[发明专利]旋风分离器、气体颗粒物浓度检测设备及浓度检测方法

说明书

本发明提供了旋风分离器，包括：分离器进口；分离器出口；旋风分离结构，其构造成在其被致动时能将尺寸小于预先确定的第一阈值的颗粒物从气流中分离出；尘盒；在旋风分离结构与分离器出口之间设有第一通路，气流中尺寸小于第一阈值的颗粒物经由第一通路流向分离器出口；在尘盒与分离器出口之间设有第二通路，在第二通路上布置有第二阀；当第二阀关闭且旋风分离结构被致动时，气流中尺寸大于或等于第一阈值的颗粒物能蓄积在尘盒内，当第二阀打开时，蓄积在所述尘盒内的颗粒能随流入所述旋风分离器的气流经由第二通路流向分离器出口。借助该旋风分离器，可实现用同一设备对尺寸不同的气体颗粒物进行检测。本发明还提供气体颗粒物浓度检测设备和检测气体颗粒物浓度的方法。

技术领域

本发明涉及一种旋风分离器，其包括用于分离出预定尺寸的颗粒物的旋风分离器结构和用于收集大于预定尺寸的颗粒物的尘盒。

本发明还涉及一种气体颗粒物浓度检测设备，其包括旋风分离器。

此为，本发明还涉及一种检测气体颗粒物浓度的方法，其中，颗粒物能经旋风分离器分离。

背景技术

随着国家对环境保护力度的加大，各个城市越来越多地投入力量对空气质量进行监测与控制。各种监测手段也应运而生，其中在线监测方法因其持续性、连贯性以及客观性而受到更多的青睐当前。

具体来说，环境空气质量中的颗粒物是通过多种因素（例如，TSP，PM10和PM2.5）测量的。空气中的悬浮颗粒物通常分为总悬浮颗粒物（TSP）、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2 .5）。TSP是指动力学直径小于或等于10微米的颗粒物；PM10是指动力学直径小于或等于10微米的颗粒物。PM2 .5是指动力学直径小于或等于2 .5微米的颗粒物，它的直径还不

到人的头发丝粗细的1/20。这些值的测量又通常是通过配置有不同旋风分离器的不同独立仪器测量的。

旋风分离器是一种用于颗粒物分离的常见设备，其工作原理为靠气流切向引入造成旋转运动，使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开。旋风分离器的主要特点是结构简单、操作弹性大、效率较高、管理维修方便，价格低廉。

在图1中示出了一种传统的旋风分离器，其包括气流入口、内部的旋风分离结构、用于收集颗粒物的尘盒以及气流出口。带有颗粒物的气体、例如空气从上方的气流入口引入该旋风分离器，通过锥形的旋风分离结构，尺寸小于预定阈值的颗粒物随气流从右侧通道离开，而尺寸大于预定阈值的颗粒物则收集于左侧的尘盒内。

待分离颗粒的气流可以来自于烟道或者直接来自于大气等环境，并且可在进入旋风分离器之前经过一级或者多级过滤。内部收集有大颗粒的尘盒可以是预先安装到旋风分离器的接口上的，以便于定期更换。

由此，可以看出通过上述传统的旋风分离器只能将某一特定的预定尺寸的颗粒物分离出或者收集到。因此，为了测量例如环境中上述提及的各种尺寸的颗粒物、例如PM2.5、PM10，需要提供多个旋风分离器。

因此，目前常见的做法是按照用户的要求安装不同的监测系统对相应的参数进行监测，或者是根据用户的要求人为地对系统进行配置，从而周期性地获取不同类别的数据。此方法虽然简单，但若要实现对至少两种颗粒物、例如PM2 .5和PM10的共同监测，则要求环监部门或者增大设备的投入从而造成投资金额的大量增长，或者要求系统维护人员进行周而复始的配置，从而浪费大量的人力成本。例如，由于需要多种测量仪器，多尺寸颗粒物测量的成本也因此显著增加了，例如会根据具体测量颗粒物种类的多少而至少增加一倍甚至三倍。

更令人困扰的是，来自不同仪器的较大系统偏差无法提供一致的测量值，这甚至会导致数据之间的冲突。例如，在同一位置的PM2.5值大于PM10的明显误差，尤其是在空气质量越来越好的颗粒物低浓度值的情况下愈发如此。

因此，在气体颗粒物测量的领域中始终存在对采用同一套测量设备、尤其是仅采用同一个旋风分离器来精准测量多种尺寸颗粒物的需求。

发明内容