可凝結(jié)顆粒物采樣裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，包括采樣頭、過(guò)濾器、加熱器、采樣管、伴熱帶、三通球閥、反吹管、進(jìn)氣管、冷凝器、制冷器、濾膜夾、濾膜、排氣管、流量計(jì)、真空泵。所述采樣頭、過(guò)濾器、采樣管、三通球閥、進(jìn)氣管、冷凝器、濾膜夾、排氣管、流量計(jì)、真空泵依次連接；所述采樣頭和過(guò)濾器位于煙道內(nèi)，過(guò)濾器上設(shè)有加熱器；所述采樣管通過(guò)法蘭固定在煙道上，采樣管的一端位于煙道內(nèi)，另一端位于煙道外，采樣管上設(shè)有伴熱帶；所述三通球閥的兩端分別連接采樣管和進(jìn)氣管，另一端連接反吹管；所述冷凝器上設(shè)有制冷器；所述濾膜夾位于冷凝器出口外，所述濾膜位于濾膜夾內(nèi)。
【專利說(shuō)明】可凝結(jié)顆粒物采樣裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于環(huán)保監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種采樣裝置，尤其涉及一種可凝結(jié)顆粒物采樣裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]固定源排放出的顆粒物是最早為人類所認(rèn)識(shí)的污染物之一。我國(guó)固定源顆粒物測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB16157-1996 (固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法)及HJ/T397-2007 (固定源廢氣監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范)中對(duì)顆粒物的定義是燃料和其他物質(zhì)在燃燒、合成、分解以及各種物料在機(jī)械處理中所產(chǎn)生的懸浮于排放氣體中的固體和液體顆粒物狀物質(zhì)”。此類顆粒物稱為可過(guò)濾顆粒物(Filterable Particulate Matter)，可以被我國(guó)現(xiàn)有顆粒物監(jiān)測(cè)方法使用的過(guò)濾介質(zhì)捕獲。
[0003]然而，氣態(tài)或蒸汽類物質(zhì)由于溫度、壓力變化，也可凝結(jié)為固態(tài)或液態(tài)，形成顆粒物。此類顆粒物稱為可凝結(jié)顆粒物(Condensable Particulate Matter)。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署對(duì)可凝結(jié)顆粒物的定義是該物質(zhì)在煙道溫度狀況下在采樣位置處為氣態(tài)，離開(kāi)煙道后在環(huán)境狀況下降溫?cái)?shù)秒內(nèi)凝結(jié)成為液態(tài)或固態(tài)”。可凝結(jié)顆粒物在煙道內(nèi)呈氣態(tài)，故相應(yīng)的除塵設(shè)備(靜電或布袋除塵器)對(duì)其無(wú)能為力，也可穿透我國(guó)現(xiàn)有顆粒物監(jiān)測(cè)方法使用的過(guò)濾介質(zhì)。
[0004]可凝結(jié)顆粒物屬于微細(xì)顆粒物，對(duì)環(huán)境的影響主要緣由其物理形態(tài)及化學(xué)組成。從物理形態(tài)上看，可冷凝顆粒物主要由氣態(tài)物質(zhì)凝聚而成，粒徑一般小于I微米，以氣溶膠的形式存在于環(huán)境空氣中；從化學(xué)組成上看，這些顆粒物上通常富集各種重金屬和多環(huán)芳烴等污染物，多為致癌物質(zhì)和基因毒性誘變物質(zhì)，危害極大。對(duì)于環(huán)境，可凝結(jié)顆粒物能顯著影響能見(jiàn)度，鑒于其對(duì)溫度的敏感性，可能為霾的成因之一。可凝結(jié)顆粒物對(duì)人體健康的危害有兩個(gè)方面:一是可凝結(jié)顆粒物復(fù)雜的化學(xué)成分造成的危害，作為其他污染物的載體，能吸附多種化學(xué)組分隨呼吸進(jìn)入人體，并能使毒性物質(zhì)有更高的反應(yīng)和溶解速度，而且隨著粒徑的減小，可凝結(jié)顆粒物在大氣中的存留時(shí)間和在呼吸系統(tǒng)的吸收率也隨之增加；二是微細(xì)顆粒物可直接進(jìn)入肺泡并在肺內(nèi)沉積，被細(xì)胞吸收，侵入組織細(xì)胞，形成塵肺。
