[發明專利]一種農村家用爐灶排放大氣污染物采樣和監測系統及方法

在審

• 申請號: 202011515025.7
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112577787A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 王艷妮;楊敬婷;秦俊虎
• 申請（專利權）人: 貴州省環境科學研究設計院
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22;G01N15/06;G01N33/00
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 張培濤;王蕊

本發明公開了一種農村家用爐灶排放大氣污染物采樣和監測系統及方法，它包括：燃燒爐、采樣槍、預稀釋管、稀釋系統和采樣系統；本發明的燃燒爐部分運用可變化爐膛的燃燒爐設計，更好的還原污染源排放情況；本發明增加預稀釋管，擴大了稀釋倍數調節范圍；本發明增加了煙氣凈化，滿足實驗室的嚴苛條件；本發明能兼顧離線采樣和在線監測分析，多通道分級采樣，獲得完整燃燒煙氣排放總量顆粒樣品，同時還具備支持在線校準功能，還對燃燒過程各階濃度段波動情況有更深入的了解，相互補充，可靠性高，能更加全面的研究固定污染源排放特征。

技術領域

本發明屬于環境監測技術領域，涉及一種農村家用爐灶排放大氣污染物采樣和監測系統，特別涉及一種能夠在多場合使用的、對農村家用多種爐型大小爐灶排放的煙氣多級稀釋后同時采用在線、離線設備采集和監測顆粒物和黑碳的系統及方法。

背景技術

民用生物質燃燒源具有排放工況不穩定，燃燒時間較短，多為不完全燃燒等特點，即使是同一爐灶在不同燃燒條件下煙氣濃度波動大，難以用固定采樣方法測定其污染物排放。現有常用的監測方法有直接采樣法，稀釋采樣法、煙罩法和冷凝法等，在采樣方式上有分為只離線采樣或只有在線監測，離線采樣通過稱重法獲取實驗最終結果，在線采樣通過光吸收法和光散射法。在稀釋采樣法中又分為煙罩法和煙通道法，煙通道法又包括部分稀釋法和全流量稀釋法，原有技術稀釋裝置稀釋倍數大多在10-100左右，稀釋比由煙氣與稀釋氣量比值計算出大致結果。原有技術的稀釋采樣裝置多用于穩定的電廠鍋爐污染源，缺少民用源的模擬監測采樣技術，并且組件復雜，不易集成操作等特征，因定量排放監測原因，大多為固定尺寸，場地適用性不高。

國內現有稀釋裝置有較多缺陷，復雜且龐大，儀器大多數為整體裝置，不能拆分，占地面積大，難以適應狹窄空間的污染排放采樣。同時，現有裝置適用場所單一，大多數為現場試驗，在實驗室中無法得到很好的模擬。

在實際生活中，農村所使用的燃燒爐膛的大小對燃料燃燒充分燃燒狀況有影響，原有技術燃燒裝置大多為固定尺寸燃燒爐，對真實煙氣排放濃度狀況沒有很好的模擬。

原有技術稀釋倍數可調節范圍較小，外接多級稀釋裝置后系統難以保證穩定性和氣密性，采樣過程實驗結果和較為粗糙，難以匹配檢出范圍較小的精密監測儀器。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種農村家用爐灶排放大氣污染物采樣和監測系統及方法，不僅能真實模擬農村家用爐灶的各種尺寸爐型燃燒情況，其稀釋系統部分還可拆裝運用于現場污染源排放監測，能滿足狹窄空間的監測需求。

本發明的一種農村家用爐灶排放大氣污染物采樣和監測系統，其組件包括：燃燒爐、采樣槍、預稀釋管、稀釋系統和采樣系統；

所述燃燒爐一種燃燒爐，包括爐膛、通風口、灰渣回收盒、排煙管；所述爐膛設有可直讀CO₂濃度傳感器Ⅰ；爐膛一面設置耐熱玻璃可視窗，爐膛上部為煙管口，爐膛底部有通風口，通風口下部設有收集燃料燃燒后剩余物的灰渣回收盒。

所述采樣槍包括采樣槍管、采樣頭、旋風式切割頭，所述采樣頭設置在燃燒爐的煙管中部，采樣槍管的出氣端與預稀釋管連接；

所述采樣頭采用8mm采樣嘴，采樣時，采樣嘴正對氣流，采樣槍煙管可加熱，煙氣進入采樣槍通過加熱采樣管，防止煙氣凝結黏附在管壁上；

所述預稀釋管包括圓形稀釋管、高效過濾器、風機、出氣流量控制閥、CO₂濃度傳感器Ⅱ，所述稀釋管前端設有導入口，導入口沿氣流進氣方向依次時是風機和高效過濾器，風機一端直接連接環境大氣，通過負壓吸入環境空氣經高效過濾器得到潔凈空氣，通過導入口進入預稀釋管與采樣煙氣充分混合稀釋；混合后一部分氣體進入稀釋系統，多余氣體經稀釋管后端的排氣口排出，所述排氣口的連接管道上設出氣流量控制閥；