[發(fā)明專利]一種基于氣體飽和溶液法制備PM2.5氣溶膠的方法

在審

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• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104764636A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡德棟;張守忠;王琦;段淑娜
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種PM2.5氣溶膠制備方法，特別是一種基于氣體飽和溶液法制備PM2.5氣溶膠的方法。

背景技術(shù)

PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5μm的顆粒物。PM2.5粒徑小，富含大量有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量危害較大。研制一套PM2.5監(jiān)測儀計量校準裝置對于準確測量大氣環(huán)境中PM2.5的濃度具有重要意義。PM2.5監(jiān)測儀計量校準裝置主要包括：氣溶膠發(fā)生器、PM2.5切割器、粒徑分析儀，其中制備粒徑分布均勻、形態(tài)均一的氣溶膠最為關(guān)鍵。

現(xiàn)有的氣溶膠制備方法主要有：霧化法、凝集法、流化床法。霧化法制備的氣溶膠中固體顆粒彌散性不好，顆粒度大，對于不能溶于或者分散于液體中的粉體顆粒不適合；凝集法僅適用于容易發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)；流化床法制備顆粒大小不好控制，粒徑分布不均勻。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述方法存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于氣體飽和溶液法制備PM2.5氣溶膠的方法，該方法可快速可控地制備顆粒徑分布范圍窄、形態(tài)均一的PM2.5氣溶膠。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種基于氣體飽和溶液法制備PM2.5氣溶膠的方法，其特征在于，包括如下步驟：將足量的物料裝填入高壓混合釜5，然后將系統(tǒng)抽真空；開啟溫控系統(tǒng)9，設(shè)定溫度至物料的熔點以上以確保目標物料全部熔融為液態(tài)；二氧化碳氣體由氣瓶1排出通過凈化釜2凈化、制冷及泵送裝置3預(yù)冷液化與加壓、預(yù)熱器4加熱達到超臨界狀態(tài)進入高壓混合釜5，達到所需溫度和壓力后，保溫保壓一定時間形成飽和溶液；飽和溶液經(jīng)噴嘴6高速射出，在氣溶膠發(fā)生釜7生成PM2.5氣溶膠。

所述物料為聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、酚醛樹脂、聚乙烯醇中的一種。

所述高壓混合釜5壓力為7～100MPa、溫度為30～500℃，二氧化碳流量為1～1000L/h，優(yōu)選高壓混合釜5壓力為30～40MPa、溫度為150～250℃，二氧化碳流量為20～50L/h。

所述氣溶膠發(fā)生釜7壓力為0.1～0.3MPa。

由于采用了所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性：

本發(fā)明采用氣體飽和溶液法，易于實施，可以通過控制操作溫度、壓力等條件控制所制備氣溶膠顆粒粒徑的大小，操作方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種基于氣體飽和溶液法制備PM2.5氣溶膠的方法示意圖；(1-氣瓶，2-凈化釜，3-制冷及泵送裝置，4-預(yù)熱器，5-高壓混合釜，6-噴嘴，7-氣溶膠發(fā)生釜，8-出口，9-溫控系統(tǒng))

具體實施方式

一種基于氣體飽和溶液法制備PM2.5氣溶膠的方法，包括以下步驟：

步驟一、加料

將足量的物料裝填入高壓混合釜5，然后將系統(tǒng)抽真空；

步驟二、控溫

開啟溫控系統(tǒng)9，設(shè)定溫度至150～250℃，使目標物料全部熔融為液態(tài)；

步驟三、形成飽和溶液

二氧化碳氣體由氣瓶1排出通過凈化釜2凈化、制冷及泵送裝置3預(yù)冷至-5～0℃并加壓至30～40MPa、預(yù)熱器4加熱至40℃達到超臨界狀態(tài)進入高壓混合釜5，達到所需溫度和壓力后，保溫保壓一定時間形成飽和溶液；

步驟四、生成PM2.5氣溶膠

飽和溶液經(jīng)噴嘴6高速射出，在氣溶膠發(fā)生釜7生成PM2.5氣溶膠經(jīng)出口8排出。

所述物料為聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、酚醛樹脂、聚乙烯醇中的一種。所述高壓混合釜5壓力為7～100MPa、溫度為30～500℃，二氧化碳流量為1～1000L/h，優(yōu)選高壓混合釜5壓力為30～40MPa、溫度為150～250℃，二氧化碳流量為20～50L/h。所述氣溶膠發(fā)生釜7壓力為0.1～0.3MPa。