[发明专利]一种大气颗粒物除湿装置及方法

说明书

本发明涉及一种大气颗粒物除湿装置及方法。该大气颗粒物除湿装置包括Nafion管除湿单元、颗粒物特性参数测量单元、颗粒物净化单元和抽气泵。该大气颗粒物除湿方法是基于Nafion管除湿原理，通过低气压高流速干燥气体吹扫的方法，去除待测样气中的水汽，实现大气颗粒物的无损失非接触式连续除湿。为保证吹扫气体的洁净度，本发明先采用惯性撞击的方式，去除吹扫气体中的粒径在微米量级的颗粒物；再利用场致电离荷电与静电牵引去除相结合的方法，去除吹扫气体的纳米级的细颗粒物。本发明还利用限流阀与大功率抽气泵相结合的方法，实现吹扫气体压力低于样气，从而大大提高了整个大气颗粒物除湿装置的干燥效率。

技术领域

本发明涉及大气气溶胶监测技术领域，具体涉及一种大气颗粒物除湿装置及方法。

背景技术

近年来，国内外灰霾事件频发，高浓度的臭氧与细粒子（PM2.5）污染已经成为当前大气的主要污染特征。随着国家PM2.5空气质量标准的出台，国内外各类细颗粒物质量浓度等测量仪器需求大增，但由于不同环境下大气相对湿度的不同导致细颗粒物本身含水率的差异，测试前的颗粒物湿度控制成为影响仪器测量精度的关键问题之一，因此，各仪器制造公司纷纷采用各类方法降低颗粒物样气湿度。

针对颗粒物的湿度控制，通常采用干燥剂吸附除湿或者加热除湿。对于干燥剂吸附除湿，干燥剂需要定期更换，无法实现无人状态下的长期免维护运行，同时，由于水汽是自内而外扩散吸湿，因此除湿效率会随着内层干燥剂的失效而逐步降低。而对于加热除湿，由于改变的颗粒物所处的环境温度，在去除水分的同时，也会使得颗粒物的其他易挥发成分发生高温挥发，从而影响测量精度。

中国发明专利申请CN101524617公开了一种用Nafion管去除气体中水份的方法，但该方法中的仪器首先要将样气（处理器）加热至100-120^oC度，同时后续气路还需要连接微孔过滤器，因此，该方法不能应用于环境颗粒物测量仪器的仪器除湿。中国发明专利申请CN103759998A公开了一种大气除湿方法和装置，将需要除湿的大气引入除湿管内壁之间的除湿气体通道，同时，经除湿管除湿后的剩余干燥大气回流进入气体回流通道内，从而实现干燥气的循环重复应用。但是，由于经除湿管除湿后的剩余干燥大气回流进入气体回流通道内时，没有经过任何颗粒物净化装置，长时间运行后内层干燥管外壁将会被污染，从而降低干燥效率；同时，在这种工作模式下，回流（吹扫）气流量远低于待干燥大气，即便在有固定压力差的条件下，也很难实现长时间的高效除湿。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大气颗粒物除湿装置及方法，该除湿装置及方法能够解决现有技术中的不足，对大气颗粒物样气湿度进行动态实时控制，从而有效消除环境湿度变化对颗粒物监测仪器测量精度的影响。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种大气颗粒物除湿装置，包括Nafion管除湿单元、颗粒物特性参数测量单元、颗粒物净化单元和抽气泵。

所述Nafion管除湿单元包括外层管和嵌入设置在外层管中间的内层管；所述外层管内壁与内层管外壁之间形成吹扫气通路；所述外层管侧壁的上下两端分别设有与吹扫气通路相连通的吹扫气出气口和吹扫气进气口，所述吹扫气出气口与抽气泵的进气口相连通；所述内层管的上下两端分别设有与内层管内部相连通的样气进气口和样气出气口，所述样气进气口、内层管内部以及样气出气口形成样气干燥通路；所述样气出气口与颗粒物特性参数测量单元的进气管相连通。