可凝结颗粒物CPM采样设备制造技术

本发明专利技术涉及化工环保领域，公开了一种CPM采样设备，包含采样枪、FPM过滤装置、冷凝装置和吸收器。其中采样枪用于采集被测烟气；FPM过滤装置与采样枪连接，用于过滤掉采样枪采集的烟气中的可过滤颗粒物；冷凝装置与FPM过滤装置连接，用于对过滤掉FPM的被测烟气中的CPM进行冷凝；吸收器与冷凝装置连接，用于吸收被冷凝装置冷凝的CPM。本发明专利技术中的CPM采样设备可以将排放烟气中的CPM分离并捕集下来。

CPM sampling equipment for condensable particles

The invention relates to the field of chemical and environmental protection, and discloses a CPM sampling device, comprising a sampling gun, a FPM filter, a condensing device and an absorber. The sampling gun is used to collect the measured gas; FPM filtering device is connected with the sampling gun, can be used for filtering particulate filter smoke sampling gun in the collection; condensing device and FPM filter connected for condensation of CPM in flue gas was measured by filtering out FPM; absorber and condensing device connected for absorption condensing CPM. The CPM sampling device in the present invention can separate and capture CPM in the exhaust flue gas.

【技术实现步骤摘要】
可凝结颗粒物CPM采样设备
本专利技术涉及化工环保领域，特别涉及一种可凝结颗粒物CPM采样设备。
技术介绍
美国环境保护署(U.S.EPA)对可凝结颗粒物(CondensableParticulateMatter,CPM)的定义为：在烟道条件下为气态，但是从烟囱排放后降温并稀释到大气中时发生凝结和/或反应而立即变为固态或液态颗粒物的物质。此类物质通常以冷凝核的形式存在，空气动力学直径小于1μm，属于微细颗粒物(FineParticulateMatter，FPM，EPA定义空气动力学直径小于2.5μm的颗粒物为微细颗粒物)。可凝结颗粒物对环境的影响主要缘由其物理形态及化学组成。从物理形态上看，可凝结颗粒物主要由气态物质凝聚而成，粒径一般小于1μm，以气溶胶的形式存在于环境空气中；从化学组成上看，这些颗粒上通常富集各种重金属(如As、Se、Pb、Cr等)和PAHs(多环芳烃)等污染物，多为致癌物质和基因毒性诱变物质，危害极大。对于环境，可凝结颗粒物能显著影响能见度，鉴于其对温度的敏感性，可能为霾的成因之一，由于其较大的比表面积且富集各种重金属，也为众多大气化学反应提供场所，并起到一定的催化作用。可凝结颗粒物对人体健康的危害有两个方面：一是可凝结颗粒物复杂的化学成分造成的危害，作为其他污染物的载体，能吸附多种化学组分随呼吸进入人体，并能使毒性物质有更高的反应和溶解速度，而且随着粒径的减小，可凝结颗粒物在大气中的存留时间和在呼吸系统的吸收率也随之增加；二是微细颗粒物可直接进入肺泡并在肺内沉积，被细胞吸收，侵入组织细胞，形成尘肺。现有研究表明：第一，我国目前对于固定源颗粒物的测试结果(即可过滤颗粒物)不能代表固定源的真实排放情况；第二，可凝结颗粒物属于微细颗粒物且在PM10排放总量中所占份额较大，随着颗粒物粒径的减小其富集程度也逐渐增加。因而，专利技术人认为，如果不对CPM的排放问题进行考量，势必会对环境造成负面影响，专利技术一种能对排放烟气中的CPM进行有效捕集的设备是目前急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种CPM采样设备，使得排放烟气中的CPM能够被分离、捕集下来，以供后续的分析检测。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种CPM采样设备，包含：一种可凝结颗粒物CPM采样设备，其特征在于，包含：采样枪，用于采集被测烟气；可过滤颗粒物FPM过滤装置，与所述采样枪连接，用于过滤掉所述采样枪采集的烟气中的可过滤颗粒物；冷凝装置，与所述FPM过滤装置连接，用于对过滤掉所述FPM的被测烟气中的CPM进行冷凝；吸收器，与所述冷凝装置连接，用于吸收被所述冷凝装置冷凝的CPM。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，通过采样枪采集被测烟气，并利用FPM过滤装置过滤掉被测烟气中的可过滤颗粒物，因为往往烟气温度会比较高，需要通过冷凝装置将过滤掉FPM的被测烟气的CPM进行冷凝，使得CPM变为固态或液态的颗粒状物质，最后利用吸收器吸收掉这些固态或液态的颗粒状物质，可以根据烟气采样体积和吸收器中增加的颗粒物重量，得到烟气中CPM的含量。因而，利用该设备可以将烟气中的CPM分离、捕集下来，以供后续的分析检测。另外，所述采样枪包含伴热元件，伴热元件能防止烟气中的CPM遇冷变为固态或液态的颗粒状物质，以至于被FPM过滤装置过滤掉或粘附在冷凝管前的采样管路内壁上，影响测量的准确性。另外，所述冷凝装置包含：冷凝管，与所述FPM过滤装置连接；水槽，与所述冷凝管连接并对所述冷凝管进行热交换；循环泵，与所述水槽连接，用于对所述冷凝管与所述水槽内的水进行循环。水槽内的水作为冷凝管的冷源，不断地与烟气进行换热，使烟气中的CPM被完全冷凝。另外，所述冷凝装置还包含：压缩机，与水槽连接，用于对所述水槽内的水进行制冷。当水槽内的水温度过高，使得换热效果不理想时，可以利用压缩机对水槽内的水进行强制制冷，使水槽内的水温降低，提升换热效率。另外，所述冷凝管包含：内芯管，与所述FPM过滤装置连接，用于输送过滤掉所述FPM的被测烟气，且所述内芯管为螺旋形；外管，容纳所述内芯管，分别与所述循环泵和所述水槽连接，与所述循环泵与所述水槽形成循环通路。冷凝管的内芯管为螺旋形，即为蛇形冷凝管，烟气流经蛇形冷凝管时为螺旋形气流，冷凝的效果更佳。另外，所述冷凝装置还包含：半导体制冷装置，与所述循环泵连接，用于对所述水槽内的水进行制冷。半导体制冷装置体积小，提高了CPM采集设备的便携性能，并降低了成本。另外，所述吸收器包含：一级吸收瓶，与所述冷凝装置连接，用于吸收所述被测烟气中部分冷凝的CPM；二级吸收瓶，与所述一级吸收瓶连接，用于进一步吸收所述被测烟气中冷凝的CPM。烟气中的CPM被冷凝为固态和液态颗粒状物质后，由于力的作用，无法继续跟随烟气流动通过一级吸收瓶和二级吸收瓶，被一级吸收瓶和二级吸收瓶收集。另外，吸收器还包含CPM过滤元件，与所述二级吸收瓶连接，通过二级吸收瓶后，烟气中还有少量的被冷凝成微细颗粒物的CPM，通过CPM过滤元件可以完全过滤掉所述被测烟气中冷凝的CPM。另外，所述CPM采样设备还包含温度传感器，用于对流经所述吸收器的所述被测烟气的温度进行检测，并与所述CPM采样设备的主控系统电性连接，将检测的温度上传至所述主控系统。另外，所述CPM采样设备还包含：尾气洗涤干燥装置，与所述吸收器连接，用于吸收所述被测烟气中残余的水分和污染物；自动采样仪，与所述尾气洗涤装置连接，对所述被测烟气中剩余的烟气进行采集分析。CPM被采集后，可以利用尾气洗涤干燥装置处理吸收残余的水分和污染物，并利用自动采样仪对烟气进行采集并对烟气体积等参数进行分析。附图说明图1是本专利技术第一实施方式中的CPM采样设备的示意图；图2是本专利技术第二实施方式中的CPM采样设备的示意图；图3是本专利技术第二实施方式中的半导体制冷技术原理图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种CPM采样设备，如图1所示，包含：采样枪1、FPM过滤装置2、冷凝装置、吸收器。其中采样枪1用于采集被测烟气。FPM过滤装置2与采样枪1连接，用于过滤掉采样枪1采集的烟气中的可过滤颗粒物。冷凝装置与FPM过滤装置2连接，用于对过滤掉FPM的被测烟气中的CPM进行冷凝。吸收器与冷凝装置连接，用于吸收被冷凝装置冷凝的CPM。具体地说，CPM采样设备通过采样枪1采集被测烟气，并利用FPM过滤装置2过滤掉被测烟气中的可过滤颗粒物，因为往往烟气温度比较高，需要通过冷凝装置将过滤掉FPM的被测烟气的CPM进行冷凝，使得CPM变为固态或液态的颗粒物状物质，最后利用吸收器吸收掉这些固态或液态的颗粒状物质，可以根据烟气采样体积和吸收器中增加的颗粒物重量，得到烟气中CPM的含量。因而，利用该设备可以将烟气中的CPM分离、捕集下来，以供后续的分析检测。值得一提的是，采样枪1包含伴热元件3，由于国内烟气湿度较高，烟气遇冷会导致大量冷凝物质在采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可凝结颗粒物CPM采样设备，其特征在于，包含：采样枪，用于采集被测烟气；可过滤颗粒物FPM过滤装置，与所述采样枪连接，用于过滤掉所述采样枪采集的烟气中的可过滤颗粒物；冷凝装置，与所述FPM过滤装置连接，用于对过滤掉所述FPM的被测烟气中的CPM进行冷凝；吸收器，与所述冷凝装置连接，用于吸收被所述冷凝装置冷凝的CPM。

