一種超聲波水霧去除超細顆粒物測試系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種空氣污染物測試裝置和方法，具體涉及一種超聲波水霧除去顆粒 物的測試系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著我國工業(yè)化和城市化進程的加快，環(huán)境污染日益嚴重，近年來全國各地霧霾 天氣頻發(fā)，范圍之大，持續(xù)時間之長，已經對我們的生活工作構成了極大的威脅，給人們交 通出行和身體健康都帶來了嚴重影響。隨著人們環(huán)境意識的增強和生活水平的提高，越發(fā) 認識到清潔空氣對人身健康的重要性。
[0003] 目前在我國，氣溶膠顆粒物污染是絕大部分城市的首要污染物。顆粒物質(PM)是 由酸類、有機化學、金屬、和土壤或塵埃粒子組成的顆粒和液滴。人們根據(jù)顆粒的產生及在 人體呼吸道沉積位置將顆粒分為3類:超細顆粒物（顆粒直徑< =0. Ιμπι)，亞微米顆粒PM1 (0· 1μηι< =顆粒直徑<1μηι)，粗顆粒(顆粒直徑> = 1μπι)。
[0004] 大氣污染物中的顆粒物直徑越小，對人體的危害越大，細顆粒物中，絕大部分都是 直徑在一個微米以下的顆粒物，即超細顆粒物。超細顆粒物分散度高、比表面積大、所以化 學活性、吸附能力等也大大增強，更易吸附C0、氮氧化合物等有毒有害氣體。超細顆粒由于 其極小的顆粒直徑能輕易進入肺泡、血液、神經系統(tǒng)等人體組織，給人體機能的正常運行造 成極大危害。有研究表明其和白血病、心血管疾病的發(fā)生有一定關聯(lián)。因此，研究如何有效 去除超細顆粒物對于改善大氣環(huán)境污染和保護人體健康具有非常重要的意義。對于任何凈 化除塵裝置來說，超細顆粒物都是除塵的難點。由于其粒徑太小，目前常規(guī)的凈化除塵過濾 器的孔徑太大以至于對于空氣中超細顆粒物的去除效率極低。因此，研究超細顆粒物的凈 化機理，對分析霧霾天氣的預防應對措施以及設計新型空氣凈化裝置具有重要意義。
[0005] 凝并是細微顆粒物之間相互碰撞而團聚形成新的顆粒物的現(xiàn)象。超聲波水霧是采 用超聲波技術使水霧化成微小的水滴漂浮在空氣中，與超細顆粒物的直徑相比，超聲波霧 化水滴粒徑較大，其粒徑在1-1〇μπι之間，容易與粉塵顆粒結合而使顆粒物粒徑變大。從目前 的研究來看，要想有效去除超細顆粒物，傳統(tǒng)的除塵技術如慣性碰撞、攔截、過濾以及靜電 作用效果都不大?？梢钥紤]采取的一個有效思路是通過引入超聲波霧化水滴與空氣中的超 細顆粒物碰撞而凝并形成新的顆粒物，增加顆粒物的粒徑，再結合常規(guī)的除塵技術就可以 大幅度提高常規(guī)除塵器的工作效率。在引入超聲波霧化器改變其粒徑譜的過程中，需要評 估凝并作用的大小，主要指標就是平均粒徑大小，這是超聲波霧化器的安裝、數(shù)量的設計依 據(jù)，對于設計新型空氣凈化器來說非常重要。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的是設計一種超聲波水霧去除超細顆粒物測試系統(tǒng)，具體技術方案如 下：
[0007] -種超聲波水霧除去超細顆粒物測試系統(tǒng)，主要包括氣溶膠發(fā)生器、Kr-85中和 器、超聲波霧化器、凝并發(fā)生箱、真空栗、粒徑譜測試儀、電腦、通訊電纜、環(huán)境溫濕度及壓力 測試儀、各種連接管道及閥門。真空栗通過一個閥門連接到凝并發(fā)生箱，產生整個系統(tǒng)的流 動壓力。氣溶膠發(fā)生器產生的氣溶膠顆粒物，通過管道進入Kr-85中和器進行電荷中和化處 理;處理后的氣流進入凝并發(fā)生箱，凝并發(fā)生箱上部氣溶膠入口處安裝了超聲波霧化器，利 用超聲波霧化器產生的水霧與氣溶膠顆粒物產生碰撞凝并效應，增大顆粒體積，提高過濾 效率。粒徑譜測試儀通過閥門切換可以測量超聲波水霧作用前后的顆粒物粒徑分布，所測 得數(shù)據(jù)通過通訊電纜傳輸?shù)诫娔X;環(huán)境溫濕度及壓力測試儀放置在箱體內檢測箱體內的溫 度、濕度及壓力。
