双层膜室外烟雾箱反应器制造技术

本发明专利技术涉及烟雾箱反应器领域，尤其是涉及一种双层膜室外烟雾箱反应器，包括：烟雾箱反应器，烟雾箱反应器被配置为通过骨架支撑内膜和外膜而成的双层膜半球体，内膜内闭合空间被构造成烟雾箱反应器的反应舱，内膜和外膜之间存在用于鞘气流通的鞘气吹扫空间；外界空气置换系统，用于利用烟雾箱反应器内的微负压使实际外界大气进入烟雾箱反应器内部，置换反应舱内部的气体；防护罩，被构造成通过轨道可移动的覆盖于烟雾箱反应器外，用于使烟雾箱反应器切换太阳光状态和无光状态；温湿度监测系统，包括设置于烟雾箱反应器中的热电偶和温湿度传感器，温湿度监测系统用于实时监测烟雾箱反应器内温湿度的时空分布。应器内温湿度的时空分布。应器内温湿度的时空分布。

【技术实现步骤摘要】
双层膜室外烟雾箱反应器


[0001]本专利技术涉及烟雾箱反应器领域，尤其是涉及一种引入实际外界空气模拟真实反应环境，同时减小烟雾箱反应器内外温差的双层膜室外烟雾箱反应器。

技术介绍

[0002]近年来，随着工业发展，大气污染的情况日益严重，以细颗粒物(PM
2.5
)和臭氧(O3)为代表的大气污染物受到了前所未有的重视。目前，臭氧(O3)的主要来源是通过挥发性有机化合物(VOCs)作为前体物，在氮氧化物的存在下，通过光化学反应生成对流层大气中O3。同时，大气光化学反应也能产生大量的二次有机气溶胶。因此研究模拟大气物理化学过程成为大气污染防制的关键。
[0003]烟雾箱作为一种进行大气化学模拟研究必不可少的重要实验装置，能够在可控且可重复的条件下精确地模拟大气物理化学过程，探索大气化学反应机制，获得微观反应机理。烟雾箱内较为稳定的独立环境，使其能排除复杂的气象、地形等因素的影响，较为准确的验证大气化学模式。通过烟雾箱获得的研究成果将为大气污染防制对策的制定提供重要科学依据。
[0004]目前常用的烟雾箱反应器，按照光源类型可以分为室外烟雾箱和室内烟雾箱。其中，室内烟雾箱主要安装紫外灯等人工光源，通过人工光源在室内模拟自然环境，目前室内烟雾箱由于建设、运行相对简单在大气化学领域被广泛使用。但是人工光源和实际太阳光的光谱、光照强度等特性具有较大的差距，很难通过人工光源完全替代太阳光，因此室内烟雾箱获得的大气化学反应机制可能与实际的大气化学反应具有一定差异，难以获得准确的大气化学反应机制。r/>[0005]室外烟雾箱可以直接利用实际太阳光作为光源，利用太阳光开展大气化学实验，在一定程度上能够解决室内烟雾箱存在的光源问题。而室外烟雾箱的反应舱一般采用特氟龙材质，由于反应舱为较为封闭的环境，特氟龙的使用会导致反应舱内发生较强的温室效应。而现有的室外烟雾箱内缺少温控系统，致使烟雾箱内外温差较大，使室外烟雾箱模拟出的大气化学反应机制可能与实际的大气化学反应之间存在误差。由此可知，目前，温室效应是制约大型室外烟雾箱开展大气化学研究的主要因素。
[0006]同时，目前室外烟雾箱通常使用零空气(纯净空气)作为烟雾箱的反应介质，使反应系统相对单一，而真实大气中的气体成分较为复杂，因此采用零气无法准确模拟真实的大气环境，更不利于复合大气污染成因的探究。

