[发明专利]反应器、快检尾气二次气溶胶生成因子的系统及方法

权利要求书

1.一种反应器，其特征在于，包括：

竖向通道，所述竖向通道为透明材质；

导流组件，所述导流组件包括在所述竖向通道内从上至下依次设置的多个鞘气导流板和样气通道；

所述样气通道末端包括上小下大的锥形结构扩散口，所述样气通道固定在所述鞘气导流板和所述竖向通道的中心位置，每个所述鞘气导流板上均设有鞘气进气口，所述鞘气进气口环绕所述样气通道，在从上至下排列的各个鞘气导流板中，越下方的所述鞘气进气口数量越多，且越下方的所述鞘气进气口直径越小；

反应器还包括，

安装在所述竖向通道底部的样气引出漏斗和鞘气引出挡板，所述样气引出漏斗位于所述竖向通道的中心位置且与所述样气通道底部对应，所述鞘气引出挡板上环绕所述样气引出漏斗，并设置有鞘气出气口；

反应器还包括，

安装在所述竖向通道四周的紫外灯光源，所述紫外灯光源用于光解O₃，提供可氧化尾气生成二次气溶胶的氧化剂，所述紫外灯光源的光能够穿过所述竖向通道。

2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：各个所述鞘气进气口在周向上等间隔设置，各个所述鞘气出气口在周向上等间隔设置。

3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述竖向通道顶部的多个所述鞘气导流板的所述鞘气进气口在竖直方向上错开布置。

4.根据权利要求1-3任一所述的反应器，其特征在于：

上式中，Q_样和Q_鞘分别为样气和鞘气的瞬时流量L/min,d₁为样气通道锥型扩散口直径mm，d₂为最下端的鞘气进气口的直径mm，n为最下端的鞘气进气口的数量。

5.一种快检尾气二次气溶胶生成因子的系统，其特征在于：包括如权利要求1-4任一所述的反应器，还包括稀释器、CO₂和 CO分析仪、气溶胶发生装置、鞘气装置、滤膜、O₃分析仪、扫描电迁移率粒径谱仪，所述稀释器用于稀释机动车尾气，所述CO₂和 CO分析仪用于分析稀释的尾气中CO₂和 CO含量，所述气溶胶发生装置用于生成气溶胶，将所述气溶胶和稀释后的机动车尾气混合通入到所述样气通道，所述鞘气装置用于发生臭氧并形成鞘气泵入到鞘气进气口中，所述O₃分析仪用于分析经过所述反应器反应后气体中的O₃含量，所述扫描电迁移率粒径谱仪用于测量尾气氧化生成的二次气溶胶的粒径及质量浓度。

6.根据权利要求5所述的快检尾气二次气溶胶生成因子的系统，其特征在于：机动车尾气进入流量计或者稀释器之前经过保温系统。

7.根据权利要求5所述的快检尾气二次气溶胶生成因子的系统，其特征在于：气溶胶发生装置包括第一气泵、气溶胶发生器和干燥扩散管，气溶胶发生器用于产生指定浓度的特征气溶胶，扩散干燥管用于去除气溶胶颗粒表面的水分子，所述第一气泵用于将气溶胶和经过所述稀释器的机动车尾气混合并泵入反应器。

8.根据权利要求5所述的快检尾气二次气溶胶生成因子的系统，其特征在于：鞘气装置包括臭氧发生器、零气气源、加湿装置和多个质量流量计，所述臭氧发生器用于产生臭氧，所述零气气源经过所述加湿装置进行加湿；

臭氧、零气和经过加湿的混合气均通过质量流量计进行计量；

经过所述反应器反应后的气体通过湿度传感器检测湿度。

9.根据权利要求5-8任一所述的快检尾气二次气溶胶生成因子的系统，其特征在于：所述反应器放置在调温装置内，所述调温装置用于调整所述反应器所处的环境温度；

经过所述反应器反应后的气体通过温度传感器检测温度。

10.一种利用权利要求5-9任一所述的快检尾气二次气溶胶生成因子的系统的方法，其特征在于，包括：

（1）机动车排放测试方法的选取：选取机动车排放测试方法，调试并确定详细测试方案，保证待测样气的温度、湿度及浓度满足仪器检测需求；

（2）反应器的清洗：使用酒精润洗所述反应器内管壁，再用超纯水清洗干净，之后向装置持续通入零气使之干燥，使用沾有酒精的无尘纸擦拭反应器管外壁以及灯源；

（3）气密性检验：所述反应器采用负压抽气的方式引入待测气体，采样测试前应先对装置的气密性进行检验；

（4）进气流量的确定：上式中，Q_样和Q_鞘分别为样气和鞘气的瞬时流量L/min,d₁为样气通道的锥型扩散口直径mm，d₂为最下端的鞘气进气口的直径mm，n为最下端的鞘气进气口的数量；

（5）特征气溶胶的调试与确定：基于对样气污染物种类与负荷的预判，确定气溶胶种类并调配盐溶液，使所述气溶胶发生器产生的气溶胶满足气态污染物凝结汇的需求；

（6）气路的连接与流量检验：将确定的样气与种子气溶胶混合后接入反应器中心样气通道，零气与臭氧混合接入反应器鞘气进气口，反应器的中心出口连接颗粒物检测仪器，鞘气出口连接气态污染物检测仪和用于平衡流量的抽气泵，气路连接完成后，使用流量计对各气路流量进行调整检测，确保样气进气与出气流量相等，鞘气进气与出气流量相等；

（7）温度湿度控制：气路连接与流量检测完成后，使用温度传感器检测装置温度，并调节温度，使反应器温度达到目标值，同时开启换气扇以确保反应器温度分布均匀，使用湿度传感器检测反应器内气流相对湿度，改变饱和湿度气流与干洁气流的比例，使反应器内湿度达到设定值；

（8）机动车一次排放测试：将样气与鞘气通入反应器，关闭紫外灯，使用气态污染物与颗粒物检测仪测量机动车一次排放通过反应器后的浓度、成分谱与颗粒物粒径分布；

（9）机动车二次气溶胶生成测试：开启紫外灯，使用气态污染物与颗粒物检测仪测量机动车一次排放经二次转化后的浓度、成分谱与颗粒物粒径分布，根据紫外灯开关前后颗粒物浓度的变化，定量计算机动车二次气溶胶生成因子，结合机动车排放二次转化前后的VOCs成分谱的变化，分析机动车尾气的二次生成潜势。