氣溶膠擴散干燥管及pm2.5氣溶膠濃縮富集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型用于對氣流中的小顆粒物進行干燥，尤其涉及一種氣溶膠擴散干燥管及具有該氣溶膠擴散干燥管的PM2.5氣溶膠濃縮富集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，工廠和汽車排放的廢氣越來越多，容易使大氣渾濁，視野模糊并導致能見度惡化，從而出現(xiàn)霧霾天氣。霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項組成，它們與霧氣結(jié)合在一起，讓天空瞬間變得陰沉灰暗。二氧化硫、氮氧化物為氣態(tài)污染物，可吸入顆粒物才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍首。顆粒物的英文縮寫為PM，北京監(jiān)測的是ΕΜ2^，也就是空氣動力學當量直徑小于等于2.5微米的污染物顆粒。這種顆粒本身既是一種污染物，又是重金屬、多環(huán)芳烴等有毒物質(zhì)的載體，若人體吸收這些顆粒物，將會對人體造成的傷害不得而知，因此研究大氣中污染物顆粒的潛在危險勢在必行。
[0003]為了研究污染物顆粒的危害性，通常使動物吸收這些污染物顆粒，觀察動物的反映和對動物進行解剖等來了解霧霾中的顆粒物的危害性。然而，這些顆粒物在大氣中的濃度相對較低，若直接用于動物實驗，需要的周期長，效果不夠明顯。如何有效地采集大氣中的ΡΜ2.5微粒，并將大氣中的ΡΜ2.5微粒應(yīng)用于動物口鼻或全身暴露實驗是亟待解決的技術(shù)問題。發(fā)明人提出了一種能夠?qū)Υ髿庵械摩宝?.5微粒進行濃縮富集的裝置，然而，該裝置生成的含有高濃度的ΡΜ2.5微粒的氣流具有較大的濕度，需要對氣流進行干燥，現(xiàn)有的干燥方法一般將干燥劑或者具有干燥劑的干燥袋放置于氣流通道中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)流出管路的氣流不滿足使用要求，且發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這種情況的原因在于，氣流中的顆粒物容易與干燥劑或干燥袋發(fā)生碰撞，使流出的氣流不滿足使用要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的旨在提供一種氣溶膠擴散干燥管及具有該氣溶膠擴散干燥管的ΡΜ2.5氣溶膠濃縮富集系統(tǒng)。
[0005]為此，本實用新型提供了一種氣溶膠擴散干燥管，其包括外管和在外管內(nèi)延伸的內(nèi)管，所述內(nèi)管的管壁上具有多個微孔，以使所述內(nèi)管內(nèi)的氣流中的水分經(jīng)由所述多個微孔被所述外管與所述內(nèi)管之間盛放的干燥劑吸收，或使所述外管與所述內(nèi)管之間的氣流中的水分經(jīng)由所述多個微孔被所述內(nèi)管內(nèi)盛放的干燥劑吸收。
[0006]進一步地，所述內(nèi)管為微孔管、滲水管或鋼絲編織管。
[0007]進一步地，所述內(nèi)管上微孔的開孔率為90%至96%。
[0008]進一步地，所述外管由透明材質(zhì)制成。
[0009]進一步地，所述氣溶膠擴散干燥管還包括:兩個中央具有通孔的端蓋，分別設(shè)置在所述外管的兩端，以封閉所述外管和所述內(nèi)管直接之間的端部開口，且每個端蓋的通孔與內(nèi)管連通。
[0010]進一步地，所述氣溶膠擴散干燥管還包括:兩個支架，沿所述外管的延伸方向間隔地固定在所述外管上。
[0011]進一步地，所述氣溶膠擴散干燥管還包括設(shè)置于所述外管和所述內(nèi)管之間的干燥劑。
[0012]進一步地，所述干燥劑為硅膠干燥劑。
[0013]本實用新型還提供了一種PM2.5氣溶膠濃縮富集系統(tǒng)，其包括:
[0014]沖擊切割器，配置成接收氣流，并至少部分地去除所述氣流中空氣動力學當量直徑大于2.5 μ m的顆粒物；
[0015]加濕裝置，配置成接收來自所述沖擊切割器的氣流，以使來自所述沖擊切割器的氣流與所述加濕裝置產(chǎn)生的水汽混合；
[0016]至少一個冷凍裝置，每個所述冷凍裝置配置成接收來自所述加濕裝置的混合氣流并降低所述混合氣流的溫度，以使所述混合氣流中至少部分顆粒物的空氣動力學當量直徑增長至大于或等于2.5 μπι;和
[0017]至少一個濃縮分離裝置，每個所述濃縮分離裝置配置成接收來自一個所述冷凍裝置的氣流，并將來自該冷凍裝置的氣流分流成第一氣流和第二氣流，且使來自該冷凍裝置的氣流中、空氣動力學當量直徑增長至大于或等于2.5 μπι的所有顆粒物的部分或全部位于所述第一氣流中；以及
