[发明专利]一种污染源细颗粒物稀释采样方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种污染源细颗粒物稀释采样方法及装置，属于环保监测仪器领域。

背景技术

从污染源排放管道（以下简称管道）中排放出的废气及细颗粒物，由于管道内气体的湿度、温度比环境湿度、温度高，排放到环境大气后会发生许多动力学物理化学动态过程（成核作用、凝结作用、压缩作用等）和化学过程，对环境空气造成污染。为了监测管道细颗粒物排放情况及大气污染来源，需用污染源细颗粒物采样器采集样品。

已有的技术是：

采用射流技术将样气从管道内取出后稀释，使样气湿度、温度、浓度降低后采集样品。缺点是采用射流技术时，采样流速不能等速跟踪管道内气体流速变化，因此无法实现等速采样。

采用物料平衡法设计的等速采样器，等比例的用空气在稀释箱内稀释样气后，用PM_2.5切割器采集混合气中的PM_2.5样品，多于颗粒物切割器工作点流量以外的样气混合气全部被排出稀释箱，因此需要增加排出气体的流量测量及控制单元和更大流量的抽气泵。除导致采样器体积、重量、成本、能耗增加外，还不能计算PM_2.5颗粒物的浓度及排放量。

现有的采样器在采样过程中，均没有湿度实时监测功能，也不能用于同时采集PM₁₀、PM_2.5样品，并且需要人工更换滤膜，费工费力。

发明内容

 本发明所要解决的问题在于针对现有技术所存在的不足，提供一种污染源细颗粒物稀释采样方法及装置，利用颗粒物切割器（以下简称切割器）除去大的气溶胶颗粒物，将目标颗粒物采集到滤膜上或容器中或气路中（用自动分析仪器时）。其技术条件为根据切割器的工作点流量实施恒流量采样，维持通过切割器的气体流量不变。其技术路线是在切割器之前，设置二个气路及一个稀释器，其中一个气路用于从管道内等速抽取样气至稀释器内，其流量值为q_r^’，q_r^’时刻根据管道内流速变化而变化；另一个气路是稀释通道，将干净的空气通过稀释通道中的空压机（或流量调节阀）将空气注入稀释器内，其流量值为q_x，q_x值等于切割器工作点流量值q_c与q_r^’值之差，时刻根据q_r^’值变化而变化，即：q_c= q_r^’+q_x。采样器工作时，利用传感器和单片机测控技术，根据管道内的流速及变化，控制采样泵的转速，实施等速采样，将样气抽送到稀释器内，并根据切割器工作点流量q_c与等速采样流量q_r^’之差q_x控制空压机的转速或流量调节阀的开度大小将干净空气送入稀释器内将样气稀释，使样气的温度、湿度降低；利用空气动力学原理，经过稀释器稀释混合后的样气在经过切割器时，大的颗粒物被除去，剩余的气溶胶样品进入下段气路中被采集，实现管道内样气等速采样和PM₁₀、PM_2.5同时恒流分级采集；用单片机、位置传感器控制电机带动样品架实现自动更换滤膜；利用湿度传感器可实时测量样气湿度；根据管道内样气流速、管道直径、采样体积和采样所得PM₁₀、PM_2.5的量计算出PM₁₀、PM_2.5的排放浓度及排放量。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种污染源细颗粒物稀释采样方法及装置，包括多功能采样管、停留室、PM₁₀颗粒物切割器、分流器、自动换膜装置、PM_2.5颗粒物切割器、PM₁₀采样滤膜、PM_2.5采样滤膜、流量传感器q、三通管、电磁阀、PM₁₀采样泵、PM_2.5采样泵、稀释气通道系统及管路、单片机、皮托管差压传感器△P₁、温度传感器T_c、压力传感器P_c、压力传感器P_d、显示器、键盘、通讯接口；所述多功能采样管、停留室、PM₁₀颗粒物切割器、分流器依次串联。