[0005]目前，我國(guó)涉及到固定源顆粒物測(cè)定的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為GB16157—1996 (固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法)及HJ/T397-2007 (固定源廢氣監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范)。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的顆粒物測(cè)定方法類似，均僅針對(duì)可過(guò)濾顆粒物，不能監(jiān)測(cè)可凝結(jié)顆粒物?？蛇^(guò)濾顆粒物與可凝結(jié)顆粒物之和，才是固定污染源向環(huán)境空氣中排放的總顆粒物。因此，無(wú)論是固定源污染物監(jiān)測(cè)或空氣污染控制領(lǐng)域，可凝結(jié)顆粒物均為遺漏的組分。國(guó)外研宄指出，對(duì)于燃煤鍋爐而言，以質(zhì)量計(jì)，可凝結(jié)顆粒物排放占到總PMltl排放的76%，總PM排放的49%，這意味著:第一，我國(guó)目前對(duì)于固定源顆粒物的測(cè)試結(jié)果(即可過(guò)濾顆粒物)不能代表固定源的真實(shí)排放情況；第二，可凝結(jié)顆粒物屬于微細(xì)顆粒物且在總PMltl排放中份額甚大，隨著顆粒物粒徑的減小其富集程度也逐漸加大，如果不加考慮則必將對(duì)環(huán)境空氣可吸入顆粒物控制政策的制定造成負(fù)面影響。實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，該裝置可以采集煙氣中的可凝結(jié)顆粒物，用于測(cè)定煙氣中的可凝結(jié)顆粒物的含量。具體方案如下:
[0007]可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，包括采樣頭、過(guò)濾器、加熱器、采樣管、伴熱帶、三通球閥、反吹管、進(jìn)氣管、冷凝器、制冷器、濾膜夾、濾膜、排氣管、流量計(jì)、真空泵。
[0008]所述采樣頭、過(guò)濾器、采樣管、三通球閥、進(jìn)氣管、冷凝器、濾膜夾、排氣管、流量計(jì)、真空泵依次連接；所述采樣頭和過(guò)濾器位于煙道內(nèi)，過(guò)濾器上設(shè)有加熱器；所述采樣管通過(guò)法蘭固定在煙道上，采樣管的一端位于煙道內(nèi)，另一端位于煙道外，采樣管上設(shè)有伴熱帶；所述三通球閥的兩端分別連接采樣管和進(jìn)氣管，另一端連接反吹管；所述冷凝器上設(shè)有制冷器；所述濾膜夾位于冷凝器出口外，所述濾膜位于濾膜夾內(nèi)。
[0009]進(jìn)一步的，所述采樣頭為向上彎曲的不銹鋼管，用于逆向采樣。
[0010]進(jìn)一步的，所述過(guò)濾器為陶瓷過(guò)濾器或燒結(jié)金屬過(guò)濾器。
[0011]進(jìn)一步的，所述采樣管為不銹鋼管。
[0012]進(jìn)一步的，所述冷凝器為平板式冷凝器，內(nèi)有一個(gè)空腔。
[0013]進(jìn)一步的，所述冷凝器垂直放置，入口在冷凝器頂部，出口在冷凝器底部。
[0014]進(jìn)一步的，所述制冷器為半導(dǎo)體制冷器。
[0015]進(jìn)一步的，所述濾膜為聚四氟乙烯濾膜。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型提供的可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，先過(guò)濾煙氣中的可過(guò)濾顆粒物，再冷凝煙氣中的可凝結(jié)顆粒物，然后用濾膜捕獲可凝結(jié)顆粒物，最后取出濾膜干燥后稱重，可以精確測(cè)定煙氣中的可凝結(jié)顆粒物的含量。本實(shí)用新型采用逆向采樣方式，采樣頭向上彎曲，由于煙道內(nèi)的煙氣自下而上流動(dòng)，因此可以減少進(jìn)入采樣頭的可過(guò)濾顆粒物，從而減輕過(guò)濾器的負(fù)擔(dān)。本實(shí)用新型采用陶瓷過(guò)濾器或燒結(jié)金屬過(guò)濾器，耐高溫耐腐蝕，過(guò)濾精度可達(dá)0.1微米，過(guò)濾效率可達(dá)99%以上。本實(shí)用新型采用反吹風(fēng)定期清潔過(guò)濾器，使過(guò)濾器恢復(fù)過(guò)濾性能。本實(shí)用新型采用平板式冷凝器且垂直放置，可凝結(jié)顆粒物在冷凝器內(nèi)凝結(jié)成液滴，在重力的作用下流出，從而減少冷凝器的阻塞損失。本實(shí)用新型采用反吹風(fēng)吹掃出冷凝器內(nèi)殘留的可凝結(jié)顆粒物，從而減少冷凝器的殘留損失。本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體制冷器，具有制冷速度快，易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型采用聚四氟乙烯濾膜，具有耐高溫耐腐蝕，透氣不透水，透氣量大等特性，過(guò)濾效率可達(dá)99.99%。