本实用新型专利技术涉及一种同时测试固定源排放的PM2.5和可凝结颗粒物的装置。现有技术中缺乏对固定源排放的烟气同时进行PM2.5和可凝结颗粒物测定的装置。本实用新型专利技术包括烟尘采样部件、PM2.5收集部件以及可凝结颗粒物收集部件，依次串连采样头、采样枪、多级撞击器、冷凝管、第一缓冲瓶、第二缓冲瓶、过滤器、第三缓冲瓶、第四缓冲瓶以及采样泵形成检测管路，多级撞击器设置在所述加热室内，循环水泵、第一缓冲瓶、第二缓冲瓶放置于第一冷却池内，所述第三缓冲瓶、第四缓冲瓶放置于第二冷却池内。通过对烟气成分分析来判断固定源污染排放的状态，进而为固定源的排放控制提供依据，确保固定源的排放维持在较低水平，利于环境保护。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及固定源烟气测试领域，特别的涉及一种同时测定固定源排放的PM2.5和可凝结颗粒物的装置。
技术介绍
随着经济发展及公众环保意识提高，颗粒物排放引起的环境污染受到了高度重视。新的环境空气质量标准《GB 3095-2012》已于2012年颁布并于2016年全面实施，其中明确了对颗粒物进行监测和控制。固定源是环境空气中颗粒物的重要源头。较之无组织排放源，对固定源排放的颗粒物进行捕集和控制更为有效。固定源排放的一次颗粒物可分为可过滤颗粒物（Filterable particulate matter，FPM）和可凝结颗粒物（Condensable particulate matter，CPM）。在烟道温度状况下，可过滤颗粒物（FPM）是以固态或者液态形式存在，可通过撞击器或者滤膜进行捕集。其中，PM2.5是空气动力学直径小于2.5μm的颗粒物。有研究表明，PM2.5是人类活动所释放污染物的主要载体，携带有大量的重金属和有机污染物，对人类健康危害极大，对其的控制不容忽视。可凝结颗粒物（CPM）在烟道内以气态或者蒸汽态形式存在，离开烟道后在环境温度下会在数秒内降温凝结成液态或者固态。采样测量过程中，CPM可穿过传统颗粒物采样方法所使用的过滤介质，无法被捕集并测量。而据国外相关研究，以燃煤电厂为例，其排放的CPM与FPM质量浓度处于相同或相近数量级。CPM属细颗粒物，其对环境空气中可吸入颗粒物的贡献相当可观。准确的测量是进行控制的前提。我国现有的固定源颗粒物测试国家标准（GB/T 16157-1996）针对的对象是烟气中总烟尘，尚无针对PM2.5的测定方法；同时，尚无可凝结颗粒物测试的国家标准。国外有单独的PM2.5或可凝结颗粒物测试方法或标准。根据FPM及CPM的特性，本技术提出了一种同时测定固定源排放PM2.5和可凝结颗粒物的装置及相应的测试方法。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本技术提供一种同时测试固定源排放的PM2.5和可凝结颗粒物的装置，为采集固定源排放的PM2.5和可凝结颗粒物进行有效测定，为烟气研究提供相关参数。一种同时测试固定源排放的PM2.5和可凝结颗粒物的装置，包括烟尘采样部件、PM2.5收集部件以及可凝结颗粒物收集部件，所述烟尘采样部件包括采样头、采样枪、采样泵，所述PM2.5收集部件包括加热室、多级撞击器，所述可凝结颗粒物收集部件包括冷凝管、与所述冷凝管匹配设置的循环水泵、第一冷却池、第二冷却池、第一缓冲瓶、第二缓冲瓶、过滤器、第三缓冲瓶、第四缓冲瓶；依次串连所述采样头、采样枪、所述多级撞击器、冷凝管、第一缓冲瓶、第二缓冲瓶、过滤器、第三缓冲瓶、第四缓冲瓶以及所述采样泵形成检测管路，所述多级撞击器设置在所述加热室内，所述循环水泵、第一缓冲瓶、第二缓冲瓶放置于第一冷却池内，所述第三缓冲瓶、第四缓冲瓶放置于第二冷却池内。