[实用新型]一种生物质燃烧产生黑碳的装置

说明书

一种生物质燃烧产生黑碳的装置，属于实验室实验设备，它包括由湿度发生器、黑碳产生单元、捕集反应箱和引风机。湿度发生器出口管与黑碳产生单元连接，黑碳产生单元包括塔香形生物质燃料、黑碳浓缩器、玻璃罩，黑碳暂时储存在捕集反应箱，与外部配气反应老化，老化后的黑碳颗粒经收集后剩余烟气经尾气处理瓶处理。本实用新型实现了对碳烟颗粒进行取样，获得相对纯净的碳烟颗粒，实验成本低。

技术领域

本实用新型属于黑碳研究领域，尤其涉及一种观察生物质燃烧产生黑碳的装置。

背景技术

黑碳是生物质等含碳物质不完全燃烧产生的一种黑色碳质颗粒，粒径在0. 01μm-1μm之间，是大气细颗粒物的重要组成部分。碳烟颗粒既是城市雾霾天气的罪魁之一，又容易吸附有毒有害物质入肺，从而引发呼吸系统、心血管以及其它疾病的发生，对人体健康带来不利影响。

目前针对黑碳的研究主要依赖于室外采样，对实验室持续燃烧获取黑碳的研究报道较少。现有技术如火焰模拟燃烧获得碳烟颗粒需要较高的成本或复杂的处理技术，降低了对黑碳单颗粒的研究效率，且模拟燃烧获取的颗粒易团聚，限制了在碳烟颗粒物取样方面的应用。

发明内容

本实用新型提供简便易行并通过生物质燃烧产生黑碳并对其捕集的装置。

本实用新型的技术方案是：

一种生物质燃烧产生黑碳的装置，包括由湿度发生器、黑碳产生单元、捕集反应箱、尾气处理瓶和引风机。湿度发生器出口管与黑碳产生单元连接，黑碳产生单元包括塔香形生物质燃料、黑碳浓缩器、玻璃罩，黑碳浓缩器设置在玻璃罩内，烟气进入捕集反应箱，黑碳暂时储存，与外部配气反应老化，老化后的黑碳颗粒经收集后剩余烟气经尾气处理瓶处理。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，湿度发生器使用苏州阿洛斯SHG-AT01型环境湿度发生器，用于实现气体湿度控制或水含量控制，湿度范围5%~95%RH；空气流量、温度、湿度均可数显设置和显示，温度显示精度±1℃，湿度显示精度±2%RH。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述玻璃罩为长度是300 mm，宽度是300mm，高度是400mm的透明密封箱体，箱体顶端设有轴孔，箱体一侧设有烟气入口，箱体另一侧设有烟气出口。

所述的塔香形生物质燃料是由秸秆、锯末等生物质材料经过粉碎、混合、挤压、烘干，制成塔香型的可直接燃烧的生物质成型燃料（BMF），成模后的燃料呈圆锥中空型。

所述塔香形生物质燃料呈上部小下部大的中空圆台形，圆台的上底面直径是4mm，下底面直径是26mm，高度是60mm；圆台上底面上面设有直径为4mm的实心半球体，圆台轴心设置圆椎形盲孔，位于圆台下底面的盲孔的直径是8mm，盲孔的深度是55mm。

所述黑碳浓缩器为上部粗下部细且上部设有顶盖下部敞口的中空筒，顶盖设有烟气输入口、轴孔，空心中轴设置在轴孔上并位于顶盖下面；顶盖上面且轴孔位置处设置圆环形固定座，固定座上面设置中空的支撑柱，支撑柱上设置塔香形生物质燃料，支撑柱、固定座、中轴同心；支撑柱穿过固定座与中轴相接形成孔道；沿支撑柱外周一周设置用于承接灰烬的集灰槽，烟气浓缩器的侧面安装有微型涡轮机。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，捕集反应箱上方设有采样孔，可用于样品采集，下方的两个配气孔可用于人为导入外部气体在捕集反应箱中模拟黑碳颗粒静态老化过程。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，尾气处理瓶内的溶液为乙醇或者异丙醇水溶液（体积浓度w>80％）；瓶内气液交界面处设有滤膜，未溶解的碳烟被滤膜阻拦收集在滤膜上。

可选地，进气口前还可以安装一个高效过滤器。

本实用新型可以控制碳烟稀释比，获得相对纯净的碳烟颗粒，实验成本低。

附图说明