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的可凝結(jié)顆粒物采樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的可凝結(jié)顆粒物采樣裝置中冷凝器的外觀圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的可凝結(jié)顆粒物采樣裝置中冷凝器的剖面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為了更充分理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)一步介紹和說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例:
[0022]如圖1-3所示的可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，包括采樣頭1、過(guò)濾器2、加熱器3、采樣管4、伴熱帶5、三通球閥6、反吹管7、進(jìn)氣管8、冷凝器9、制冷器10、濾膜夾11、濾膜12、排氣管13、流量計(jì)14、真空泵15。
[0023]采樣頭1、過(guò)濾器2、采樣管4、三通球閥6、進(jìn)氣管8、冷凝器9、濾膜夾11、排氣管13、流量計(jì)14、真空泵15依次連接。采樣頭I和過(guò)濾器2位于煙道17內(nèi)。采樣頭I為向上彎曲的不銹鋼管，用于逆向采樣。過(guò)濾器2為陶瓷過(guò)濾器或燒結(jié)金屬過(guò)濾器，用于過(guò)濾煙氣中的可過(guò)濾顆粒物。過(guò)濾器2上設(shè)有加熱器3，用于加熱煙氣，避免煙氣在過(guò)濾器2中冷凝。采樣管4為不銹鋼管，通過(guò)法蘭16固定在煙道17上，采樣管4的一端位于煙道內(nèi)，另一端位于煙道外。采樣管4上設(shè)有伴熱帶5，用于加熱煙氣，避免煙氣在采樣管4中冷凝。三通球閥6的兩端分別連接采樣管4和進(jìn)氣管8，另一端連接反吹管7。反吹管7用于將反吹風(fēng)送入本裝置。冷凝器9為平板式冷凝器，內(nèi)有一個(gè)空腔，用于冷凝煙氣中的可凝結(jié)顆粒物。冷凝器9垂直放置，入口在冷凝器9頂部，出口在冷凝器9底部。冷凝器9上設(shè)有制冷器10，制冷器10為半導(dǎo)體制冷器，用于給冷凝器9制冷。濾膜夾11位于冷凝器9出口外，濾膜12位于濾膜夾11內(nèi)。濾膜12為聚四氟乙烯濾膜，用于捕獲煙氣中的可凝結(jié)顆粒物。
[0024]可凝結(jié)顆粒物采樣裝置的工作過(guò)程如下:在濾膜夾11中放入已知重量的空白濾膜12。啟動(dòng)真空泵15，開(kāi)始采樣。在真空泵15產(chǎn)生的負(fù)壓作用下，煙道17內(nèi)的煙氣進(jìn)入采樣頭I和過(guò)濾器2，煙氣中的可過(guò)濾顆粒物被過(guò)濾器2過(guò)濾，未被過(guò)濾的其它煙氣組分進(jìn)入采樣管4，被伴熱帶5加熱至80°C左右，再經(jīng)過(guò)三通球閥6進(jìn)入進(jìn)氣管8，然后進(jìn)入冷凝器9。煙氣在冷凝器9內(nèi)的空腔中停留一定時(shí)間，經(jīng)過(guò)膨脹降溫和半導(dǎo)體制冷器10制冷，煙氣被冷卻至20°C以下。煙氣中的水分和可凝結(jié)顆粒物凝結(jié)成液滴，在重力作用下從冷凝器9內(nèi)流出，沉積在濾膜12上。未被冷凝的其它煙氣組分透過(guò)濾膜12進(jìn)入排氣管13，再經(jīng)過(guò)流量計(jì)14，最后被真空泵15排出本裝置。到達(dá)設(shè)定的采樣時(shí)間后，關(guān)閉真空泵15。向反吹管7內(nèi)送入反吹風(fēng)，調(diào)節(jié)三通球閥6的介質(zhì)流向，使反吹風(fēng)經(jīng)過(guò)三通球閥6進(jìn)入進(jìn)氣管8，然后進(jìn)入冷凝器9。反吹風(fēng)將冷凝器9內(nèi)殘留的可凝結(jié)顆粒物吹掃出冷凝器9，沉積在濾膜12上。停止反吹風(fēng)，卸下濾膜夾11，取出濾膜12。將濾膜12干燥后稱重，增重的部分即是可凝結(jié)顆粒物的質(zhì)量，再除以采樣體積即是可凝結(jié)顆粒物的質(zhì)量濃度。
[0025]可凝結(jié)顆粒物采樣裝置運(yùn)行一段時(shí)間后，需要定期清潔過(guò)濾器2，以免過(guò)濾器2堵塞，過(guò)程如下:向反吹管7內(nèi)送入反吹風(fēng)，調(diào)節(jié)三通球閥6的介質(zhì)流向，使反吹風(fēng)經(jīng)過(guò)三通球閥6進(jìn)入采樣管4，然后進(jìn)入過(guò)濾器2和采樣頭I。反吹風(fēng)將過(guò)濾器2吸附的可過(guò)濾顆粒物吹掃回?zé)煹?7內(nèi)，從而使過(guò)濾器2恢復(fù)過(guò)濾性能。