通过烟尘采样部件深入烟气管道内采集测试用原烟气，将采集的测试用原烟气依次通过PM2.5收集部件以及可凝结颗粒物收集部件，实现PM2.5和可凝结颗粒物的数据采集，通过对烟气成分分析来判断固定源污染排放的状态，进而为固定源的排放控制提供依据，确保固定源的排放维持在较低水平，利于环境保护。采样枪通过采样头伸入烟气管道来收集测试用原烟气，并在采样枪和加热室作用下使得测试用原烟气维持在预设温度范围内实施PM2.5采集，冷凝管、第一缓冲瓶、第二缓冲瓶、第三缓冲瓶依次对流出多级撞击器的烟气实施降温，使得烟气内的气体凝结成颗粒物质，并被第四缓冲瓶收集，通过测量各缓冲瓶内固体物质的成分及质量来获得烟气内可凝结颗粒的数据。作为优选，所述采样枪为夹套式结构，包括内筒、外筒、加热部，所述内筒为石英玻璃材质，外筒为不锈钢材质，所述内筒和外筒间设置沿所述内筒轴向平行布置的温湿度测定器和毕托管。石英玻璃具有极低的热膨胀系数，高的耐温性，极好的化学稳定性，优良的电绝缘性，低而稳定的超声延迟性能，最佳的透紫外光谱性能以及透可见光及近红外光谱性能，并有着高于普通玻璃的机械性能，能有效适应采样枪内测试用原烟气高温、易反应的特性，外筒起到保护内筒、温湿度测定器以及毕托管的作用，防止采样枪因外力而损坏。温湿度测定器用于获得测试用原烟气的温度参数和湿度参数，毕托管用于测试烟气的流速，毕托管与内筒轴线平行设置，进而获得准确的烟气流量信息。作为优选，所述多级撞击器为三级结构，沿检测管路内烟气流向布置并捕集颗粒，三级捕集颗粒的空气动力学直径范围依次为：大于等于10μm的颗粒、小于10μm且大于等于2.5μm的颗粒、小于2.5μm且大于等于1.0μm的颗粒，通过多级撞击器后的烟气流入所述冷凝管中。多级撞击器用于收集烟气的PM2.5参数，含有各种粒级固体颗粒的烟气依次通过三级撞击器，并随着各级撞击器上的网孔直径变化而被截流，测试用原烟气首先经过第一级撞击膜片，有效滤去大于等于10μm的颗粒，其次经过第二级撞击膜片，有效滤去小于10μm且大于等于2.5μm的颗粒，最后经过第三级撞击膜片，有效滤去小于2.5μm且大于等于1.0μm的颗粒，通过测定第三级撞击膜片上截流的颗粒物来获得烟气PM2.5参数，此外，通过测定第二级撞击膜片上截流的颗粒物来获得烟气PM10参数。空气动力学直径小于1.0μm的颗粒物无法被撞击器捕集，会进入后续的可凝结颗粒物收集部件。作为优选，所述内筒和多级撞击器之间设置有连接管，从内筒中流出的测试用原烟气具有高温，使得连接管必须具有耐高温、耐腐蚀的特点，连接管的材质为聚偏氟乙烯，能有效确保高温的测试用原烟气化学成分前后一致，确保测量精确度。作为优选，所述采样枪的加热温度范围为120℃-140℃；所述加热室的加热温度范围为120℃-140℃；所述加热室和冷凝管之间的石英玻璃管外套置有加热套，所述加热套的加热温度范围为120℃-140℃。通过设定采样枪、加热室以及加热套上的加热温度来确保测试用原烟气以预设温度通过三级撞击器，进而模拟常态烟气温度下PM2.5的含量，防止因温度变化而导致凝结物增减，进而影响测试参数准确性。作为优选，所述第一冷却池包括一恒温组件，使得第一冷却池内的介质温度维持在29℃-31℃，所述第二冷却池包括一恒温组件，使得第二冷却池内的介质温度维持在0℃-1℃。第一冷却池和第二冷却池对烟气起到降温作用，使得烟气内气态的可凝结物质凝结成固体颗粒状，进而便于各缓冲瓶收集；第一冷却池和第二冷却池内的恒温组件设置的温度具有温差，且第一恒温组件的温度高于第二恒温组件的温度，确保通过冷凝管后的烟气逐步冷却至预设冷凝温度，有效提高可凝结颗粒物的采集效率。