[实用新型]一种气溶胶连续在线除湿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气溶胶连续在线除湿装置，特别是适用于关注纳米级颗粒物在线监测仪器的气溶胶除湿装置。

背景技术

大气气溶胶一直是大气环境研究的一个热点，研究表明：气溶胶是导致能见度退化、引起区域灰霾现象的主要原因，还会影响人体健康和地面太阳辐射。但是不同大小的颗粒物的消光属性、辐射强迫能力与环境健康风险存在显著差异，因此，对大气气溶胶数浓度粒径谱分布的监测研究与污染控制显得非常重要。

由于颗粒物具有吸湿性，颗粒物的物化性质会随着环境的湿度变化而发生一定程度的变化，从而给在线仪器的测量带来误差。例如，颗粒物，特别是当颗粒物中吸湿组分比较多的时候在湿度较大的情况下会吸湿长大，颗粒物的动力学特征会发生改变，会将原本属于较小粒径范围的粒子测量成较大粒径范围，产生误差。另一方面，在高温高湿的环境中，气溶胶样品进入监测设备室内输送管路时(实验室内温度通常控制在25℃以下)，可能由于温度骤降而导致样品气体中的水分冷凝至管壁，甚至到达监测仪器检测模块，引起测量误差甚至仪器故障。因此，在关注纳米级颗粒物理化特性测量的过程中，湿度的控制显得尤为重要。

现有的湿度控制装置从原理上可以分为加热除湿、分压差除湿、冷凝除湿和硅胶干燥管除湿等装置。由于加热的方法所设置的温度均高于环境温度，将造成半挥发性的颗粒物损失，从而带来损耗误差。Nafion膜干燥装置，利用膜两侧的水的分压不同会产生压力差，使膜内测湿度较高的气体中的水汽透过膜，达到除湿的效果；这种方法虽然不需要加热，但除湿效果易受到外界温度等因素的影响，控制不稳定，成本也较高，且具有强酸性，会导致碱性颗粒物的损失。冷凝除湿利用冷却降温，使水汽在露点温度时凝结在壁上后抽出，再对气路进行加热至环境温度，相对湿度显著下降；这种方法对气溶胶质量浓度监测的适用性较强，但较小的纳米级颗粒物由于扩散性较强，容易撞击到挂有冷凝水膜的管壁而损失，因此，不适合用于关注纳米级颗粒物理化特性的在线监测设备除湿。硅胶干燥管也是应用比较广泛的颗粒物除湿装置，利用硅胶的吸水性，带有颗粒物的气流流经干燥管时，水汽向四周扩散被硅胶吸收，而颗粒物仍随气流进入仪器，以达到除湿的效果；目前商业化的硅胶干燥管需要定期更换硅胶，不足以满足连续在线监测研究的需求。

发明内容

针对以上问题，本实用新型的目的是提出一种利用能够连续在线去除气溶胶湿度，且对气溶胶特别是纳米级颗粒物影响较小的除湿装置。

本实用新型所采用的技术方案：一种气溶胶连续在线除湿装置，包括样气输入管、样气输出管，以及与样气输出管连接的湿度传感器，所述样气输入管与样气输出管之间连接有除湿装置，所述除湿装置包括至少两套内置填充介质和加热装置的除湿套管，采样气体通过内置导管进入除湿套管；所述除湿套管的两端设置有样气进气管、样气出气管、反吹气进气管和反吹气出气管，样气进气管通过第一电动阀与样气输入管连接，样气出气管通过第二电动阀与样气输出管连接，反吹气进气管外接空气压缩泵，用于向除湿套管吹入气体。

上述除湿套管内的填充介质为硅胶颗粒，所述加热装置为均匀布置的加热杆。所述除湿套管的内置导管为网状导管，导管的两端分别与样气进气管、样气出气管连通。

上述样气输入管和样气输出管为Y形管。其中，所述样气输入管通过样气输送管与进样装置连接；所述样气输出管在湿度传感器之后的管路通过另一Y形管分成两个通道，分别将除湿后的样品气体输送至两台不同粒径范围的颗粒物监测设备。

上述除湿套管的两端设有固定套。所述除湿套管为一定长度和直径的圆柱形套管，每个除湿套管中环形等距离配置若干根加热杆。具体地，所述除湿套管为长度50cm，截面直径15cm的圆柱形套管，每个除湿套管中环形等距离配置六根加热杆，加热温度为70-100℃。

本实用新型的显著特点在于：所述气溶胶连续在线除湿装置能够在对颗粒物状态影响较小，尤其对纳米级颗粒物影响较小的情况下，实现样品气体连续在线除湿。有效解决了关注纳米级颗粒物理化特性在线监测的连续除湿问题，特别是在潮热天气等相对湿度较大的情况下具有明显优势。本装置所用的器材、器件，易于加工、安装；运行测控与数据获取流程简单，便于设计相应的计算机控制程序。

附图说明

图1是本实用新型所述气溶胶连续在线除湿装置的结构示意图；

图2是本实用新型所述除湿套管的结构示意图；

图3是本实用新型的实施例示意图。

具体实施方式

为实现上述目标，本实用新型采取以下技术方案：