[0026]綜上所述，本實(shí)用新型提供的可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，先過(guò)濾煙氣中的可過(guò)濾顆粒物，再冷凝煙氣中的可凝結(jié)顆粒物，然后用濾膜捕獲可凝結(jié)顆粒物，最后取出濾膜干燥后稱重，可以精確測(cè)定煙氣中的可凝結(jié)顆粒物的含量。
[0027]本實(shí)用新型采用逆向采樣方式，采樣頭向上彎曲，由于煙道內(nèi)的煙氣自下而上流動(dòng)，因此可以減少進(jìn)入采樣頭的可過(guò)濾顆粒物，從而減輕過(guò)濾器的負(fù)擔(dān)。本實(shí)用新型采用陶瓷過(guò)濾器或燒結(jié)金屬過(guò)濾器，耐高溫耐腐蝕，過(guò)濾精度可達(dá)0.1微米，過(guò)濾效率可達(dá)99%以上。本實(shí)用新型采用反吹風(fēng)定期清潔過(guò)濾器，使過(guò)濾器恢復(fù)過(guò)濾性能。本實(shí)用新型采用平板式冷凝器且垂直放置，可凝結(jié)顆粒物在冷凝器內(nèi)凝結(jié)成液滴，在重力的作用下流出，從而減少冷凝器的阻塞損失。本實(shí)用新型采用反吹風(fēng)吹掃出冷凝器內(nèi)殘留的可凝結(jié)顆粒物，從而減少冷凝器的殘留損失。本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體制冷器，具有制冷速度快，易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型采用聚四氟乙烯濾膜，具有耐高溫耐腐蝕，透氣不透水，透氣量大等特性，過(guò)濾效率可達(dá)99.99%ο
[0028]以上所述僅以實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，以便于讀者更容易理解，但不代表本實(shí)用新型的實(shí)施方式僅限于此，任何依本實(shí)用新型所做的技術(shù)延伸或再創(chuàng)造，均受本實(shí)用新型的保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，其特征在于:所述可凝結(jié)顆粒物采樣裝置包括采樣頭、過(guò)濾器、加熱器、采樣管、伴熱帶、三通球閥、反吹管、進(jìn)氣管、冷凝器、制冷器、濾膜夾、濾膜、排氣管、流量計(jì)、真空泵； 所述采樣頭、過(guò)濾器、采樣管、三通球閥、進(jìn)氣管、冷凝器、濾膜夾、排氣管、流量計(jì)、真空泵依次連接；所述采樣頭和過(guò)濾器位于煙道內(nèi)，過(guò)濾器上設(shè)有加熱器；所述采樣管通過(guò)法蘭固定在煙道上，采樣管的一端位于煙道內(nèi)，另一端位于煙道外，采樣管上設(shè)有伴熱帶；所述三通球閥的兩端分別連接采樣管和進(jìn)氣管，另一端連接反吹管；所述冷凝器上設(shè)有制冷器；所述濾膜夾位于冷凝器出口外，所述濾膜位于濾膜夾內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，其特征在于:所述采樣頭為向上彎曲的不銹鋼管，用于逆向采樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，其特征在于:所述過(guò)濾器為陶瓷過(guò)濾器或燒結(jié)金屬過(guò)濾器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，其特征在于:所述采樣管為不銹鋼管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，其特征在于:所述冷凝器為平板式冷凝器，內(nèi)有一個(gè)空腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，其特征在于:所述冷凝器垂直放置，入口在冷凝器頂部，出口在冷凝器底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，其特征在于:所述制冷器為半導(dǎo)體制冷器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可凝結(jié)顆粒物采樣裝置，其特征在于:所述濾膜為聚四氟乙稀濾膜。
【文檔編號(hào)】G01N1/24GK204214696SQ201420739034
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月30日
【發(fā)明者】吳迅海, 曾勇 申請(qǐng)人:深圳睿境環(huán)?？萍加邢薰?br>