作为优选，所述第一缓冲瓶和第二缓冲瓶均为空瓶，便于烟气流入并通过瓶壁与第一冷却池中的介质进行热量交换，第一缓冲瓶的进气管底端位于瓶体顶部，由于冷凝管内的烟气因降温而形成冷凝水，冷凝水会流入第一缓冲瓶并积聚在瓶底，第一缓冲瓶的进气管底端位于瓶体顶部，有效防止因进气管没入冷凝水中对烟气实施洗气的情况，通过减小烟气与冷凝水的接触来防止因某些气体溶解于冷凝水中而对测试结果产生影响，例如二氧化硫气体会随着尾气外排，当烟气在冷凝水中水洗后，二氧化硫会溶于冷凝水并形成三氧化硫，进而增加了可凝结颗粒物的重量，影响测试结果。此外，使得烟气经过冷凝本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种同时测试固定源排放的PM2.5和可凝结颗粒物的装置，其特征是：所述装置包括烟尘采样部件、PM2.5收集部件以及可凝结颗粒物收集部件，所述烟尘采样部件包括采样头（1）、采样枪（2）、采样泵（14），所述PM2.5收集部件包括加热室（4）、多级撞击器（5），所述可凝结颗粒物收集部件包括冷凝管（7）、与所述冷凝管匹配设置的循环水泵（8）、第一冷却池（15）、第二冷却池（16）、第一缓冲瓶（9）、第二缓冲瓶（10）、过滤器（11）、第三缓冲瓶（12）、第四缓冲瓶（13）；依次串连所述采样头（1）、采样枪（2）、所述多级撞击器（5）、冷凝管（7）、第一缓冲瓶（9）、第二缓冲瓶（10）、过滤器（11）、第三缓冲瓶（12）、第四缓冲瓶（13）以及所述采样泵（14）形成检测管路，所述多级撞击器（5）设置在所述加热室（4）内，所述循环水泵（8）、第一缓冲瓶（9）、第二缓冲瓶（10）放置于第一冷却池（15）内，所述第三缓冲瓶（12）、第四缓冲瓶（13）放置于第二冷却池（16）内。
【技术特征摘要】
1.一种同时测试固定源排放的PM2.5和可凝结颗粒物的装置，其特征是：所述装置包括烟尘采样部件、PM2.5收集部件以及可凝结颗粒物收集部件，所述烟尘采样部件包括采样头（1）、采样枪（2）、采样泵（14），所述PM2.5收集部件包括加热室（4）、多级撞击器（5），所述可凝结颗粒物收集部件包括冷凝管（7）、与所述冷凝管匹配设置的循环水泵（8）、第一冷却池（15）、第二冷却池（16）、第一缓冲瓶（9）、第二缓冲瓶（10）、过滤器（11）、第三缓冲瓶（12）、第四缓冲瓶（13）；依次串连所述采样头（1）、采样枪（2）、所述多级撞击器（5）、冷凝管（7）、第一缓冲瓶（9）、第二缓冲瓶（10）、过滤器（11）、第三缓冲瓶（12）、第四缓冲瓶（13）以及所述采样泵（14）形成检测管路，所述多级撞击器（5）设置在所述加热室（4）内，所述循环水泵（8）、第一缓冲瓶（9）、第二缓冲瓶（10）放置于第一冷却池（15）内，所述第三缓冲瓶（12）、第四缓冲瓶（13）放置于第二冷却池（16）内。2.根据权利要求1所述的同时测试固定源排放的PM2.5和可凝结颗粒物的装置，其特征是：所述采样枪（2）为夹套式结构，包括内筒（17）、外筒（18）、加热部，所述内筒（17）为石英玻璃材质，外筒（18）为不锈钢材质，所述内筒和外筒间设置沿所述内筒轴向平行布置的温湿度测定器（19）和毕托管（20）。3.根据权利要求1所述的同时测试固定源排放的PM2.5和可凝结颗粒物的装置，其特征是：所述多级撞击器（5）为三级结构，沿检测管路内烟气流向布置并捕集颗粒，三级捕集颗粒的空气动力学直径范围依次为：大于等于10μm的颗粒、小于10μm且大于等于2.5μm的颗粒、小于2.5μm且大于...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢尉扬，李晓东，邬东立，祁志福，李敬伟，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。