[0018]上述任一種氣溶膠擴散干燥管，配置成接收和干燥來自所述至少一個濃縮分離裝置的所述第一氣流。
[0019]本實用新型的氣溶膠擴散干燥管及ΡΜ2.5氣溶膠濃縮富集系統(tǒng)中因為內(nèi)管上具有多個微孔，能夠使干燥劑有效地對氣流，特別是氣溶膠，進行干燥。此外，本實用新型的氣溶膠擴散干燥管的結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、成本低。
[0020]進一步地，本實用新型的氣溶膠擴散干燥管及ΡΜ2.5氣溶膠濃縮富集系統(tǒng)中，由于氣溶膠不與干燥劑直接接觸，避免了傳統(tǒng)干燥方法中氣溶膠與干燥劑的碰撞損失，具有僅去除水分而不影響氣溶膠成分及濃度的優(yōu)點，可以廣泛應(yīng)用與氣溶膠分析及相關(guān)領(lǐng)域。
[0021]進一步地，本實用新型的氣溶膠擴散干燥管及ΡΜ2.5氣溶膠濃縮富集系統(tǒng)中外管由透明材質(zhì)制成，可便于觀察干燥劑吸水之后的顏色變化。
【附圖說明】
[0022]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本實用新型的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0023]圖1為根據(jù)本實用新型一個實施例的氣溶膠擴散干燥管的示意性結(jié)構(gòu)；
[0024]圖2為根據(jù)本實用新型一個實施例的氣溶膠擴散干燥管的示意性剖視圖；
[0025]圖3為根據(jù)本實用新型一個實施例的ΡΜ2.5氣溶膠濃縮富集系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對具體實施例進行詳細描述。
[0027]圖1為根據(jù)本實用新型一個實施例的氣溶膠擴散干燥管500的示意性結(jié)構(gòu)，圖2為根據(jù)本實用新型一個實施例的氣溶膠擴散干燥管500的示意性剖視圖。如圖1和圖2所示，本實用新型實施例提供了一種氣溶膠擴散干燥管500。該氣溶膠擴散干燥管500可包括外管510和在外管510內(nèi)延伸的內(nèi)管520，內(nèi)管520的管壁上具有多個微孔，以使內(nèi)管520內(nèi)的氣流中的水分經(jīng)由多個微孔被外管510與內(nèi)管520之間盛放的干燥劑吸收，或使外管510與內(nèi)管520之間的氣流中的水分經(jīng)由多個微孔被內(nèi)管520內(nèi)盛放的干燥劑吸收。具體地，該氣溶膠擴散干燥管500還可包括干燥劑，例如硅膠干燥劑，干燥劑可設(shè)置在外管510和內(nèi)管520之間。
[0028]在本實用新型的一些優(yōu)選的實施例中，內(nèi)管520為微孔管、滲水管或鋼絲編織管。進一步地，內(nèi)管520上微孔的開孔率為90%至96%。也就是說，微孔的總面積占內(nèi)管520的周壁面積的90%至96%。
[0029]為了便于觀察外管510和內(nèi)管520之間的干燥劑的變化情況，外管510可由透明材質(zhì)制成。例如，外管510可為玻璃管或樹脂管。
[0030]在本實用新型的一些實施例中，氣溶膠擴散干燥管500還包括:兩個中央具有通孔的端蓋530，分別設(shè)置在外管510的兩端，以封閉外管510和內(nèi)管520直接之間的端開口，且每個端蓋530的通孔與內(nèi)管520連通。氣溶膠擴散干燥管500也還包括:兩個支架540，沿外管510的延伸方向間隔地固定在外管510上，兩個支架540可用于支撐。
[0031]圖3為根據(jù)本實用新型一個實施例的PM2.5氣溶膠濃縮富集系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。本實用新型實施例還提供了一種PM2.5氣溶膠濃縮富集系統(tǒng)。該PM2.5氣溶膠濃縮富集系統(tǒng)包括沖擊切割器100、加濕裝置200、至少一個冷凍裝置300和至少一個濃縮分離裝置 400。
[0032]具體地，沖擊切割器100配置成接收氣流，并至少部分地去除氣流中空氣動力學當量直徑大于2.5 μπι的顆粒物。加濕裝置200配置成接收來自沖擊切割器100的氣流，以使來自沖擊切割器100的氣流與加濕裝置200產(chǎn)生的水汽混合，同時可使氣流升溫。每個冷凍裝置300配置成接收來自加濕裝置200的混合氣流并降低混合氣流的溫度，以使混合氣流中至少部分顆粒物的空氣動力學當量直徑增長至大于或等于2.5 μπι。也就是說加濕裝置200和冷凍裝置300能夠使混合氣流中的顆粒物結(jié)核長大。
[0033]每個濃縮分離裝置400配置成接收來自一個冷凍裝置300的氣流，并將來自該冷凍裝置300的氣流分流成第一氣流和第二氣流。特別地，每個濃縮