【技术特征摘要】
1.一种可凝结颗粒物CPM采样设备，其特征在于，包含：采样枪，用于采集被测烟气；可过滤颗粒物FPM过滤装置，与所述采样枪连接，用于过滤掉所述采样枪采集的烟气中的可过滤颗粒物；冷凝装置，与所述FPM过滤装置连接，用于对过滤掉所述FPM的被测烟气中的CPM进行冷凝；吸收器，与所述冷凝装置连接，用于吸收被所述冷凝装置冷凝的CPM。2.根据权利要求1所述的CPM采样设备，其特征在于，所述采样枪包含伴热元件。3.根据权利要求1所述的CPM采样设备，其特征在于，所述冷凝装置包含：冷凝管，与所述FPM过滤装置连接；水槽，与所述冷凝管连接并对所述冷凝管进行热交换；循环泵，与所述水槽连接，用于对所述冷凝管与所述水槽内的水进行循环。4.根据权利要求3所述的CPM采样设备，其特征在于，所述冷凝装置还包含：压缩机，与水槽连接，用于对所述水槽内的水进行制冷。5.根据权利要求3所述的CPM采样设备，其特征在于，所述冷凝管包含：内芯管，与所述FPM过滤装置连接，用于输送过滤掉所述FPM的被测烟气，且所述内芯管为螺旋形；外管，容纳所述内芯管，分别与所述循环泵和所述水槽连接，与所述循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈志刚，戴璞，杨志林，徐建刚，徐淑红，
申请(专利权)人：上海创蓝检测技术有限公司，上海申欣环保实业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31