[0008] 本發(fā)明通過氣溶膠發(fā)生器生成多分散的氣溶膠顆粒物，氣溶膠顆粒物生成數(shù)量的 多少可由氣溶膠發(fā)生器控制。
[0009] 所述的氣溶膠發(fā)生器產生的顆粒物數(shù)濃度范圍在0~108個/cm3。
[0010] 所述的粒徑譜測試儀測量的細微顆粒物濃度范圍在0~108個/cm3,測量的顆粒物 粒徑范圍在5nm~Ιμπι，粒徑譜分段數(shù)在32個以上。
[0011] 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：1)凝并發(fā)生箱潔凈：關閉氣溶膠發(fā)生 器及通道閥門，打開ΗΕΡΑ閥門，啟動真空栗，并啟動粒徑譜測試儀監(jiān)測凝并箱體內顆粒物數(shù) 濃度的同時，從外部進入的空氣經過ΗΕΡΑ凈化后進入箱體內，當粒徑譜測試儀監(jiān)測到箱體 內數(shù)濃度接近于零的時候，可以認為密閉箱體已經被凈空，這時關閉真空栗以及連接閥門， 關閉ΗΕΡΑ通道閥門，關閉粒徑譜測試儀。
[0012] 2)無超聲波水霧去除效率測試:啟動氣溶膠發(fā)生器，打開閥門，同時啟動粒徑譜測 試儀，當發(fā)現(xiàn)凝并發(fā)生箱上部細顆粒物數(shù)濃度值達到1〇 6個/cm3級別時，開始記錄數(shù)據(jù)，每間 隔5秒切換監(jiān)測凝并發(fā)生箱入口處和出口處的顆粒物數(shù)濃度，持續(xù)3分鐘左右，確定GMD(幾 何平均直徑），按照下面公式計算超聲波水霧作用下的去除效率m。 ^ι= - C2
[0013] 上面公式中，^為無超聲波水霧作用時凝并發(fā)生箱上部入口處顆粒物總數(shù)濃度， 單位個/cm3;c2為無超聲波水霧作用時凝并發(fā)生箱下部出口處顆粒物總數(shù)濃度，單位個/ cm3。
[0014] 重復步驟1，潔凈凝并發(fā)生箱。
[0015] 超聲波水霧去除效率測試：啟動氣溶膠發(fā)生器，打開閥門，同時啟動粒徑譜測試 儀，當發(fā)現(xiàn)凝并發(fā)生箱上部細顆粒物數(shù)濃度值達到1〇 6個/cm3級別時，啟動超聲波發(fā)射器，開 始記錄數(shù)據(jù)，每間隔5秒切換監(jiān)測凝并發(fā)生箱入口處和出口處的顆粒物數(shù)濃度，持續(xù)3分鐘 左右，確定GMD(幾何平均直徑），同樣按照下面公式計算超聲波水霧作用下的去除效率112。 h =- C4
[0016] 上面公式中，C3為有超聲波水霧作用時凝并發(fā)生箱上部入口處顆粒物總數(shù)濃度， 單位個/cm3;c 4為有超聲波水霧作用時凝并發(fā)生箱下部出口處顆粒物總數(shù)濃度，單位個/ cm3。
[0017] 讓氣溶膠發(fā)生器產生不同濃度和不同分布的氣溶膠，或者改變超聲波霧化器參 數(shù)，比如安裝個數(shù)和位置，超聲波水霧的數(shù)量，單個水霧的體積等，可以測試得到各種情況 的去除效率，對比有無超聲波水霧作用下的去除效率ru和取就可以得出超聲波水霧對于去 除效率的影響情況。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種超聲波水霧去除超細顆粒物測試系統(tǒng)， 裝置簡單，處理成本低廉，運行維護容易，節(jié)能環(huán)保，由效率公式計算出有、無超聲波水霧作 用的氣溶膠超細顆粒物去除效率，并通過測試儀器得到經過超聲波水霧作用后GMD的變化。 本發(fā)明所提供的測試系統(tǒng)和方法可用于設計超聲波水霧除塵設計以及新型空氣凈化器潔 凈效率分析。
【附圖說明】
[0019] 圖1是測試系統(tǒng)結構示意圖。
[0020] 圖中1氣溶膠發(fā)生器、2閥門a、3K-85中性器、4閥門b、5水槽、6超聲波霧化器、7凝并 發(fā)生箱、8閥門c、9干燥管a、10ΗΕΡΑ過濾器a、11三通閥門、12粒徑譜測試儀、13電腦、14真空 栗、15閥門d、16干燥管a、17HEPA過濾器b、18環(huán)境溫濕度及壓力測試儀。
【具體實施方式】<