好、精确度高，具有环境和社会的双重效益。实验结果表明：安德森八级采样器采集的颗粒物的采样标准偏差为0.001～0.040；气相有机物的采集标准偏差为0.05～1.4。附图说明图1为现有技术中配有袋式除尘装置的循环流化床锅炉示意图；图2为本申请提供的同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物的采样装置示意图。具体实施方式本申请提供了一种同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物的采样装置，包括与烟道连接的多功能取样管；与所述多功能采样器连接的安德森分级采样器，所述安德森分级采样器的进气口的直径与所述多功能取样管的内管的直径相同；与所述安德森分级采样器的出口端连接的石英纤维滤膜筒；与所述石英纤维滤膜筒的出口端连接的冷凝单元；与所述冷凝单元的出口连接的离子交换吸附树脂单元；与所述离子交换吸附树脂单元连接的干燥单元；与所述干燥单元连接的采样仪主机。本申请提供的采样装置采用多功能采样器进入烟道，另一端连接改造后安德森八级采样器分级采集烟气颗粒物，滤膜筒过滤剩下的烟尘，通过冷凝后再通过离子交换吸附树脂单元采集气相有机物，最后连接干燥单元和为烟气的采集提供动力的采样仪主机。该采集装置能够同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物；采样装置中的设备易连接、易操作、采样简单易行、效果好、精确度高，具有环境和社会的双重效益。实验结果表明：安德森八级采样器采集的颗粒物的采样标准偏差为0.001～0.040；气相有机物的采集标准偏差为0.05～1.4。参见图2，图2为本申请提供的同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物的采样装置示意图；其中，1为多功能取样管，2为安德森分级采样器，3为滤膜筒保温箱，4为石英纤维滤膜筒，5为冷凝器，6为冷水机，7为棕色玻璃容器，8为离子交换吸附树脂柱，9为硅胶干燥剂。本申请提供的采样装置包括与烟道连接的多功能取样管1；在本申请中，所述多功能取样管的型号为青岛崂应3030B型配套的钛取样管；所述多功能取样管包括内管、外管、S型皮托管和Pt100温度计，采样时将多功能采样管的采样嘴置于测点上，S型皮托管正对烟气气流方向，控制器根据测量的排气静压、测点动压、温度等参数，可以计算出当前测点的烟气的流速值，并结合选用的采样嘴直径，计算出等速采样的流量。采样前优选采用含湿量采样管测量烟气的含湿量；具体步骤包括：将含湿量取样管连接干燥剂，再连接采样仪主机；将含湿量取样管伸入烟道，启动采样仪主机，含湿量会自动显示。含湿量测定结束后开始进行采样。在本申请中，烟气中含湿量为4～6.5％；在本申请具体实施例中，所述烟气中含湿量为5.7％。申请提供的采样装置包括与所述多功能取样管连接的安德森分级采样器2；所述改造后安德森分级采样器的进气口直径与所述多功能取样管的内管直径相同。在本申请中，所述改造后安德森分级采样器由8个撞击盘组成，每个撞击盘具有数量和直径经过严格设计的加速喷射小孔。样气流经过每一级撞击盘时，其中较大的颗粒由于惯性作用，直接撞击并停留在撞击盘的表面，而较小的颗粒则随空气流穿过，到达下一级撞击盘。设置一定的流速，粒径分级范围是10.0μm到0.4μm(空气动力学直径)，最后一级撞击盘收集所有直径小于0.4μm的颗粒。不同空气动力学粒径的气溶胶粒子根据空气动力学原理被分离并采集到各级采样膜片上，膜片用于重量和颗粒物成分分析。在本申请中，所述改造后安德森分级采样器中的膜片优选在置于马弗炉中于570℃～630℃加热6h以上，冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物的采样装置，包括与烟道连接的多功能取样管；与所述多功能取样管连接的安德森分级采样器，所述安德森分级采样器的进气口的直径与所述多功能取样管的内管的直径相同；与所述安德森分级采样器的出口端连接的石英纤维滤膜筒；与所述石英纤维滤膜筒的出口端连接的冷凝单元；与所述冷凝单元的出口连接的离子交换吸附树脂单元；与所述离子交换吸附树脂单元连接的干燥单元；与所述干燥单元连接的采样仪主机。

【技术特征摘要】
1.一种同时采集废气污染源分级颗粒物及气相有机物的采样装置，包括与烟道连接的多功能取样管；与所述多功能取样管连接的安德森分级采样器，所述安德森分级采样器的进气口的直径与所述多功能取样管的内管的直径相同；与所述安德森分级采样器的出口端连接的石英纤维滤膜筒；与所述石英纤维滤膜筒的出口端连接的冷凝单元；与所述冷凝单元的出口连接的离子交换吸附树脂单元；与所述离子交换吸附树脂单元连接的干燥单元；与所述干燥单元连接的采样仪主机。2.根据权利要求1所述的采样装置，其特征在于，所述安德森分级采样器的进气口通过锥形漏斗连接；所述锥形漏斗的细管端与多功能取样管的内管连接。3.根据权利要求1所述的采样装置，其特征在于，还包括设置在所述石英纤维滤膜筒的外部的滤膜筒保温箱，使得石英纤维滤膜筒保温。4.根据权利要求1所述的采样装置，其特征在于，所述安德森分级采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：王儒威，孙若愚，袁晶晶，刘桂建，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34