固定燃烧源烟气混合通道稀释多级采样装置，涉及一种能够对固定燃烧源排放高温烟气进行稀释降温的装置，该装置模拟高温烟气排放环境大气中发生的物理化学变化过程，采用自动反馈调节控制的二级稀释通道，采样稀释比和停留时间可调，且能够实现稀释比和温度精确控制，对实验数据采集、记录、显示，并能够对烟气中的大气总悬浮颗粒物同时进行分8种粒径级别采样，属于环境检测技术领域。技术方案包括采样枪、加热保温管、射流泵、稀释腔、洁净空气发生器、暂存箱、多级采样系统和显示控制系统之间有效组装，完成高温烟气二级稀释采样。本发明专利技术有效解决固定燃烧源排放烟气中一次凝结颗粒物难以采集的问题，并且能够对固定燃烧源排放烟气中颗粒物分级采样，整个装置采用模块化设计，便于维修、维护与保养，整套装置集成与可移动平台之上，适合多种情况下的现场采样工作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种固定燃烧源烟气混合通道稀释多级采样装置，涉及一种能够对固定燃烧源排放高温烟气进行稀释降温的装置，该装置模拟高温烟气排放环境大气中发生的物理化学变化过程，采用自动反馈调节控制的二级稀释通道，采样稀释比和停留时间可调，且能够实现稀释比和温度精确控制，对实验数据采集、记录、显示，并能够对烟气中的大气总悬浮颗粒物同时进行分8种粒径级别采样，属于环境检测
技术介绍
研究表明固定燃烧源排放的颗粒物是大气总悬浮颗粒物的重要来源之一，面对空前严重的大气污染问题，开展对固定燃烧源排放颗粒物的深入研究势在必行，科学合理的采集装置是深入研究的重要手段。依据目前我国面临的严峻的大气污染环境形势传统的采集方法和手段不能满足现在研究要求，目前我国执行的固定源排放颗粒物的采集标准是(GB/T16157-1996)规定的烟道颗粒物直接采样方法，该方法采集的是高温烟气中的颗粒物。但研究表明烟道烟气排放到环境空气过程中伴随着大气气溶胶的冷凝、凝聚的过程，一些在烟道烟气温度下处于气态和半气态的烟气排放到环境空气之后会发生一系列的物理化学变化形成一次凝结颗粒物。而直接采样无法采集到一次凝结颗粒物，故依据这种采样方法开展的研究测量工作具有不科学性、不能够准确的反应出固定源排放气体对大气污染的形成机理，不能很好的对污染烟尘的管控提供正确的指导。目前研究开发的对固定源开展监测的装置存在不少缺陷，如体积过大，安装调试不便，不能采集颗粒物，无法对采集颗粒物进行相关有机物、元素、离子等分析，不能模拟出烟气排放到大气环境中真实的变化过程等。随着研究的深入，发现不同粒径级别的颗粒物对人和环境的危害程度不同，空气动力学直径在10μm以上的由于鼻孔的过滤作用不能进入人体呼吸道，10μm以下的颗粒物可以通过口鼻进入人体的呼吸道之中，这些颗粒物将的对人体有害物质如重金属、有毒化合物等带入人体呼吸道影响人体健康，而2.5μm以下的颗粒物能够直接进入人体的肺泡细胞之中，通过血液循环进入人体，因直径2.5μm以下颗粒物拥有比大粒径颗粒物拥有更大比表面积和孔隙率故其能够吸附更多的对人体有害的物质如重金属元素、有害化合物、病毒等对人体造成的危害更加巨大。为进一步探究不同粒径级别颗粒物的危害机理，故开展对固定源排放烟气中的颗粒物按不同粒径分级切割采样是目前主要研究方向。综上所述，对于固定源排放烟气进入环境空气被稀释过程中发生物理化学变化实现模拟对于研究固定燃烧源排放颗粒物必不可少，同时对烟气中颗粒物进行分级采样研究是目前颗粒物研究的重要方向，现有设备均不能完成固定燃烧源排放颗粒物的多级采样研究，故开发固定燃烧源烟气混合通道稀释多级采样装置具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的主要是解决现有固定燃烧源烟气排放采样设备使用过程中所存在的不足和缺陷开发一种固定燃烧源烟气混合通道稀释多级采样装置，该装置通过采用结构优化设计技术在满足稀释要求的情况下实现对稀释比的智能化控制，通过对稀释比的变化感知通过控制中心调节稀释空气的用量保证采样全过程的稀释比稳定，最重要的部分是该装置能够将烟气中的颗粒物按粒径级别分割采集，达到稀释采样一体化的目的。使固定源排放烟气中的颗粒物能够模拟大气稀释过程并按颗粒物粒径级别分级收集研究。为实现上述目的，本专利技术采用一种固定燃烧源烟气混合通道稀释多级采样装置，该装置至少包括采样枪、加热保温管、射流泵、稀释腔、洁净空气发生器、暂存箱、多级采样系统、显示控制系统；等速采样嘴连接采样枪，其后连接到保温输送管、保温输送管上装有热式气体质量流量计，保温输送管出口连接在射流泵内管；空气压缩机出口支路接有气压调节阀，主管道接在空气净化器入口端，空气净化器出口端经三通后，一路与质量流量传感器一、压力调节阀一串接在射流泵外口，洁净空气经过通过射流泵将烟气带入混合稀释腔进气端进行一次稀释；经三通后另一路依次与质量流量传感器二、压力调节阀二串接入混合稀释腔进行二次稀释；混合稀释腔出口接入暂存箱的入口；暂存箱底部有两个输出口其中一个连接多级大气颗粒物采样器，多级大气颗粒物采样器后端接有额定流量的真空，多级大气颗粒物采样器另外一个出口连接流量传感器、排气阀用来平衡调节压力。