[发明专利]一种固定污染源排放PM2.5稀释采样装置

说明书

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，涉及一种固定污染源排放PM2.5采样装置，具体来说，是一种能够针对固定污染源排放的温度高、湿度大、PM2.5浓度高等烟气条件，通过稀释降低烟气温度、湿度和PM2.5浓度后，采用大气环境颗粒物的采样方法采集PM2.5的采样装置。

背景技术

目前我国大气环境问题突出，区域灰霾频发，引起广泛关注。灰霾形成主要是由大气中的PM2.5增多引起的；而固定污染源排放的PM2.5是大气环境PM2.5的重要来源，如何合理采集固定污染源排放的PM2.5，对于准确确定其排放量，对PM2.5排放进行管理与控制，分析大气PM2.5污染的来源，制定固定污染源PM2.5污染控制措施和排放标准都具有十分重要的意义。

目前我国尚无针对固定污染源PM2.5的排放标准与测定方法。已有的固定污染源排放中颗粒物的排放标准与采样方法主要针对总烟尘，采用仪器为烟尘采样器，采集的是在烟气温度下的总烟尘样品；由于燃烧源排放烟气温度，多采用玻璃纤维滤筒捕集烟尘，而玻璃纤维材质含有较多的杂质，因而不利于对捕集的烟尘进行后续的化学分析。

二十世纪八十年代美国研究人员研制了稀释烟道方法进行污染源细粒子排放特征研究，该方法将高温烟气在稀释通道用洁净空气进行稀释和冷却至大气环境温度，稀释冷却后的采样气体进入停留室，停留一段时间后颗粒物被捕集；模拟烟气从排放口出来后与大气的混合过程，捕集的颗粒物可近似认为是污染源排放颗粒物在大气的真实状态；由于高温烟气稀释冷却至大气环境温度，可应用大气颗粒物的采样方法对颗粒物的化学组成进行全方位的分析。该采样系统一般包括烟气采样管、稀释空气系统、稀释混合段、停留室及采样系统等组成。烟气和稀释空气采样自然扩散混合方式，稀释混合段长；进入停留室的气量多，停留时间设计较长，停留室体积大，因此系统比较庞大；而且许多污染源采样现场空间狭小，加之这套采样系统操作繁琐，在一定程度上限制了该方法在现场的大量应用。由于该方法系统管路长，粗颗粒物的损失大，一般适用于粒径较小的颗粒物(如PM2.5)的捕集。国内外学者正在不断的发展和完善此方法。

专利号为200410096562.7的发明专利涉及一种等速追踪固定源稀释采样系统，包括采样头、加热管、一级稀释腔、二级稀释腔、停留室、采样器、数据采集器和皮托管等，该发明通过皮托管监测烟道内的压力参数和计算机调节流量控制器，实现采样的全过程等速，但是该发明采用两级稀释器，倒U型布置，相应的稀释空气净化(零空气发生器)也采用两台，稀释部分和停留室分开设置，系统复杂，占地面积大。

专利号为200510086292.6的发明专利涉及固定燃烧源排放颗粒物稀释采样系统，采用喷射型稀释和多孔湍流混合稀释相结合的两级稀释方式，加强稀释气体和烟气的混合，降低稀释混合段长度；并减少进入停留室的采样气量，缩小停留室体积；停留室气流呈微正压，系统稳定；采样系统小型化。该发明采用两级稀释器，相应的稀释空气净化也采用两套，分别采用空压机和空气泵和相应的净化器等，稀释部分和停留室分开设置，停留室按停留室时间80秒进行设计；该方面较以前的发明在系统操作和占地等方面有所改进，仍然存在系统较复杂，占地面积较大的问题，在现场大量推广应用也还存在一定障碍。

申请号为201310008119.9的发明专利涉及固定源颗粒物及挥发性有机物稀释采样系统及采样方法，该发明采用两级稀释器，稀释部分和停留室分开设置，也存在仍然存在系统较复杂，占地面积较大，现场应用受限的问题。

发明内容

针对上述现有的各种固定燃烧源颗粒物采样系统的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种紧凑型的固定污染源排放PM2.5稀释采样装置，模拟烟气从排放口出来后与大气的混合过程，采用大气环境颗粒物的采样方法采集PM2.5样品，而且采样器结构紧凑，操作方便，适合于现场大范围推广应用。

一种固定污染源排放PM2.5稀释采样装置，包括烟气进气部分、稀释空气部分、稀释混合部分、旁路部分与采样部分。

所述烟气进气部分包括第一PM2.5切割器、加热采样管、连接管A与文丘里流量计。其中，第一PM2.5切割器设置在烟道中，出气端与加热采样管的进气端连通。加热采样管内设置有文丘里流量计；加热采样管的出气端通过连接管A与稀释混合部分连通。

所述稀释空气部分包括孔板流量计、调节阀与过滤结构。过滤结构一端连通大气，另一端通过稀释空气进气管道依次连接孔板流量计与调节阀后，与稀释混合部分相连。