技术实现思路

[0007]为了解决上述或者其他方面的至少一种技术问题，本专利技术的实施例提供了一种双层膜室外烟雾箱反应器，能够引入实际外界空气作为反应介质，同时通过双层膜结构设计减小温室效应，降低烟雾箱反应器内外温差。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供一种双层膜室外烟雾箱反应器，包括：
[0009]烟雾箱反应器，上述烟雾箱反应器被配置为通过骨架支撑内膜和外膜而成的双层膜半球体，上述内膜内闭合空间被构造成上述烟雾箱反应器的反应舱，上述内膜和上述外膜之间存在用于鞘气流通的鞘气吹扫空间；
[0010]外界空气置换系统，用于利用上述烟雾箱反应器内的微负压使实际外界大气进入上述烟雾箱反应器内部，置换上述反应舱内部的气体；
[0011]防护罩，被构造成通过轨道可移动的覆盖于上述烟雾箱反应器外，用于使烟雾箱反应器切换太阳光状态和无光状态；
[0012]温湿度监测系统，包括设置于上述烟雾箱反应器中的热电偶和温湿度传感器，上述温湿度监测系统用于实时监测烟雾箱反应器内温湿度的时空分布。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，还包括均匀分布于上述烟雾箱反应器底部的采样口。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，零气进气口，设置于上述烟雾箱反应器底部，用于向上述烟雾箱反应器内输入零气，降低反应舱内常规污染物的浓度；
[0015]进样口，设置于上述烟雾箱反应器底部，用于向上述烟雾箱反应器内输入工作气体；
[0016]混匀风扇，设置于上述烟雾箱反应器底部，用于促进上述烟雾箱反应器内的气体混合。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，上述烟雾箱反应器由龙骨构造成多个完全闭合的独立单元，上述独立单元被构造成底端宽于顶端的扇形结构。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，上述内膜和上述外膜通过压封的方式安装于上述独立单元的表面，使上述内膜和上述外膜之间形成鞘气吹扫空间。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，上述独立单元底端平均分布有鞘气进气口，顶端分布有鞘气出气口，上述鞘气进气口和上述鞘气出气口用于使上述鞘气在每个上述独立单元中流通。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，上述鞘气出气口设置有过滤膜。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，还包括鞘气吹扫系统，上述鞘气吹扫系统包括：
[0022]新风供气系统，上述新风供气系统的出风洁净度不低于万级颗粒物标准；
[0023]保温输送管道，用于将上述新风供气系统的出风输送至上述鞘气进气口。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，上述外界空气置换系统包括：
[0025]大气进气口，设置于上述烟雾箱反应器底部，用于向上述烟雾箱反应器内输入实际外界大气；
[0026]出气口，设置于上述烟雾箱反应器顶部，用于排出上述烟雾箱反应器内的气体；
[0027]离心风机，设置于上述出气口外侧，用于抽调上述反应舱内的气体，使上述反应舱内形成微负压。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，上述防护罩被配置为具有门的箱体结构；
[0029]上述防护罩被构造成通过在地面铺设的上述轨道上移动，能覆盖或暴露上述烟雾箱反应器，使上述烟雾箱反应器在阳光环境或黑暗环境中切换。
[0030]根据本专利技术的上述实施例提供的双层膜室外烟雾箱反应器，通过模块化的独立单元，与双层膜组合形成双层膜大型室外烟雾箱反应器，可以使低温鞘气吹扫鞘气吹扫空间，以带走鞘气吹扫空间内的热量，进而降低烟雾箱反应器的反应舱内的温室效应，最终使烟
雾箱反应器2暴露于室外的环境中和太阳光时烟雾箱内外温差<15℃。同时通过离心风机形成的烟雾箱反应器内的微负压，最终使烟雾箱反应器快速置换外界空气(<30min)。
附图说明
[0031]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0032]图1是本专利技术实施例的双层膜室外烟雾箱反应器的整体结构示意图；
[0033]图2是本专利技术实施例的双层膜室外烟雾箱反应器的剖视图；
[0034]图3是本专利技术实施例的双层膜室外烟雾箱反应器鞘气吹扫示意图；
[0035]图4是本专利技术实施例的双层膜室外烟雾箱反应器的俯视图；
[0036]图5是本专利技术实施例的双层膜室外烟雾箱反应器内置换外界空气时气体流动示意图。
[0037]上述附图中，附图标记含义具体如下：
[0038]1‑
防护罩；2
‑
烟雾箱反应器；3
‑
外膜；4
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层膜室外烟雾箱反应器，包括：烟雾箱反应器(2)，所述烟雾箱反应器(2)被配置为通过骨架支撑内膜(5)和外膜(3)而成的双层膜半球体，所述内膜(5)内闭合空间被构造成所述烟雾箱反应器(2)的反应舱，所述内膜(5)和所述外膜(3)之间存在用于鞘气流通的鞘气吹扫空间(4)；外界空气置换系统，用于利用所述烟雾箱反应器(2)内的微负压使实际外界大气进入所述烟雾箱反应器(2)内部，置换所述反应舱内部的气体；防护罩(1)，被构造成通过轨道(18)可移动的覆盖于所述烟雾箱反应器(2)外，用于使烟雾箱反应器(2)切换太阳光状态和无光状态；温湿度监测系统，包括设置于所述烟雾箱反应器(2)中的热电偶和温湿度传感器(17)，所述温湿度监测系统用于实时监测烟雾箱反应器(2)内温湿度的时空分布。2.根据权利要求1所述的双层膜室外烟雾箱反应器，还包括均匀分布于所述烟雾箱反应器(2)底部的采样口(6)。3.根据权利要求1所述的双层膜室外烟雾箱反应器，还包括零气进气口(14)，设置于所述烟雾箱反应器(2)底部，用于向所述烟雾箱反应器(2)内输入零气，降低反应舱内常规污染物的浓度；进样口(7)，设置于所述烟雾箱反应器(2)底部，用于向所述烟雾箱反应器(2)内输入工作气体；混匀风扇(9)，设置于所述烟雾箱反应器(2)底部，用于促进所述烟雾箱反应器(2)内的气体混合。4.根据权利要求1所述的双层膜室外烟雾箱反应器，所述烟雾箱反应器(2)由龙骨(13)构造成多个完全闭合的独立单元(20)，所述独立单元(20)被构造成底端宽于顶端的扇形结构。5.根据权利要求3所述的双层膜室外烟...

【专利技术属性】
技术研发人员：任延刚，黄炫铭，张成龙，牟玉静，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：