所述的由显示控制器系统信号采集端同时与温度湿度流量传感器、质量流量传感器一、质量流量传感器二、流量传感器一、流量传感器二信号输出端连接，显示控制器控制信号输出端分与压力调节阀一、压力调节阀二、溢流阀、排气阀的控制端连接，建立反馈通信；烟道中的烟气流速传感器将信号传送至控制器经内部程序处理后显示控制器控制信号输出将信号输出至压力调节阀一、压力调节阀二、溢流阀、排气阀形成等速采样、对稀释比的反馈控制和加热保温管的温度控制，同时将各组数据进行显示与记录。上述方案中的烟气经过射流泵与稀释空气混合进入稀释腔后形成湍流后形成初步稀释，混合烟气流经二级稀释空气入口被二次稀释后在稀释腔内模拟烟气在排放入自然界的空气中的稀释过程，最后经过两级稀释的烟气进入暂存箱，烟气经过稀释腔和暂存箱为烟气提供模拟自然空气中的颗粒物的成核长大过程，同时将高温烟气冷却至多级大气颗粒物采样器工作温度，使其能够顺利完成采集工作。所述的多级颗粒物采样器依据空气动力学原理设计的满足EPA认证要求多级大颗粒物采样器，其结构是由8级铝孔采样器、八个不锈钢采集盘、直径81mm的滤纸、11个硅胶O型密封圈组成。烟气经真空泵提供负压依次由上至下通过8级采样器，在八个采样器滤膜上采集到8种不同粒径级别的颗粒物。可以得到固定燃烧源排放烟气中颗粒物的粒径分布、不同粒径分布的质量比、不同粒径级别颗粒物的化学组成和不同粒径级别颗粒物的环境影响因子。为研究烟气中不同粒径级别颗粒物的化学组成和其对人体健康危害、环境污染等方面的深入研究提供原始数据。所述的空气净化器依次由干燥剂模块、碳吸附模块、颗粒物过滤模块内部依次叠加组成，烟气由过滤器的入口进入后首先经过干燥剂模块对环境空气进行干燥，排出烟气中的水分对颗粒物采集的干扰，经过碳吸附模块将空气中的VOCs吸附过滤，经过颗粒物过滤膜掉空气中的颗粒物避免干扰；且空气净化器中的三个模块可以被取出，取出后的设备可以开展特定区域空气稀释烟气后产生的颗粒物的特性。整套装置集成在下有滑轮的可移动平台上，所有组件采用气密性优良的快卸接口连接，连接方法简节，使用完毕后拆解成各组件放置在移动平台之上，空间占用小、便携性能好。以下通过具体实施例并结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。附图说明图1为本专利技术的结构示意图具体实施方式本专利技术所提供的固定燃烧源烟气混合通道稀释多级采样装置的一个具体实施例的结构示意图如图1所示。图中所示装置的组成主要包括烟气采集稀释装置、洁净空气发生装置、颗粒物分级采样装置、显示控制系统4大部分。在进行固定燃烧源烟气采样中，采样头(101)安装在采样枪(102)上深入固定燃烧源烟道(26)之内，采样枪的后端连接加热保温管(103)。加热保温管中间(103)上装热式气体流量计(104)，出口通过K-F连接在射流泵(105)的内管处。在射流泵(105)的外管进气端是洁净空气发生系统。空压机(215)出口管路上连接有稳压阀(214)，空压机出口管道末端接在空气净化器(208)的入口处。环境空气经空本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固定燃烧源烟气混合通道稀释多级采样装置，包括烟气采集稀释装置(1)洁净空气发生装置(2)颗粒物分级采样装置(3)显示控制系统(4)，其特征在于：与射流泵(105)和稀释腔(110)分别相连接的洁净空气发生装置(2)安装在烟气采集稀释装置(1)上；与真空泵(320)通过软管连接的多级大气颗粒物采样装置(319)安装在采集稀释装置(1)中暂存箱(118)上；显示控制系统(4)中的显示控制器(421)安装在可移动平台24之上 。
【技术特征摘要】
1.一种固定燃烧源烟气混合通道稀释多级采样装置，包括烟气采集稀释装置(1)洁净空气发生装置(2)颗粒物分级采样装置(3)显示控制系统(4)，其特征在于：与射流泵(105)和稀释腔(110)分别相连接的洁净空气发生装置(2)安装在烟气采集稀释装置(1)上；与真空泵(320)通过软管连接的多级大气颗粒物采样装置(319)安装在采集稀释装置(1)中暂存箱(118)上；显示控制系统(4)中的显示控制器(421)安装在可移动平台24之上。2.依据权利要求1所述的一种固定燃烧源烟气混合通道稀释多级采样装置，其特征在于：烟气采集稀释装置(1)有以下部件组成，等速采样嘴(101)与采样枪(102)保温输送管(103)温度湿度流量传感器(104)射流泵(105)混合稀释腔(110)暂存箱(118)自上而下依次连接；混合稀释腔(110)暂存箱(118)连接管路中连接压力流量传感器一(112)、溢流阀(113)。暂存箱末端依次安装排气阀(116)流量传感器四(117)。3.依据权利要求1所述的一种固定燃烧源烟气混合通道稀释多级采样装置，其特征在于：所述的由显示控制系统(4)由一下部件连接组成，显示控制装置(421)及信号采集端同时与温度湿度流量传感器(104)、压力流量传感器一(207)、压力流...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚宗路，赵立欣，吴同杰，孟海波，丛宏斌，霍丽丽，
申请(专利权)人：农业部规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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