[发明专利]一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置

说明书

本发明的一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置由风机、过滤器、干燥器、空气加热器、文丘里管、盐溶液储罐、计量泵、气溶胶生成室、控制器和在线激光粒度仪组成。本发明的装置将声波团聚技术运用于盐颗粒气溶胶的发生装置，通过调控声波的频率来调节盐颗粒物形成的大小，为相关的科学研究提供一种粒径可控的盐颗粒气溶胶发生装置。本发明的装置具有对盐颗粒粒径调控迅速、方便的优点。

技术领域

本发明涉及气溶胶发生领域，尤其涉及一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置。

背景技术

工农业生产生活过程中排放的二氧化硫（SO₂），氮氧化物（NOx）和氨气（NH₃）经过化学反应形成的硫酸盐、硝酸盐和铵盐是构成大气颗粒污染物的重要组成部分。在控制和消除大气颗粒污染物研究领域，急切需要一种能够控制盐颗粒物粒径的气溶胶发生装置。通过该装置产生的盐颗粒气溶胶可用于气体环境的模拟、测试、评估、检验等科学方面的实验研究，尤其是对硫酸盐、硝酸盐和铵盐颗粒物气溶胶的实验研究。

将饱和的盐水溶液雾化后通过热气流的干燥可以形成盐颗粒，盐颗粒物的大小受多种因素的影响，包括喷雾雾滴的粒径，饱和盐溶液的浓度，热气流的温度、湿度等。上述影响因素都可成为控制盐颗粒粒径的方法，但上述方法要么较为复杂、要么控制的滞后性较大，因此不具有实际操作的意义。声波团聚是利用高能量密度的声场，促进颗粒在短时间内相互碰撞团聚，显著增大颗粒粒径的技术，具有响应速度快、调控方便的优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置，为相关的科学研究提供了一台可方便调控盐颗粒粒径的气溶胶发生设备，以满足气体环境模拟、测试、评估、检验等科学方面的实验研究的急切需求。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置，其特征在于：所述的装置由风机1、过滤器2、干燥器3、空气加热器4、文丘里管5、盐溶液储罐6、计量泵7、气溶胶生成室8、控制器9和在线激光粒度仪10组成；所述的风机1为一离心式通风机，设有出风口；所述的过滤器2设有进口和出口，内装填有过滤介质；所述的干燥器3设有进口和出口，内装填有干燥剂；所述的空气加热器4设有进口和出口，内置电热丝；所述的文丘里管5设有进口、出口和吸入口，吸入口设置在文丘里管的腰部管径最窄处；所述的盐溶液储罐6设置有加料口和出料口；所述的计量泵7为一柱塞泵，设置有进口和出口；所述的气溶胶生成室8的主体为一上下端具有锥形封头的圆筒形腔体，其顶部设置有带有信号输入端的声波发生器8-1，上部中心位置设置有喷头8-2，底部设置有检测管8-3；所述的控制器9设有信号输入端和输出端；所述的在线激光粒度仪10设有信号输出端，在线激光粒度仪10的探头深入到检测管8-3内。所述的风机1的出风口通过第一管路与过滤器2的进口连通，过滤器2的出口通过第二管路与干燥器3的进口连通，干燥器3的出口通过第三管路与空气加热器4的进口连通，空气加热器4的出口通过第四管路与文丘里管5的进口连通，文丘里管5的出口通过第五管路与喷头8-2连通，盐溶液储罐6的出料口通过第六管路与计量泵7的进口连通，计量泵7的出口通过第七管路与文丘里管5的吸入口连通，在线激光粒度仪10的信号输出端通过第一信号线与控制器9的信号输入端连接，控制器9的信号输出端通过第二信号线与声波发生器8-1的信号输入端连接。

作为改进，所述的风机1的出口风压为2~14 kPa。

作为改进，所述的过滤器2内的过滤介质为玻璃纤维材质的HEPA滤网。

再改进，所述的干燥器3内的干燥剂为吸水硅胶或者3A分子筛。

再改进，所述的盐溶液储罐6内设置加热器和搅拌器。

进一步改进，所述的声波发生器8-1的声波频率可调，声波频率的可调范围为10~5000 Hz。