200中進(jìn)行顆粒物特性參數(shù)測量，并在完成顆粒物特性參數(shù)測量后流入至顆粒物凈化單元300。將經(jīng)顆粒物特性參數(shù)測量后的氣體作為吹掃氣進(jìn)行回收利用，連同輔助氣流匯成吹掃氣流一并通入至顆粒物凈化單元300中，從而加大吹掃氣與樣氣之間的濕度差，進(jìn)而能夠提高整個大氣顆粒物除濕裝置的干燥效率。
[0039](3)顆粒物特性參數(shù)測量單元200的出氣管流出的經(jīng)干燥處理后的采樣氣流，從主進(jìn)氣口 303流入至限流閥302中。同時為保證吹掃氣流量高于待測樣氣的流量，從輔助進(jìn)氣口 304向限流閥302中通入一部分干燥空氣。在限流閥302中，從主進(jìn)氣口 303進(jìn)入的干燥采樣氣流和從輔助進(jìn)氣口 304進(jìn)入的干燥空氣混合均勻后，形成帶有顆粒物的吹掃氣。帶有顆粒物的吹掃氣經(jīng)混合氣出口 305和加速噴口 306進(jìn)入至撞擊式粒子切割器307中。經(jīng)加速噴口 306后，吹掃氣中的微米級大顆粒物被截留在撞擊臺308中，其他納米級細(xì)顆粒物隨吹掃氣進(jìn)入靜電細(xì)粒子去除器310中。在靜電細(xì)粒子去除器310中，在高壓放電針309、高壓放電針電源301的共同作用下，吹掃氣中的顆粒物瞬間完成荷電過程，然后在高壓牽引電極311、高壓牽引電極電源313的共同作用下，吹掃氣中帶電的納米級顆粒物瞬間被牽引至內(nèi)外電極表面，從而完成吹掃氣中納米級顆粒物的去除。由此，帶有顆粒物的吹掃氣經(jīng)過顆粒物凈化單元后，其所攜帶的顆粒物基本全部被清除，從而能夠避免對Naf1n管除濕單元100的污染。凈化后的吹掃氣經(jīng)過吹掃氣進(jìn)氣口 103進(jìn)入Naf1n管除濕單元100中，并充滿內(nèi)層管105與外層管106組成的中間區(qū)域中，進(jìn)行采樣氣流的吸濕處理，然后在抽氣栗的作用下，由吹掃氣出氣口 104離開Naf1n管除濕單元100，并通過抽氣栗400排出。本發(fā)明通過設(shè)置抽氣栗400，能夠使吹掃氣氣流大于待測樣氣，從而在固定時間內(nèi)帶走更多的水汽分子，而限流閥302的引入能夠在實(shí)現(xiàn)氣體初步混合的同時，實(shí)現(xiàn)閥體后方吹掃氣氣壓低于待測樣氣，根據(jù)naf1n管工作原理，氣壓差的引入將大大加快水分子在Naf1n管中的輸運(yùn)速度，從而提高整個大氣顆粒物除濕裝置的干燥效率。
[0040]綜上所述，本發(fā)明所述的大氣顆粒物除濕裝置及方法是基于Naf1n管除濕原理，通過低氣壓高流速干燥氣體吹掃的方法，去除待測樣氣中的水汽，實(shí)現(xiàn)大氣顆粒物的無損失非接觸式連續(xù)除濕。為保證吹掃氣體的潔凈度，本發(fā)明先采用慣性撞擊的方式，去除吹掃氣體中的粒徑在微米量級的顆粒物；再利用場致電離荷電與靜電牽引去除相結(jié)合的方法，去除吹掃氣體的納米級的細(xì)顆粒物。本發(fā)明還利用限流閥與大功率抽氣栗相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)吹掃氣體壓力低于樣氣，從而大大提高了整個大氣顆粒物除濕裝置的干燥效率。
[0041]以上所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大氣顆粒物除濕裝置，其特征在于:包括Naf1n管除濕單元、顆粒物特性參數(shù)測量單元、顆粒物凈化單元和抽氣栗； 所述Naf1n管除濕單元包括外層管和嵌入設(shè)置在外層管中間的內(nèi)層管；所述外層管內(nèi)壁與內(nèi)層管外壁之間形成吹掃氣通路；所述外層管側(cè)壁的上下兩端分別設(shè)有與吹掃氣通路相連通的吹掃氣出氣口和吹掃氣進(jìn)氣口，所述吹掃氣出氣口與抽氣栗的進(jìn)氣口相連通；所述內(nèi)層管的上下兩端分別設(shè)有與內(nèi)層管內(nèi)部相連通的樣氣進(jìn)氣口和樣氣出氣口，所述樣氣進(jìn)氣口、內(nèi)層管內(nèi)部以及樣氣出氣口形成樣氣干燥通路；所述樣氣出氣口與顆粒物特性參數(shù)測量單元的進(jìn)氣管相連通； 所述顆粒物凈化單元包括限流閥、撞擊式粒子切割器和靜電細(xì)粒子去除器；所述限流閥上設(shè)有主進(jìn)氣口、輔氣進(jìn)氣口和混合氣出口 ；所述撞擊式粒子切割器包括切割器腔體、設(shè)置在切割器腔體頂部的加速噴口以及可拆卸安裝在切割器腔體內(nèi)部底面上的撞擊臺；所述靜電細(xì)粒子去除器包括去除器腔體、設(shè)置在去除器腔體上下兩端的高壓放電針和高壓牽引電極、與高壓放電針電連接的高壓放電針電源和與高壓牽引電極電連接的高壓牽引電極電源；所述主進(jìn)氣口與顆粒物特性參數(shù)測量單元的出氣管相連通；所述輔氣進(jìn)氣口接外部干燥空氣源；所述混合氣出口與加速噴口的進(jìn)氣端相連通；所述加速噴口的進(jìn)氣端位于切割器腔體外側(cè)，出氣端位于切割器腔體內(nèi)側(cè)且與切割器腔體內(nèi)部相連通；所述切割器腔體連接在去除器腔體側(cè)壁上，且切割器腔體內(nèi)部與去除器腔體內(nèi)部相連通；所述去除器腔體下端側(cè)壁上設(shè)有凈化氣出口，所述凈化氣出口與吹掃氣進(jìn)氣口相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大氣顆粒物除濕裝置，其特征在于:所述顆粒物特性參數(shù)測量單元采用顆粒物特性參數(shù)測量儀或監(jiān)測儀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大氣顆粒物除濕裝置，其特征在于:所述加速噴口包括加速噴頭和設(shè)置在加速噴頭中間的加速噴孔，所述加速噴孔為倒圓錐狀； 所述撞擊臺為與加速噴孔同軸設(shè)置的圓柱體，且所述撞擊臺螺紋連接在切割器腔體內(nèi)的底部，且撞擊臺與切割器腔體的連接處設(shè)有O型密封圈。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大氣顆粒物除濕裝置，其特征在于:所述高壓放電針為鎢針，所述高壓放電針電源采用直流電源；所述高壓牽引電極為與高壓放電針同軸設(shè)置的鋼棒，該鋼棒的一端安裝在去除器腔體的底部，另一端為半球形。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大氣顆粒物除濕裝置，其特征在于:所述切割器腔體與去除器腔體均采用鋁質(zhì)材料。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大氣顆粒物除濕裝置，其特征在于:所述抽氣栗采用氣流流速可控的氣栗。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大氣顆粒物除濕裝置的除濕方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: (1)首先，采樣氣流由樣氣進(jìn)氣口進(jìn)入Naf1n管除濕單元內(nèi)層管中的樣氣干燥通路中；然后，在樣氣干燥通路內(nèi)的流動過程中，采樣氣流將其水汽滲透至內(nèi)層管與外層管之間的吹掃氣通路內(nèi)的吹掃氣中，完成采樣氣流干燥處理；最后，完成干燥處理后的采樣氣流經(jīng)樣氣出氣口從Naf1n管除濕單元流出至顆粒物特性參數(shù)測量單元； (2)經(jīng)Naf1n管除濕單元進(jìn)行干燥處理后的采樣氣流在顆粒物特性參數(shù)測量單元中進(jìn)行顆粒物特性參數(shù)測量，并在完成顆粒物特性參數(shù)測量后流入至顆粒物凈化單元； (3)流入至顆粒物凈化單元中的采樣氣流，連同由輔助進(jìn)氣口進(jìn)入的輔助氣流，匯成吹掃氣流，先采用撞擊式粒子切割器截留去除其中的微米級大顆粒物，再采用靜電細(xì)粒子去除器截留去除其中的納米級細(xì)顆粒物，最后將清除完顆粒物的氣流通過Naf1n管除濕單元的吹掃氣進(jìn)氣口進(jìn)入至吹掃氣通路中，進(jìn)行采樣氣流吸濕處理，并在抽氣栗的驅(qū)動下由吹掃氣出氣口排出。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大氣顆粒物除濕裝置及方法。該大氣顆粒物除濕裝置包括Nafion管除濕單元、顆粒物特性參數(shù)測量單元、顆粒物凈化單元和抽氣泵。該大氣顆粒物除濕方法是基于Nafion管除濕原理，通過低氣壓高流速干燥氣體吹掃的方法，去除待測樣氣中的水汽，實(shí)現(xiàn)大氣顆粒物的無損失非接觸式連續(xù)除濕。為保證吹掃氣體的潔凈度，本發(fā)明先采用慣性撞擊的方式，去除吹掃氣體中的粒徑在微米量級的顆粒物；再利用場致電離荷電與靜電牽引去除相結(jié)合的方法，去除吹掃氣體的納米級的細(xì)顆粒物。本發(fā)明還利用限流閥與大功率抽氣泵相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)吹掃氣體壓力低于樣氣，從而大大提高了整個大氣顆粒物除濕裝置的干燥效率。
【IPC分類】G01N15/06, B01D53/26
【公開號】CN105136636
【申請?zhí)枴緾N201510510531
【發(fā)明人】王杰, 余同柱, 桂華僑, 程寅, 劉建國, 陸亦懷, 王煥欽, 傅德黔, 楊凱, 王強(qiáng)
【申請人】中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月19日