[發(fā)明專利]顆粒物采樣裝置及利用該裝置進(jìn)行顆粒物檢測(cè)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210445920.5
• 申請(qǐng)日: 2012-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102967491A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心
• 主分類號(hào): G01N1/22
• 分類號(hào): G01N1/22;G01N5/00
• 代理公司: 上海金盛協(xié)力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31242
• 代理人: 王松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種采樣裝置，尤其涉及一種顆粒物采樣裝置；同時(shí)，本發(fā)明還涉及一種利用上述顆粒物采樣裝置進(jìn)行顆粒物檢測(cè)的方法。

背景技術(shù)

目前，我國(guó)用于固定源顆粒物測(cè)試的采樣裝置依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《固定源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T?16157-1996）以及環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《固定源廢氣監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T?397-2007）而定。

現(xiàn)在應(yīng)用較多的動(dòng)壓平衡型顆粒物采樣裝置的組成如圖1所示，現(xiàn)有采樣裝置包括熱電偶或熱電阻溫度計(jì)1、皮托管2、采樣管3、除硫干燥器4、微壓傳感器5、壓力傳感器6、溫度傳感器7、流量傳感器8、流量調(diào)節(jié)裝置9、抽氣泵10、微處理器11、微型打印機(jī)12、顯示器13。

濾筒（采樣管3中矩形位置）位于煙道內(nèi)，含塵煙氣經(jīng)動(dòng)壓平衡后等速采樣進(jìn)入采樣管前端的采樣嘴內(nèi)，濾筒截留部分即為采集到的顆粒物樣品。作為污染源顆粒物測(cè)試的國(guó)標(biāo)方法，該標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)固定源顆粒物測(cè)試及防治歷程中起到了重大的作用，然而隨著我國(guó)顆粒物防治技術(shù)水平的進(jìn)步、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷收緊以及對(duì)固定源顆粒物質(zhì)排放認(rèn)識(shí)的加深，有以下幾點(diǎn)不足。

首先，我國(guó)現(xiàn)有方法在煙道內(nèi)于煙道溫度下采集顆粒物，而當(dāng)煙氣排入大氣環(huán)境后，由于溫度降為環(huán)境空氣水平，在極短時(shí)間內(nèi)由于均相與非均相成核、凝聚作用新生產(chǎn)顆粒物，稱為可凝結(jié)顆粒物（Condensable?Particulate?Matter,CPM）。美國(guó)環(huán)保署（EPA）對(duì)其定義為：該物質(zhì)在煙道溫度狀況下在采樣位置處為氣態(tài)，離開(kāi)煙道后在環(huán)境狀況下降溫?cái)?shù)秒內(nèi)凝結(jié)成為液態(tài)或固態(tài)。國(guó)標(biāo)方法中由于測(cè)試方法原理的局限（濾筒位于煙道內(nèi)，采樣溫度與煙道氣溫度一致，高于環(huán)境溫度），僅能測(cè)試煙道溫度、壓力狀況下的顆粒物質(zhì)（下文中稱可過(guò)濾顆粒物，F(xiàn)ilterableParticulate?Matter），無(wú)法對(duì)可凝結(jié)顆粒物進(jìn)行測(cè)試。EPA?AP-42排放因子及國(guó)外相關(guān)研究表明，可凝結(jié)顆粒物質(zhì)量濃度與傳統(tǒng)方法測(cè)得的可過(guò)濾顆粒物質(zhì)處于同一水平，此外，可凝結(jié)顆粒物由于形成原理的原因，其空氣動(dòng)力學(xué)粒徑均在2.5μm以下，屬于固定源直接排放的PM_2.5的一部分，對(duì)其忽視將為我國(guó)顆粒物尤其是PM_2.5防控政策的制定帶來(lái)負(fù)面影響。

其次，隨著我國(guó)燃煤電廠濕法煙氣脫硫技術(shù)的廣泛實(shí)施以及高效除塵裝置的繼續(xù)推進(jìn)，煙塵內(nèi)顆粒物濃度將降至較低水平，新的火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)將顆粒物限值定為20mg/m³。我國(guó)現(xiàn)階段的采樣方法嚴(yán)格意義而言，僅適用于顆粒物質(zhì)量濃度高于50mg/m³的情況，測(cè)定低濃度顆粒物時(shí)誤差較大。另外，該方法規(guī)定顆粒物捕獲介質(zhì)為濾筒，由于濾筒本身自重較大，在低濃度顆粒物采樣和分析中，無(wú)法準(zhǔn)確定量，不可避免的誤差將降低顆粒物采樣準(zhǔn)確度，并對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生較大影響。

此外，我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)標(biāo)方法未對(duì)顆粒物捕獲介質(zhì)（濾筒或?yàn)V膜等）溫度提出具體要求，由于煙道內(nèi)顆粒物的質(zhì)量濃度實(shí)際上與溫度有關(guān)，故不同的溫度下測(cè)得的顆粒物質(zhì)量濃度并無(wú)可比性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種顆粒物采樣裝置，可精確測(cè)試固定源顆粒物中的可凝結(jié)部分的含量。

此外，本發(fā)明還提供一種利用上述顆粒物采樣裝置進(jìn)行顆粒物檢測(cè)的方法，可精確測(cè)試固定源顆粒物中的可凝結(jié)部分的含量。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種顆粒物采樣裝置，所述采集裝置包括：采樣嘴、第一過(guò)濾機(jī)構(gòu)、采樣通道、第一泵體、冷凝機(jī)構(gòu)、溫度控制容器、緩沖機(jī)構(gòu)、一個(gè)或多個(gè)第二過(guò)濾機(jī)構(gòu)、第二泵體、畢托管，緩沖機(jī)構(gòu)設(shè)置于溫度控制容器中；

所述采樣嘴、第一過(guò)濾機(jī)構(gòu)、采樣通道、冷凝機(jī)構(gòu)、緩沖機(jī)構(gòu)依次連接，第一泵體連接采樣通道，用以抽氣或鼓氣；

所述畢托管、第二泵體、第二過(guò)濾機(jī)構(gòu)、緩沖機(jī)構(gòu)依次連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述采樣通道為套管，包括內(nèi)、外兩路管道，抽取的煙道氣流經(jīng)內(nèi)部管道，第一泵體抽出煙道氣通過(guò)外部管道，通過(guò)調(diào)節(jié)抽氣量保證內(nèi)部管道中抽取的煙道氣溫度高于環(huán)境溫度，與煙道溫度趨于一致，減少煙道氣中水分冷凝的可能性；或鼓入一定溫度氣體，對(duì)抽取的煙道氣進(jìn)行加溫。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述溫度控制容器為恒溫水浴箱，用以控制緩沖機(jī)構(gòu)的溫度恒定在設(shè)定溫度。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述采樣通道末端、緩沖機(jī)構(gòu)均設(shè)有溫度傳感器，第二過(guò)濾機(jī)構(gòu)與第二泵體之間設(shè)有溫度傳感器。