[实用新型]一种固定源全颗粒物收集装置

说明书

本实用新型公开了一种固定源全颗粒物收集装置，包括采样枪、冷凝舱、停留舱、滤膜采样和采样泵，所述采样枪通过采样气管1与冷凝舱连接，其中冷凝舱通过采样气管2与停留舱连接，所述停留舱连接滤膜采样，其中滤膜采样连接采样泵。本实用新型采样的高温高湿气体经过冷凝瓶与制冷水热交换变为低温气体，含湿量降低，析出冷凝水收集在冷凝瓶底部；冷凝舱中的制冷水通过冷凝压缩机的蒸发器热交换持续不断的降温；通过控制采样气体的流速与冷凝压缩机的功率，使得采样气体降温释放的热能和压缩机制冷的吸收的热能动态平衡。

技术领域

本实用新型属于大气颗粒物源解析技术领域，具体涉及一种固定源全颗粒物收集装置。

背景技术

目前我国大气环境问题越来越突出，区域霾污染引起全社会关注，霾污染主要是由大气中细颗粒物(PM2.5)增多导致的。为了治理区域霾污染问题，我国将从2016年1月1日起实施新的环境空气质量标准(GB3095-2012)，其中增加了PM2.5的日均值和年均值标准。我国1990～2005年期间排放的一次PM2.5中约50%来自固定污染源，如火电厂、水泥厂、钢铁厂和工业锅炉等。各地要达到新标准规定的浓度限制，须对固定污染源的PM2.5排放进行管理和控制，而监测固定源PM2.5的排放是其必要条件。目前，我国针对固定污染源排气中颗粒物的标准采样方法只有GB16147-1996，该方法仅规定了对总烟尘的采样方法，尚无PM2.5的测定方法。

固定污染源排气中PM2.5由两部分组成:一部分为可捕集PM2.5(filterablePM2.5)；另一部分为可凝结PM2.5(condensable PM2.5)；可捕集PM2.5是指在烟道中烟气温度下可用滤膜或滤筒捕集到的空气动力学直径(Da)≤2.5μm的颗粒物；而可凝结PM2.5是指在烟道中烟气温度下为气态的挥发和半挥发性物质在排放进入大气环境后稀释降温，经均相和非均相成核形成的空气动力学直径(Da)≤2.5μm的颗粒物。针对这两部分PM2.5有两种不同的采样方法，即直接采样法和稀释采样法，直接采样法测定可捕集PM2.5，稀释采样法测定总的PM2.5排放，二者之差为可凝结PM2.5。

直接采样法简单，采样器便携，是目前环境管理和监测部门使用普遍采用的方法，但损失了可凝结PM2.5，因此对于可凝结PM2.5的采集就成了准确表述固定污染源排气中PM2.5不可获取的一部分。

目前国内尚无关于固定源稀释通道采样方法的标准方法，国外国际标准化组织（ISO）、美国EPA经过多年的探索，以England设计的便携式稀释通道为原型提出的，提出了稀释采样法的标准，分别为ISO25597:2013、EPA Method CTM-039，其中ISO方法利用PM2.5-PM10两级旋风采样器去除烟气中空气动力学直径大于2.5μm的颗粒物，然后稀释冷凝之后用一个旋风采样器去除空气动力学直径大于2.5μm的颗粒物，然后用滤膜采集最后称重。该标准详细地规定了稀释通道的参数稀释比应大于等于20:1，停留时间应不小于10s，稀释后滤膜处的温度小于等于42℃，相对湿度小于70%。我国燃煤电厂或者其他燃煤固定污染源的排放特点就是：湿度大、腐蚀性强，这就导致了采用稀释通道采样过程中可能出现PM2.5倒挂的情况。

综合分析有以下几点：1、我国燃煤锅炉多采用湿法脱硫工艺，烟道内部水汽大，含湿量高；2、稀释采样技术需要模拟真实的自然环境，需要进行自然冷却，故采样过程管路冷凝水多；3、目前我国大部分燃煤锅炉普遍实行超低排放标准，达到采样分析量需要采样时间长，加之高含湿量的环境下大颗粒损失量比较大；4、基于我国国情，测试单位配合问题，现场很难按照国际ISO：25597:2013标准参数设定执行；5高含湿量情况下，有可能采集不到样品。