本發(fā)明涉及一種環(huán)保設備，尤其涉及一種固定污染源稀釋通道采樣裝置。

背景技術：

目前國內研究使用的稀釋通道采樣裝置大多價格昂貴且采用大比例分流、小流量采樣，使得稀釋系統(tǒng)體積過大不便于攜帶，也無法對細顆粒物進行分級采樣。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種固定污染源稀釋通道采樣裝置。

本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的：

本發(fā)明包括煙道、加熱采樣管、鐵氟龍管、空氣發(fā)生器、凈化器、流量表、稀釋箱、分級采樣器、抽氣泵和旁路設備，所述煙道的中部通過管道與所述鐵氟龍管的一端連接，所述加熱采樣管包覆于所述管道的外管壁上，所述鐵氟龍管的另一端與所述稀釋箱的入口連接，所述空氣發(fā)生器的出口依次通過所述凈化器和所述流量表與所述稀釋箱的入口連接，所述稀釋箱的入口與所述鐵氟龍管和所述流量表的出口之間形成虹吸結構，所述稀釋箱的第一出口與所述旁路設備連接，所述稀釋箱的第二出口與所述分級采樣器的入口連接，所述分級采樣器的出口與所述抽氣泵連接。

具體地，所述旁路設備為3012h型自動煙塵測試儀。

所述固定污染源稀釋通道采樣裝置的控制方法包括以下步驟：

(1)雷諾數(shù)：雷諾數(shù)大于4000則認為混合稀釋段內氣體達到湍流要求，煙氣和稀釋空氣混合均勻：

re＝u1l/v

式中：u1為流體的特征速度，l為特征長度，v為流體的運動粘性系數(shù)，故：

re＝2q/πrv→r＝2q/πvre→r＝2*q/(3.14*15.5*10^-6*4000)

→r＝(0.019～0.027)m

已知空氣在101.325kpa(1atm),70°f(21.1℃)時，ρ為1.199kg/m³，氣體粘度183.7*10-7pa·s(25℃時)^[3]，q為110～160l/min；

(2)稀釋比：通過旁路設備流量的改變實現(xiàn)采氣端進氣流量的控制；設：q1為進氣端流量，q2為稀釋空氣流量，根據(jù)稀釋比公式：

稀釋比＝(q1+q2)/q1＝(2.7～11)

(3)停留時間：設計停留段為體積為55l,總出氣流量為110～160l/min，根據(jù)停留時間公式：停留時間＝v/q＝(20～30)。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明是一種固定污染源稀釋通道采樣裝置，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明將環(huán)境和污染源采樣裝置進行組合，中流量進行采樣，采用分級采樣器作為采樣動力，極大地縮小了稀釋系統(tǒng)體積，用旁路系統(tǒng)控制進去流量，操作方便，同時能對細顆粒物進行分級采樣，能夠對不同粒徑細顆粒物進行采集，具有推廣應用的價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖。

圖中：1-煙道、2-加熱采樣管、3-鐵氟龍管、4-空氣發(fā)生器、5-凈化器、6-流量表、7-稀釋箱、8-分級采樣器、9-抽氣泵、10-旁路設備。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

如圖1所示：本發(fā)明包括煙道1、加熱采樣管2、鐵氟龍管3、空氣發(fā)生器4、凈化器5、流量表6、稀釋箱7、分級采樣器8、抽氣泵9和旁路設備10，所述煙道1的中部通過管道與所述鐵氟龍管3的一端連接，所述加熱采樣管2包覆于所述管道的外管壁上，所述鐵氟龍管3的另一端與所述稀釋箱7的入口連接，所述空氣發(fā)生器4的出口依次通過所述凈化器5和所述流量表6與所述稀釋箱7的入口連接，所述稀釋箱7的入口與所述鐵氟龍管3和所述流量表6的出口之間形成虹吸結構，所述稀釋箱7的第一出口與所述旁路設備10連接，所述稀釋箱7的第二出口與所述分級采樣器8的入口連接，所述分級采樣器8的出口與所述抽氣泵9連接。加熱采樣管2能進行加熱，溫度控制在100-120℃，可以防止煙氣在采樣管內冷卻發(fā)生凝結。由空氣發(fā)生器4和稀釋箱7組成稀釋系統(tǒng)。凈化器5由空氣發(fā)生器4(空氣發(fā)生器4可以是空壓機)供氣，經(jīng)凈化器5中的硅膠和活性炭去除空氣中水分和有機物。稀釋箱7分為混合段和停留段，煙氣在混合段與潔凈空氣充分混合，在停留段發(fā)生冷凝成核反應生成可凝結的細顆粒物。稀釋箱7末端連接中流量分級采樣器，用于采集煙氣中細顆粒物和經(jīng)稀釋凝結成核產(chǎn)生的細顆粒物。

具體地，所述旁路設備10為3012h型自動煙塵測試儀。

所述固定污染源稀釋通道采樣裝置的控制方法包括以下步驟：

(1)雷諾數(shù)：自然界的流動分為層流和湍流兩種，雷諾數(shù)是判斷流體運動狀態(tài)的參數(shù)，反映了流體運動慣性力和粘滯力的比值。在較小雷諾數(shù)下，流動為層流，流體各質點互不混摻，隨著雷諾數(shù)的增大，層流逐漸失去穩(wěn)定性，進而轉變?yōu)橥牧鳌Ｔ谕牧鳡顟B(tài)下，流體各質點相互混摻，發(fā)生動量和能量的交換，導致流速分布曲線較層流時豐滿、均勻。一般情況下，雷諾數(shù)大于4000則認為混合稀釋段內氣體達到湍流要求，煙氣和稀釋空氣混合均勻：

re＝u1l/v

式中：u1為流體的特征速度，l為特征長度，v為流體的運動粘性系數(shù)，故：

re＝2q/πrv→r＝2q/πvre→r＝2*q/(3.14*15.5*10^-6*4000)

→r＝(0.019～0.027)m

已知空氣在101.325kpa(1atm),70°f(21.1℃)時，ρ為1.199kg/m³，氣體粘度183.7*10-7pa·s(25℃時)^[3]，q為110～160l/min；

(2)稀釋比：本發(fā)明采樣裝置為大流量八級分級采樣器，流量100l/min；旁路系統(tǒng)為嶗應3012h型自動煙塵(氣)測試儀,流量10～60l/min；總出氣流量為110～160l/min。進氣部分，由無油空壓機提供稀釋空氣，設定稀釋空氣流量等于分級采樣器流量，因此通過旁路設備流量的改變實現(xiàn)采氣端進氣流量的控制；設：q1為進氣端流量，q2為稀釋空氣流量，根據(jù)稀釋比公式：

稀釋比＝(q1+q2)/q1＝(2.7～11)

(3)停留時間：煙氣在稀釋箱中冷凝、成核，越長的停留時間越有利于顆粒物的形成，然而在固定排氣流量的情況下，越長的停留時間要求越大的稀釋箱體積，這顯然不利于儀器的攜帶和使用。本發(fā)明設計停留段為體積為55l,總出氣流量為110～160l/min，根據(jù)停留時間公式：停留時間＝v/q＝(20～30)。

本發(fā)明將污染源廢氣用潔凈空氣進行稀釋，模擬固定污染源廢氣在空氣中冷凝成核形成細顆粒過程，并將用分級采樣器對顆粒物進行采集，可用以測定固定污染源細顆粒物粒徑分布情況和不同粒徑顆粒物化學組成。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。